计算机组成原理演示课件.ppt

学 习 要 求,通过展示的实际产品，认识组成计算机系统的必要硬件和软件产品。知道冯诺依曼对通用计算机系统的基本设计思想，进一步认识微型计算机基本结构。通过计算机基本结构图例，认识硬件的运算器、控制器、存储器、输入/输出设备五大部件的功能作用，知道连接五大部件的公共通信线。通过图例，进一步认识计算机系统的工作原理。通过实际运行的计算机系统，感受微型计算机中软件的作用，并能按照功能理解和区别软件的种类和作用。,计算机系统组成,系统组成,硬件系统,软件系统,小 游 戏,自我检测,系统组成,打印机,照相机,摄相机,计算机系统外观,计算机系统组成,一个计算机系统主要由 “硬件”和“软件”两大系统组成。硬件：是计算机系统中的物理装置的总称。软件：是计算机运行所需的各种程序及其有关资料。,John von Neumann冯诺依曼,美藉匈牙利科学家冯诺依曼于1946年提出了计算机的结构体系和工作原理。迄今为止所有进入实用的电子计算机都是按冯诺依曼的提出的设计制造的。,ENIAC 档案,体积庞大重达30吨占地179平方米 启动电力150000瓦含18000个电子管仅能保存80个字节服役期:1946.21955.10,计算机工作原理,冯诺依曼型计算机的工作原理： 一、数据运算与存储应以二进制为基础；二、计算机应采用“存储程序”和“程序控制”的方式工作。 存储程序（将欲执行的任务事先编成程序存入主存中） 程序控制（执行时由CPU调用主存中的程序进行运算）三、进一步明确指出计算机的结构应由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成。,计算机系统组成图,计算机的工作原理,计算机的工作原理,原始数据,取数,硬件系统,主机是微机最重要的部件，一般由机箱、主板、电源、软盘驱动器、硬盘驱动器以及有关的功能卡组成。其主要部分是CPU和内存储器。,主机,主机箱,立式机箱,卧式机箱内部构造,主板及主要部件,主板实际上就是一块电路板，是计算机最重基本也是最重要的部件之一。主板上集成了各式各样的电子零件并布满了大量的电子线路，如下图所示。主板是整个计算机内部结构的基础，无论是CPU、内存、显卡还是鼠标、键盘、声卡、网卡都是靠主板来协调工作的。因此，主板的好坏，将直接影响计算机性能的发挥。,CPU插座,Cache插槽,4个ISA总线扩展槽,3个PCI总线扩展槽,键盘接口,并行接口,串行接口,主板-电脑的躯干,1个软驱接口,电源连接,2个IDE接口,4个内存条插槽,中央处理器(cpu),Cpu是微机的核心元件，反映其性能的重要指标是字长和频率。字长指计算机能同时处理数据的长度。频率指计算机工作的速度，频率越高，系统工作速度就越快。,CPU组成：,运算器,控制器,对数据进行运算的部件,使计算机能自动地执行程序，是全机的指挥中心,总 线,总线是连接微型机CPU、内存储器和外部设备（I/O设备）的公共信息通道。微型计算机的总线有以下几种:(1).PCI总线（内部总线） PCI（Peripheral Component Interconnect）总线, 是一种32位总线,也支持64位数据传送。这种总线具有一个管理层，用来协调数据传输，可以支持 34个扩展槽，数据传送率较高，目前主要用在服务器和Pentium微型机系统板上。(2).USB总线（外部总线） USB（Universal Serial Bus）总线，它是由Intel公司提出的一种新型接口标准。利用它可以将一些低速设备（如键盘、鼠标、扫描仪）连接在一起。USB总线支持多个并行操作，能为设备提供电源。,内存储器,内存即内部存储器，安装在主板上。是具有“记忆”功能的物理部件，由一组高集成度的COMS半导体集成电路组成，用来存放数据和程序。如下所示为内存储器的一般外形。内存生产厂家主要有：LG、现代、NEC、三星、KingMAX等，现在一般使用有32M 、64M、128M、256M,ROM与 RAM,内存分为只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)。只读存储器(Read only memory)只能对其进行读操作而不能进行写操作。断电后其中内容不丢失。随机存取存储器(random access memory)可对其进行读/写操作。断电后其中内容完全消失。,通常讲的计算机内存一般是指 RAM。,注意,外存储器_软盘,3.5英寸磁盘结构,Zip磁盘（左）及外置式Zip磁盘驱动器（右）,简称软盘，是一种存储数据的磁介质，因为将磁介质涂于软片上，故称为软盘。