第3章計算機硬件和軟件

第3章計算機硬件和軟件第一頁，共64頁。

第三章

計算機硬件和軟件版權(quán)所有?2011-2013長安大學(xué)經(jīng)濟與管理學(xué)院第二頁，共64頁。3.1計算機系統(tǒng)的組成

課程說明

計算機系統(tǒng)=硬件系統(tǒng)+軟件系統(tǒng)。

計算機的硬件是指組成一臺計算機的各種物理裝置，是計算機進行工作的物質(zhì)基礎(chǔ)。

計算機軟件是指計算機程序和有關(guān)的文檔。第三頁，共64頁。3.1引言

課程說明信息技術(shù)（IT）

是指各種以計算機為基礎(chǔ)的工具，人們用它來加工信息，并支持組織對信息的需求和信息處理的任務(wù)。

因此，信息技術(shù)包括因特網(wǎng)、個人計算機、可以上網(wǎng)的移動電話、用于做記錄和約會日程安排的個人數(shù)字助理、用于制作幻燈片的Powerpoint、打印機、用來玩視頻游戲的游戲桿或游戲鍵盤。。。。。。3.1.1信息技術(shù)第四頁，共64頁。3.1引言

課程說明所有這些技術(shù)可以幫助你執(zhí)行特定的信息處理任務(wù)。例如，打印機給你生成一個文檔的紙質(zhì)版本；因特網(wǎng)將你和世界各地的人鏈接在一起；光盤能夠為你存儲信息以備后用；文字處理軟件可以幫你生成信件、備忘錄和學(xué)期論文。3.1.1信息技術(shù)第五頁，共64頁。3.1引言

3.1.1信息技術(shù)第六頁，共64頁。3.1引言

課程說明各種計算機在外形、尺寸、顏色上都有不同。有些小的可以讓你隨身攜帶。3.1.2不同類型的計算機PDA是小型掌上電腦筆記本電腦是多功能便攜式個人計算機平板計算機第七頁，共64頁。3.1引言

課程說明個人數(shù)字助理（PDA）

是一種掌上電腦，可幫助你在網(wǎng)上沖浪，還能執(zhí)行一些簡單的任務(wù)，如做記錄、日程表、約會日常安排、管理地址簿等。PDA的屏幕是觸摸感應(yīng)屏，當(dāng)你在屏幕上直接書寫時，屏幕可以捕獲你所寫的內(nèi)容。PDA提供多種操作系統(tǒng)軟件，一些使用WindowsCE（代表簡潔版本）或PalmOS（專為Palm設(shè)備）。3.1.2不同類型的計算機第八頁，共64頁。3.1引言

課程說明平板電腦平板電腦（英文：TabletPersonalComputer，簡稱TabletPC、FlatPc、Tablet、Slates），是一種小型、方便攜帶的個人電腦，以觸摸屏作為基本的輸入設(shè)備。它擁有的觸摸屏（也稱為數(shù)位板技術(shù)）允許用戶通過觸控筆或數(shù)字筆來進行作業(yè)而不是傳統(tǒng)的鍵盤或鼠標(biāo)。用戶可以通過內(nèi)建的手寫識別、屏幕上的軟鍵盤、語音識別或者一個真正的鍵盤（如果該機型配備的話）。3.1.2不同類型的計算機第九頁，共64頁。3.1引言

課程說明平板電腦由比爾·蓋茨提出，至少應(yīng)該是X86架構(gòu)，從微軟提出的平板電腦概念產(chǎn)品上看，平板電腦就是一款無須翻蓋、沒有鍵盤、小到足以放入女士手袋，但卻功能完整的PC。3.1.2不同類型的計算機第十頁，共64頁。3.1引言

