第2章-計算機硬件及軟件系統(tǒng)

第2章

計算機硬件及軟件系統(tǒng)

Computerhardwareandsoftwaresystem

=1三三

三二工.

三三■computer

計算機工作原理

計算機系統(tǒng)概述

計算機硬件系統(tǒng)

計算機軟件系統(tǒng)

computer

一、計算機工作原理

計算機的基本工作原理是由美籍匈牙利

科學家馮?諾依曼于1946年首先提出的。

1.采用二進制的形式表示數(shù)據(jù)和指令。

2.采用存儲程序方式。

3.計算機由運算器、存儲器、控制器、輸入設

備、輸出設備5大部件組成。

3computer

述

1.計算機系統(tǒng)的組成

2.計算機的指令和程序

computer

KI

系統(tǒng)的組S3

一個完整的計算機系統(tǒng)由硬件與軟件系統(tǒng)組成。

硬件系統(tǒng)(HardwareSystem)：

輸入設備

主機：主板、CPU、存儲器等

輸出設備

軟件系統(tǒng)(SoftwareSystem)：

系統(tǒng)軟件和應用軟件

運算器：執(zhí)行各種算術運算和邏輯運算'

ACPU、

才空制器：控制程序運行，協(xié)調(diào)各部件動作J

硬件主機

《存儲器：存儲程序和數(shù)據(jù)＜內(nèi)存（主存）-

系統(tǒng)

計I外存（輔存）、

算

機輸入設備：接受用戶的指令和數(shù)據(jù)小,5A

》外部設備

系

、輸出設備：呈現(xiàn)程序運行結果

統(tǒng)

軟件r系統(tǒng)軟件：面向系統(tǒng)Windows、Unix、Dos

I應用軟件：面向應用

系統(tǒng)Office、FIash>PhotoShop...

computer

2.計算機的指令和程序

指令：

包含兩部分：操作碼和操作數(shù)

操作碼：指令完成操作的類型

操作數(shù)：參與操作的數(shù)、操作結果位置

例：MOVAX,BX

程序：

為解決某一問題而設計的一系列排列有序的指

令或語句（程序設計語言的語句實質(zhì)包含了一系列

指令）的集合。

微機硬件系統(tǒng)工作原理圖

computer

三、計算機的硬件系統(tǒng)

1、微機的基本結構

2、微機硬件系統(tǒng)組成

微機結構特點：

1）以CPU為中心

2）總線結構：一組為系統(tǒng)部件之間傳遞命令或數(shù)據(jù)

的公用信號線

總線分類：

1）CPU內(nèi)部總線（ISA總線、EISA、PCI、USB）

2）局部總線：主板上CPU與外圍芯片之間的總線。

3）系統(tǒng)總線：主板與插件板之間的總線。

（地址總線AB、控制總線CB、數(shù)據(jù)總線DB）

4）外總線

微機與其它設備、計算機之間通信的總線。

L小熊在線

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computer

配置單：

CPU：IntelCorei52320

主板：微星Z68A-G43(B3)

內(nèi)存：金邦白金4GDDR31600X2

硬盤：日立5K30002TB32MSATA3

顯卡：映眾GTX460游戲戰(zhàn)神

光驅(qū)：先鋒DVR-219CHV

顯示器：明基G2411HD

鍵鼠：微軟舒適曲線桌面套裝3000

機箱：撒哈拉機器俠GT2

電源：臺達NX550

總價：約6500元

主要作用是放置和固定各電腦配件，起到一個

承托和保護作用，此外，電腦機箱具有電磁輻射的

屏蔽的重要作用.

機箱一般包括外殼、支架、面板上的各種開關、

指示燈等。外殼用鋼板和塑料結合制成，硬度高，

主要起保護機箱內(nèi)部元件的作用；支架主要用于固

定主板、電源和各種驅(qū)動器。

機箱的品牌有金河田、動力火車、TT、多彩、

長城、華碩、酷冷至尊等。

鑫谷

榮者駕御

金河田

中國風

多彩透明機箱（水晶宮）

泡泡網(wǎng)PCPOP.COM

computer

主板(Mainboard)

多層電路印刷板，為其它設備提供住所（CPU、

內(nèi)存、I/O接口）。又稱系統(tǒng)板、母板等，微型計算

機的核心部件。

主板上面密布各種元件、接口、插槽。各種外

設、板卡、CPU、存儲器等，都要接在主板上。主

板在一臺計算機中扮演著軀干和中樞神經(jīng)的角色，

它直接關系著一臺計算機的種類、性能、功能。

computer

主板(Mainboard)