課程說明筆記本電腦筆記本與臺式機相比，筆記本電腦有著類似的結(jié)構(gòu)組成（顯示器、鍵盤/鼠標(biāo)、CPU、內(nèi)存和硬盤），但是筆記本電腦的優(yōu)勢還是非常明顯的，其主要優(yōu)點有體積小、重量輕、攜帶方便。一般說來，便攜性是筆記本相對于臺式機電腦最大的優(yōu)勢。一般的筆記本電腦的重量只有2公斤左右，無論是外出工作還是旅游，都可以隨身攜帶，非常方便。

3.1.2不同類型的計算機第十一頁，共64頁。3.1引言

課程說明超輕超薄是時下（2011年2月）筆記本電腦的主要發(fā)展方向，但這并沒有影響其性能的提高和功能的豐富。同時，其便攜性和備用電源使移動辦公成為可能。由于這些優(yōu)勢的存在，筆記本電腦越來越受用戶推崇，市場容量迅速擴展。3.1.2不同類型的計算機第十二頁，共64頁。3.1引言

課程說明小型機、大型機和巨型機PDA、筆記本電腦和平板電腦都是為滿足個人信息處理需求而設(shè)計的。然而在企業(yè)中，許多人經(jīng)常需要同時訪問和使用同一臺計算機。在這種情況下，企業(yè)需要滿足多人（可能成百上千）同時訪問和使用的計算技術(shù)。這個種類的計算機包括小型機、大型機和巨型機。

3.1.2不同類型的計算機第十三頁，共64頁。3.1引言

課程說明

3.1.2不同類型的計算機小型機IBM大型機巨型機第十四頁，共64頁。3.1引言

課程說明小型機為滿足小型至中型企業(yè)環(huán)境中多人同時運算需求而設(shè)計的。小型機比臺式計算機更強大、更昂貴。企業(yè)通常用小型機做服務(wù)器、網(wǎng)頁發(fā)布或作為用來放置共享信息和軟件的內(nèi)部計算機。

3.1.2不同類型的計算機第十五頁，共64頁。3.1引言

課程說明大型機有時被稱為主機，是用來滿足大型企業(yè)環(huán)境中幾百人的計算需求的計算機。因此，大型機在尺寸、功率、運算能力和價格上都是小型機的提高。由于處理速度超過10000億條指令/秒（臺式計算機每秒處理30億條指令），大型機可以輕松地同時完成幾百人的處理請求。

3.1.2不同類型的計算機第十六頁，共64頁。3.1引言

課程說明巨型機是最快、最強大、最貴的一種計算機。像NASA那樣專心研究和“數(shù)字搗弄”的組織租用巨型機，因為它的處理信息速度足夠快。其他大型的、以顧客為中心的企業(yè)，如GeneralMotors和AT&T，租用巨型機只是用來處理顧客信息和進行事務(wù)處理。他們的企業(yè)需要巨型機提供的高層次的支持和強大的處理能力。

3.1.2不同類型的計算機第十七頁，共64頁。3.1引言

課程說明

計算機與人工作過程的區(qū)別：我們以字母（A~Z,a~z和特殊符號如*號等）和數(shù)字（0~9）的形式處理信息。

計算機按照比特和字節(jié)處理信息，只有1和0組成。因為計算機用電工作，電脈沖只有兩種狀態(tài)：開和關(guān)。

3.1.3硬件：物理界面第十八頁，共64頁。3.1引言

課程說明什么是位和字節(jié)？

二進制位（比特）是計算機處理信息的最小單位。一比特可以是一個1（開）和一個0（關(guān)）。

技術(shù)方面的挑戰(zhàn)是如何使用二進制形式表示所有的字符、特殊符號和數(shù)字。一種方法是使用ASCII.ASCII（美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼）是大多數(shù)個人計算機用來表示、處理和儲存信息的代碼系統(tǒng)。在ASCII中，一組8個的比特代表自然語言的一個字符，被稱為1字節(jié)。

3.1.3硬件：物理界面第十九頁，共64頁。3.1引言

課程說明例如，你在鍵盤上輸入單詞cool，你的鍵盤（一種硬件設(shè)備）將其轉(zhuǎn)換為4字節(jié)—1字節(jié)對應(yīng)一個字符。01100011010011110100111101001100cool

3.1.3硬件：物理界面第二十頁，共64頁。3.1引言

課程說明

常見的輸入設(shè)備

輸入設(shè)備是用來獲取信息和命令的工具。

鍵盤—當(dāng)今臺式機與筆記本上最常用的輸入設(shè)備，光筆則是PDA和平板電腦上最常用的輸入設(shè)備。兩者都可用

在企業(yè)或個人計算機上。

定點設(shè)備：是用來操縱和選擇屏幕上的目標(biāo)的一種設(shè)備。

鼠標(biāo)—用來點擊圖符和按鈕的定點設(shè)備，有機械鼠、光

電鼠和無線鼠。

3.1.3硬件：物理界面第二十一頁，共64頁。3.1引言

課程說明跟蹤球—跟機械鼠類似，但其圓球位于頂部。

觸摸屏—淺黑的矩形區(qū)域，通過手指觸摸來操作，主要用于

筆記本電腦。

指向棒—橡皮狀的小指向設(shè)備，筆記本電腦中很流行。

游戲控制器用于游戲時更好地控制屏幕中的動作的一種設(shè)備。

游戲方向盤—虛擬駕駛時使用的方向盤和腳踏板。

操縱桿—垂直連接著程控按鈕，用來控制游戲動作。

3.1.3硬件：物理界面第二十二頁，共64頁。3.1引言

課程說明游戲手柄—一種多功能的輸入設(shè)備，具有程控按鈕、搖桿和方向盤。

掃描儀：用來將信息從視圖形式轉(zhuǎn)換為電子形式的設(shè)備。

圖像掃描儀—捕獲已經(jīng)在紙上存在的圖像、照片、文本和藝術(shù)作品。

條形碼掃描器—獲取以豎形條形式表示的信息，其寬度和之間的距離決定一個數(shù)字。

3.1.3硬件：物理界面第二十三頁，共64頁。3.1引言

課程說明光標(biāo)閱讀器—檢查頁面上預(yù)定位置上的標(biāo)記是否存在（經(jīng)常用于判斷對錯和多選考試答案）。

生物掃描儀—掃描一些人體的生理特征，比如指紋和視網(wǎng)膜，來達(dá)到保密安全的目的。

數(shù)碼相機：用一系列0,1數(shù)字來捕獲靜態(tài)的圖像和視頻，

數(shù)碼靜態(tài)攝影機—在動態(tài)的環(huán)境下，數(shù)字捕獲靜態(tài)圖像。

數(shù)碼攝像機—數(shù)字捕獲視頻。

網(wǎng)絡(luò)攝像頭—捕獲數(shù)字視頻用于上傳到網(wǎng)絡(luò)上。

3.1.3硬件：物理界面第二十四頁，共64頁。3.1引言

課程說明話筒：用以獲取音頻并將其轉(zhuǎn)換為電子信號。

圖：常見的輸入設(shè)備。

3.1.3硬件：物理界面第二十五頁，共64頁。3.1引言

3.1.3硬件：物理界面圖輸入設(shè)備的種類第二十六頁，共64頁。3.1引言

課程說明

常見的輸出設(shè)備

輸出設(shè)備是用看、聽或其他方式接收信息處理請求結(jié)果的工具。在輸出設(shè)備中，以打印機和顯示器最為普遍，但也會用到揚聲器和繪圖儀。而且輸出設(shè)備負(fù)責(zé)將計算機存儲形式的信息轉(zhuǎn)換為能夠理解的信息形式。