主板構成部分：

(D芯片部分

BIOS芯片：

是一塊方塊狀的存儲器，它保存著計算機最重

要的基本輸入輸出的程序、系統(tǒng)設置信息、開機上

電自檢程序和系統(tǒng)啟動程序。

北橋芯片主要負責處理CPU、內(nèi)存、顯卡三者

間的“交通”O(jiān)

南橋芯片則負責硬盤等存儲設備和PCI之間的

數(shù)據(jù)流通。南橋和北橋合稱芯片組。芯片組在很大

程度上決定了主板的功能和性能。

computer

主板(Mainboard)

主板構成部分：

（2）擴展槽部分

主板上盟用來插入各種外設的適配卡來實現(xiàn)銜

接各種外設的。

內(nèi)存插槽、PCI插槽

（3）對外接口部分

硬盤接口、軟驅(qū)接口、USB接口、LPT接口

（打印機或掃描儀）

CPU的速度高，外部設備的速度低，所以需要在

系統(tǒng)總線與外部設備之間設置接口，來進行數(shù)據(jù)緩

沖、速度匹配和信息轉(zhuǎn)換等工作。

computer

USB接口串口并口鼠標、鍵盤接口

ATX電源插口

總線擴展槽、

輸入/輸出接口

CPU插槽

芯片組

電池

內(nèi)存插槽

BIOS芯片組IDE1,接硬盤或光驅(qū)FDC,接軟驅(qū)

3computer

主板(Mainboard)

按照主板生產(chǎn)商生產(chǎn)主板時所使用的主板芯片分類:

Intel主板、AMD主板

國產(chǎn)品牌

華碩、技嘉、昂達、微星、七彩虹等

如：華碩P8h61-MLE(Intel)499

技嘉GA-Z68A-D3H(Intel)999

華碩M5A97(AMD)699

微星870-C45(AMD)449

中央處理器(CentraIProcessingUnit,CPU)

是計算機的指揮中心和心臟，主要完成算術和

邏輯運算，控制計算機各部件統(tǒng)一協(xié)調(diào)工作。

由運算器(ArithmeticLogicaIUnit,ALU)

和控制器(ControIUnit,CU)組成.

運算器的功能是完成各種算術和邏輯運算，是

對信息加工和處理的部件。

控制器是對計算機發(fā)布命令的決策機構，用來

協(xié)調(diào)和指揮整個計算機系統(tǒng)的操作。

CPU：是決定計算機性能的核心部件。

computer

中央處理器(CentraIProcessingUnit,CPU)

雙核處理器(DualCoreProcessor)

雙核處理器是指在一個處理器上集成兩個運算

核心，從而提高計算能力。也就是將兩個物理處理

器核心整合入一個核中。

三核處理器

四核處理器

將四個物理處理器核心整合入一個核中。

六核處理器

采用請生六核心設計，六個核心分成兩組，每

三個核心為一組

computer

中央處理器(CentraIProcessingUnit,CPU)

InteI是生產(chǎn)CPU的老大哥，它占有80%多的市場份額,

除Intel公司外，較著名的微處理器生產(chǎn)廠家還有

AMD公司、IBM公司等。

2010年1月，英特爾酷睿處理器家族全新Core

i3/i5/i7系列處理器在北京發(fā)布。

i3代表低端產(chǎn)品雙核

i5代表中端產(chǎn)品雙核和四核

i7代表高端產(chǎn)品四核和六核

computer

中央處理器(CentraIProcessingUnit,CPU)

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computer

中央處理器（CentraIProcessingUnit,CPU）

常見的處理器有兩種類型：

Intel和AMD處理器

Intel處理器：

CeleronG5302.4GHZ（賽揚）270

PentiumE65002.93GHZ（奔騰）430

COREi321053.1GHZ800

COREi523203.OGHZ1240

COREi726003.4GHZ1990

Corei73960K3.3GHz7999

computer

中央處理器（CentraIProcessingUnit,CPU）

AMD處理器:、、

Sempron（閃龍）

AthlonIIX22553.1GHZ（速龍）400

AthlonIIX34503.1GHZ450

AthlonIIX46403.OGHZ750

Phenom（羿龍）

PhenomIIX49653.4GHZ850

PhenomIIX61055T2.8GHZ980

A434002.7GHZ380

A636702.7GHZ799

A838502.9GHZ1000

AMDFX-61003.3GHZ1200

AMDFX-81203.1GHZ1700

computer

存儲器(Memory)

“讀”：把數(shù)據(jù)從存儲器中取出的過程

“寫”：把數(shù)據(jù)存入存儲器的過程

存儲程序和數(shù)據(jù)的部件,分為內(nèi)部存儲器和外部

存儲器。

內(nèi)部存儲器（又稱內(nèi)存、主存）：

用來存放正在使用或隨時要使用的程序和數(shù)據(jù)。

容量小，速度快。CPU可以直接訪問內(nèi)存。

外部存儲器：

用于永久存放程序和數(shù)據(jù)容量大，速度慢。

r靜態(tài)RAM(SRAM)

隨機存儲器(RAM)"

...CL?.?ww.