3.1.3硬件：物理界面第二十七頁，共64頁。3.1引言

課程說明3.1.3硬件：物理界面圖輸出設(shè)備的種類第二十八頁，共64頁。3.1引言

課程說明顯示器

分為兩種：CRT和平板顯示器。CRT是一種電視機形狀的顯示器。平板顯示器是薄而輕便的顯示器，比CRT占用的空間小很多。

平板顯示器有液晶顯示器和等離子顯示器兩種。液晶顯示器（LCD）將電流發(fā)送通過固定在兩層玻璃板或塑料板之間的液晶從而形成屏幕圖像。

3.1.3硬件：物理界面第二十九頁，共64頁。3.1引言

課程說明等離子顯示器通過在兩個玻璃或塑料層之間俘獲的氣體發(fā)送電流，從而形成屏幕圖像。

3.1.3硬件：物理界面第三十頁，共64頁。3.1引言

課程說明打印機

打印機是另一種普通的輸出設(shè)備。打印機的清晰度取決于它的分辨率。打印機的清晰度取決于它的分辨率。打印機的分辨率是它每英寸所產(chǎn)生的點數(shù)量，和顯示器分辨率的標(biāo)準(zhǔn)相同。3.1.3硬件：物理界面第三十一頁，共64頁。3.1引言

課程說明

常見的存儲設(shè)備

3.1.3硬件：物理界面第三十二頁，共64頁。3.1引言

課程說明3.1.3硬件：物理界面第三十三頁，共64頁。3.2計算機系統(tǒng)的組成

課程說明硬件系統(tǒng)由運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備等五大基本部分組成，稱為馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)。3.2.1計算機硬件系統(tǒng)指令數(shù)據(jù)線控制信號線輸出設(shè)備原始數(shù)據(jù)存儲器運算器輸入設(shè)備外部設(shè)備接口外存儲器控制器計算程序

計算結(jié)果第三十四頁，共64頁。3.2計算機系統(tǒng)的組成

課程說明3.21計算機硬件系統(tǒng)運算器：執(zhí)行算術(shù)運算和邏輯運算的部件?？刂破鳎褐笓]計算機各部件按照指令功能的要求自動協(xié)調(diào)地運行所需的各種操作。存儲器：存儲程序和數(shù)據(jù)的記憶裝置。(內(nèi)存和外存）輸入設(shè)備：將原始信息輸入計算機內(nèi)。常用的輸入設(shè)備有鍵盤、鼠標(biāo)器、掃描儀、光筆、磁帶、磁盤和光盤等。輸出設(shè)備:計算機的處理結(jié)果以能為人們或其它機器所能接受的形式輸出。常用的輸出設(shè)備有顯示器、打印機、磁帶、磁盤、繪圖儀等。

第三十五頁，共64頁。3.2計算機系統(tǒng)的組成

課程說明3.2.1計算機硬件系統(tǒng)36主機后板電源：鍵盤鼠標(biāo)口COM1COM2打印機口（并行口）集成聲卡USB口第三十六頁，共64頁。3.2計算機系統(tǒng)的組成

課程說明3.2.1計算機硬件系統(tǒng)

37主機內(nèi)部電源光驅(qū)電源線軟盤驅(qū)動器硬盤主板顯卡網(wǎng)卡內(nèi)存條第三十七頁，共64頁。3.2計算機系統(tǒng)的組成

課程說明3.2.1計算機硬件系統(tǒng)

38CPU插座顯卡插槽內(nèi)存插槽軟驅(qū)信號線插槽IDE插槽（硬盤信號線）PCI槽芯片組（南橋：負(fù)責(zé)外設(shè)控制與通訊、北橋：負(fù)責(zé)內(nèi)部控制與通訊）第三十八頁，共64頁。3.2計算機系統(tǒng)的組成

課程說明3.2.1計算機硬件系統(tǒng)

CPU微處理器演變芯片發(fā)布時間時鐘速度808678.65-10MHz8028682.28-12MHz8038685.1016-33MHz8048689.425-50MHzPentium93.360-166MHzPentiumPro95.3150-200MHzPentiumII1996233-300MHzP61997upto400MHzPentiumIII99.2450-1000MHzPentiumIV2000.111500-2GMHz繼續(xù)補充最新的CPU硬件發(fā)展的一個定律:第三十九頁，共64頁。3.2計算機系統(tǒng)的組成

課程說明3.2.1計算機硬件系統(tǒng)

摩爾定律該定律由英特爾創(chuàng)始人之一的戈登.摩爾（GoldenMoore）在1965年提出主要是界定半導(dǎo)體發(fā)展的速度,摩爾定律指出，半導(dǎo)體所能容納的晶體管數(shù)量，是以每18個月為一個周期，逐期倍增。對微處理器來說，其功能每18個月大約翻一番,價格大約降一半；這個“定律”十幾年來一直有效地反映著微處理器的發(fā)展?fàn)顩r；導(dǎo)致今天出現(xiàn)數(shù)字化信息技術(shù)革命。第四十頁，共64頁。3.2計算機系統(tǒng)的組成3.2.2計算機軟件系統(tǒng)

41操作系統(tǒng)解釋程序編譯程序匯編程序診斷排錯程序語言處理系統(tǒng)常用的例行程序應(yīng)用軟件：火車售票系統(tǒng)、超市管理系統(tǒng)系統(tǒng)軟件庫連接程序等連接編譯程序DBMS計算機軟件第四十一頁，共64頁。3.1計算機系統(tǒng)的組成3.1.1計算機軟件系統(tǒng)

計算機用戶層應(yīng)用層系統(tǒng)層操作系統(tǒng)層裸機操作系統(tǒng)的層次模型計算機軟件的層次模型第四十二頁，共64頁。3.1計算機系統(tǒng)的組成3.1.1計算機軟件系統(tǒng)

（一）系統(tǒng)軟件

系統(tǒng)軟件是一種控制各種技術(shù)工具如何合作的軟件，與使用應(yīng)用軟件執(zhí)行特定信息處理任務(wù)類似，系統(tǒng)軟件控制不同的技術(shù)工具怎樣一起工作。系統(tǒng)軟件主要包括:操作系統(tǒng)程序設(shè)計語言和語言處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)實用程序。

第四十三頁，共64頁。3.1計算機系統(tǒng)的組成3.1.1計算機軟件系統(tǒng)

操作系統(tǒng)

操作系統(tǒng)的概念

操作系統(tǒng)是軟件系統(tǒng)的核心。它負(fù)責(zé)控制和管理計算機系統(tǒng)的各種硬件和軟件資源，合理地組織計算機系統(tǒng)的工作流程，提供用戶與操作系統(tǒng)之間的軟件接口。五大功能：作業(yè)管理、進程管理（處理機管理）、存儲管理、設(shè)備管理和文件系統(tǒng)。

系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件第四十四頁，共64頁。3.1計算機系統(tǒng)的組成3.1.1計算機軟件系統(tǒng)

例如，在使用Excel生成一張圖表時，如果你想把它打印出來，你的操作系統(tǒng)軟件將接收這一信息，確保計算機與打印機相連，打印機中有紙（如果缺紙，系統(tǒng)會提醒你），并將你的圖表連同如何打印的指令一起送至打印機。系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件第四十五頁，共64頁。3.1計算機系統(tǒng)的組成3.1.1計算機軟件系統(tǒng)

操作系統(tǒng)軟件也支持各種有用的功能部件，其中之一就是多任務(wù)處理。多任務(wù)處理允許你同時運行兩種以上的軟件。例如，你想在Excel中生成一張圖表然后將它插入到一個文字處理文檔中，通過多任務(wù)處理，你可以同時打開這兩個軟件，并且在屏幕上同時看到這兩個軟件。因此，當(dāng)你完成圖表后，就可以輕松地把它復(fù)制并粘貼到文字處理文檔中，而不需要經(jīng)過退出電子制表軟件再打開文字處理軟件這些步驟。系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件第四十六頁，共64頁。3.1計算機系統(tǒng)的組成3.1.1計算機軟件系統(tǒng)

系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件第四十七頁，共64頁。

操作系統(tǒng)的分類3.1計算機系統(tǒng)的組成3.1.1計算機軟件系統(tǒng)