L動態(tài)RAM(DRAM)

廠內(nèi)存（主存）J7永久性的掩膜.ROM

可編程ROM（PROM）

存儲器-<l只讀存儲器（ROM）［可擦除可編程ROM（EPROM）

L電可擦除PROM（EFROM）

r赧盤-軟盤、硬盤

I外存（輔存七曲帶［CD.ROM-只讀型光盤（65QMB）

.光盤，MO-可擦寫光盤

CD-R-一次性可寫入光盤

〔CD-RW-可重寫光盤

computer

Primarystorage(memory)

?：?只讀存儲器（ROM）

主要用來存放各種固定程序和數(shù)據(jù)，它的內(nèi)容

只能讀（取），不能寫（存），斷電后，其中的

信息不會丟失

如：ROMBlOS（基本輸入輸出系統(tǒng)），其中部分

內(nèi)容用于啟動計算機,每次開機時都要執(zhí)行。

?:?隨機存儲器（RAM）

主要用來存放操作數(shù)、中間結果、最終結果,

能讀也能寫，斷電后信息丟失.

微機內(nèi)存容量的大小主要是指RAM的容量

computer

Primarystorage(memory)

RAM的種類:

動態(tài)內(nèi)存DRAM:

動態(tài)隨機存取存儲器，需要不斷的刷新(電容

充電)，才能保存數(shù)據(jù)。存取速度慢，價格較低。

靜態(tài)內(nèi)存SRAM:

靜態(tài)的隨機存取存儲器，加電情況下，不需要

經(jīng)常刷新，價格較高。用于緩存。

高速緩沖存儲器(cache)：

為提高CPU的處理速度而為計算機配備的，主要

是為了解決高速CPU與低速內(nèi)存的速度匹配問題。存

儲頻繁執(zhí)行的指令或數(shù)據(jù)。

我們經(jīng)常說的“內(nèi)存”是指DRAM。

computer

內(nèi)部存儲器Primarystorage(memory)

SDRAM,即SynchronousDRAM（同步動態(tài)隨機存儲

器）采用與系統(tǒng)時鐘同步技術，比DRAM快得多。

DDR是DoubleDataRateSDRAM的縮寫（雙倍數(shù)據(jù)

速率）。

DDR2內(nèi)存實現(xiàn)了在每個時鐘周期處理多達4bit的數(shù)

據(jù)，比傳統(tǒng)DDR內(nèi)存可以處理的2bit數(shù)據(jù)高了一倍

DRAM——SDRAM——DDR——DDR2——DDR3

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computer

Primarystorage(memory)

常見的內(nèi)存條有:

DDR2800、DDR31333、DDR31600

DDR2800內(nèi)存條的主頻為800MHz

DDR31333內(nèi)存條的主頻為1333MHz

DDR31600內(nèi)存條的主頻為1600MHz

品牌：金士頓、威剛、宇瞻等

DDR2800威剛萬紫千紅1GB90

DDR31333宇瞻經(jīng)典4GB135

DDR31600金士頓駭客神條2GB120

computer

外部存儲器Secondarystorage(memory)

利用磁性材料制成，用于永久存放程序

和數(shù)據(jù)。

硬盤、閃存、可移動硬盤、光盤

硬盤片

讀寫磁頭

硬磁盤由硬質(zhì)合金材料構成的多張盤片組成，

與硬盤驅(qū)動器作為一個整體被密封在一個金屬盒內(nèi),

合稱為硬盤。

特點：

存儲容量大、可靠性高。

品牌：希捷酷魚、西部數(shù)據(jù)、日立等

希捷酷魚1TB800

西部數(shù)據(jù)2TB（綠版）990

■

111computer

一==1

光驅(qū)刻錄機

computer

iTSllr盤

computer

可移動硬盤

computer

微機的其他部件:

［聲卡：聽、說、唱的功能

接顯卡：顯示控制適配器，顯示器與主機之間

<

口的接口

網(wǎng)卡/MODEM（調(diào)制解調(diào)器）

輸入輸出設備

電源

computer

聲卡

聲卡(SoundCard)也叫音頻卡：聲卡是多媒體

技術中最基本的組成部分，是實現(xiàn)聲波/數(shù)字信號

相互轉(zhuǎn)換的一種硬件。聲卡的基本功能是把來自話

筒、磁帶、光盤的原始聲音信號加以轉(zhuǎn)換，輸出到

耳機、揚聲器、擴音機、錄音機等聲響設備，或通

過音樂設備數(shù)字接口(MIDI)使樂器發(fā)出美妙的聲音。

麥克風和喇叭所用的都是模擬信號，而電腦所

能處理的都是數(shù)字信號，兩者不能混用，聲卡的作

用就是實現(xiàn)兩者的轉(zhuǎn)換。

集成在主板上。

computer

顯示卡(DisplayCard)的基本作用就是控制

計算機的圖形輸出，由顯示卡連接顯示器。

分集成顯卡和獨立顯卡。

集成顯卡是指芯片組集成了顯示芯片。集成的

顯卡不帶有顯存，使用系統(tǒng)的一部分主內(nèi)存作為顯

存，對整個系統(tǒng)的影響會比較明顯。

獨立顯卡是指將顯示芯片、顯存及其相關電路

單獨做在一塊電路板上，自成一體而作為一塊獨立

的板卡存在。

顯卡

獨立顯卡按照顯卡使用芯片分類:

NVIDIA（英偉達）和AMD

品牌有：

微星、七彩虹、華碩、昂達等。

computer

網(wǎng)卡

網(wǎng)卡也叫“網(wǎng)絡適配器”，英文全稱為

“NetworkInterfaceCard”,簡稱“NIC”,網(wǎng)卡

是局域網(wǎng)中最基本的部件之一，它是連接計算機與

網(wǎng)絡的硬件設備。

computer

輸入設備:

人和計算機對話的設備

常用設備：鍵盤、鼠標、掃描儀

computer

港電通網(wǎng)

computer

人體工學鍵盤擺脫了傳統(tǒng)“一”字型鍵盤的反關節(jié)、

易疲勞等劣處，自然、舒適、易用。

computer

computer

computer

computer

掃描儀

computer

輸出設備

把主機處理完成的信息變成人們可以識別的形

式顯示或打印出來。

常用設備：

顯示器、打印機、音響、投影設備、刻錄機等

computer

顯示器

CRT純平顯7F命LED液晶顯示器

SAMSUNG

computer

顯不器

分辨率(ResoIution)

我們通常所看到的分辨率都以乘法形式表現(xiàn)的,

比如1024*768,其中“1024”表示屏幕上水平方向顯

示的點數(shù)，“768”表示垂直方向的點數(shù)。

CRT分辨率越高，點距越小，顯示效果越好。

LED的分辨率是固定的。

17英寸的分辨率是1024X768

19寬屏的分辨率是1440X900

22英寸分辨率是1680X1050

24英寸分辨率是1920X1200

27英寸分辨率是1920X1080

32英寸分辨率是1366X768

品牌：三星、LG、明基等

22英寸三星2233RZ1999

27英寸飛利浦273G3DHSW3799

針式打印機噴墨打印機激光打印機

3computer

平板電腦

蘋果iPad3

屏幕尺寸：9.7英寸

操作系統(tǒng)：iOS5

處理器：AppleA5X1.4GHz（4核）

系統(tǒng)內(nèi)存：2GB

存儲容量：32GB

屏幕分辨率：2048x1536

產(chǎn)品重量：510g

computer

綠色環(huán)保電腦

指從使用材料、噪音、能耗、輻射等方面考慮,

組建了一臺安靜、節(jié)能、無污染、低輻射的環(huán)保電

腦。

綠色環(huán)保型配置要求：

1）液晶顯示器

2）無鉛主板

3）防輻射機箱及靜音電源

4）人體工程學外設

computer

小結

運算器：執(zhí)行各種算術運算和邏輯運算'

ACPU、

才空制器：控制程序運行，協(xié)調(diào)各部件動作J

硬件主機

《存儲器：存儲程序和數(shù)據(jù)＜內(nèi)存（主存）-

系統(tǒng)

計I外存（輔存）、

算

機輸入設備：接受用戶的指令和數(shù)據(jù)小,5A

》外部設備

系

、輸出設備：呈現(xiàn)程序運行結果

統(tǒng)

軟件r系統(tǒng)軟件：面向系統(tǒng)Windows、Unix、Dos

I應用軟件：面向應用

系統(tǒng)Office、FIash>PhotoShop...

computer

小結

機箱

主板

CPU

內(nèi)存

硬盤

顯卡網(wǎng)卡聲卡

光驅(qū)

鍵鼠

I—I--□□

顯示肅