按使用環(huán)境分：批處理系統(tǒng)、分時系統(tǒng)、實時系統(tǒng)；按用戶數(shù)目分：單用戶（如DOS）和多用戶（如Windows）；按硬件結(jié)構(gòu)分：網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、分布式系統(tǒng)和多媒體系統(tǒng)。系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件第四十八頁，共64頁。3.1計算機系統(tǒng)的組成3.1.1計算機硬件系統(tǒng)

常用的操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)MS-DOSWindows98/95MacintoshSystem7.6Windows2000/NTUNIX研究機構(gòu)微軟微軟Apple微軟AT&T,SUN,IBM,…MarketPCsPCsMacintoshesServers,PCsServers&WSCPUIntelIntelMotorolaPowerPCIntelManyGUIYesYesYesYes單用戶YesYesYesYes多任務(wù)YesYesYesYes虛擬存儲YesYesYesYes網(wǎng)絡(luò)功能YesYesYesYes多用戶YesYes網(wǎng)絡(luò)管理YesYes第四十九頁，共64頁。WindowsXP中文版

3.1計算機系統(tǒng)的組成3.1.1計算機軟件系統(tǒng)

系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件WindowsXP中文版包括專業(yè)版和家庭版，是Windows操作系統(tǒng)家族的最新版本，WindowsXP繼承了Windows2000的內(nèi)核，這也是WindowsXP具有高度穩(wěn)定性的重要因素。WindowsXP增強了安全性，使用獨立賬戶保護數(shù)據(jù)，而且在多媒體處理上有長足的進步，界面也比以前的版本簡潔精致。

第五十頁，共64頁。Linux3.1計算機系統(tǒng)的組成3.1.1計算機軟件系統(tǒng)

系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件是1991年由芬蘭大學(xué)生編寫的一套Unix相容卻又免費的Unix克隆，后經(jīng)Internet的傳播，獲得眾多電腦玩家響應(yīng)和GNU基金會的支持，可以說是一套無國界的操作系統(tǒng)。其最大特點是免費的軟件，可以自由安裝，任意修改軟件的原代碼。第五十一頁，共64頁。3.1計算機系統(tǒng)的組成3.1.1計算機軟件系統(tǒng)

系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件自中國政府在1999年明確表示大力支持Linux的開發(fā)和應(yīng)用至今，在短短的不到兩年的時間，Linux在中國已經(jīng)取得了突飛猛進的發(fā)展，諸如沖浪平臺XteamLinux、TurboLinux、紅旗Linux、藍(lán)點Linux等一批中文Linux供應(yīng)商如春后竹筍般破土而出。第五十二頁，共64頁。3.1計算機系統(tǒng)的組成3.1.1計算機軟件系統(tǒng)

系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件操作系統(tǒng)的選擇?

現(xiàn)有軟件是否與該操作系統(tǒng)兼容??

該操作系統(tǒng)是否與大部分軟件兼容??

操作系統(tǒng)的可靠性如何?它是不是時常癱瘓??

該操作系統(tǒng)是否可用于大部分硬件上??

它運行速度如何??

它是否易學(xué)和易使用??

它是否易安裝和測試??

它價格是否便宜?第五十三頁，共64頁。3.1計算機系統(tǒng)的組成3.1.1計算機軟件系統(tǒng)

系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件程序設(shè)計語言和語言處理系統(tǒng)

程序設(shè)計語言是編寫程序所采用的語言。包括機器語言、匯編語言和高級語言。語言處理系統(tǒng)包括匯編程序與各種高級語言的解釋程序和編譯程序，其任務(wù)是將使用匯編語言或高級語言編寫的源程序翻譯成能被計算機硬件直接識別和執(zhí)行的機器指令代碼。第五十四頁，共64頁。3.1計算機系統(tǒng)的組成3.1.1計算機軟件系統(tǒng)

系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件源程序代碼編譯器目標(biāo)代碼連接器裝入模塊其他目標(biāo)模塊可用程序高級語言指令把高級語言翻譯成機器語言機器可用RUN第五十五頁，共64頁。