软盘驱动器：指软盘的读写装置，简称软驱，通常安装在主机上。软盘要插入软驱以后才能进行读写。,使用柔软的聚酯材料圆形底片，在两个表面涂有磁性材料，盘片的外面有塑料封套对盘有保护作用。目前所使用的软驱主要是1.44MB软驱，所使用的软盘为3.5英寸软盘。,外存储器_软盘,外存储器_软盘,软盘的保护内容保护：在软盘上有一格读写保护孔，若此孔合上，能读出和写入数据；若该孔打开，则只能从软盘上读出数据，不能写入数据，起到对软盘的血保护作用。实体保护：注意保持工作环境清洁，防尘、防磁、防压、防湿、防高温，禁止用手触摸软盘裸露的表面，软盘用完后，放入保护套。软盘贴上注明存储内容的标签，以便查找。软盘存储器主要技术指标：记录密度、存储容量、寻址时间、数据传输速率等。,外存储器_软盘,简称硬盘（Hard Disk），是由两面镀有镍钴合金并涂有磁性材料的铝合金圆盘制成，它的主要性能指标是容量、读写速度、接口类型和数据缓存等，是微型计算机的主要外部存储设备。容量一般为数十兆位至数千兆位(GB)使用寿命为2050万小时转速为5400转/分7200转/分,外存储器_硬盘,硬盘内部结构,任何细小微粒都可损坏高速旋转的硬盘,外存储器_硬盘_内部结构,普通光驱,刻录机,DVD光驱,可擦写光盘片,DVD盘片,普通光盘,外存储器_光盘,光盘（Optical Disk）是一个直径为120mm的用塑料等材料压制成的刚性盘片，它利用强激光束把信息存储在光盘上，形成一组组凹坑，它已成为微型计算机的基本配置。按功能可分为： 只读型光盘（CD-ROM）、可写一次型光盘（WORM）、可擦除重写型光盘（MO）。 常见的光盘是只读式光盘（CD-ROM），即只能读出信息而不能写入信息，存储量可达约650MB，按数据传输率常见的CD-ROM驱动器有40倍速、48倍速等。光盘的特点：存储容量大、价格低、信息保留时间长、可靠性高等优点。,外存储器_光盘,光盘存储器的使用,耳机插孔,音量输出旋钮,光盘存储器工作时，指示灯亮,光盘托盘,通过光盘边缘取放光盘，避免触摸光盘光洁的表面,开关托盘按钮,工厂制作光盘时，以强激光束烧灼光盘表面，形成一组凹坑，在读取数据时靠光盘驱动器上的光头把经过聚集的激光束投射到光盘上，激光在坑上的反射强弱又通过光电转换器件转变成不同的电信号，在转变为各种信息。,在光盘存储器内，以强度较弱的激光束读取数据。,光盘的工作原理,外存储器_光盘_使用及工作原理,闪盘是一个可移动存储设备，采用当前先进的Falsh闪存芯片为存储介质，所以闪盘又称闪存，无需物理驱动器，任何带有USB接口的计算机都可以使用。闪盘是一种即插即用的装置，只要插入任何计算机USB接口，计算机就会检测到它，并把它视为另一个硬磁盘驱动器，用户可在其中读写或备份资料,无驱动器闪存活动盘,外存储器_闪盘,目前存储容量可达GB，相当于数百片1.44MB软盘的容量。闪盘具有防磁、防震、防潮的特性增强了数据的安全性。闪盘体积小、重量轻、容量大、价格适中、数据保存时间长、性能稳定、数据传输功能高速高效等特点已成为笔记本计算机的最佳拍档。,外存储器_闪盘,磁带存储器也是一种磁表面存储器，由磁带和磁带机组成。磁带卷绕在带盘上，其信息是顺序依次存放的，是一种顺序存取设备。它的数据传输速率比磁盘存储器小，但磁带存储容量大，记录单位信息的价格较低。磁带格式有国际统一标准，互换性强，目前仍是大、中、小型计算机的主要存储设备。,外存储器_磁带,声卡,声卡是计算机处理音频信息的主要设备。它的主要参数有：采样位数：用来衡量声音波动变化的参数，即声卡的分辨率。数值越大，分辨率越高，发出声音的能力越高。采样频率：指每秒钟取得声音样本的次数。频率越高，声音质量越好，但其占的内存也越多。声卡可分为位、位和位声卡，一般位声卡放出的是声音是单声道，而位以上放出的声音是立体声。,认 一 认,认一认,认一认,认一认,认一认,显示器系统由显示器和显示控制适配器（又称显示卡）组成，是用户和计算机之间的主要信息窗口，它将输入设备输入的数据和命令通过电信号转换成可以直接观察到的字符、图形和图像。,输入设备-显示器,按使用技术的不同，显示器可分为CRT显示器和LCD显示器两种，CRT显示器的完整名称是“阴极射线管显示器”。在CRT显示器中，纯平显示器为用户首选。LCD显示器即液晶显示器，具有图像显示清晰、体积小、重量轻、便于携带、能耗低和对人体辐射小等优点，但价格比CRT显示器高。,CRT显示器,LCD显示器,输入设备-显示器,性能指标：分 辨 率：用水平显示的像素个数水平扫描线数表示来表示。屏幕大小：显示区域的大小，如17寸、19寸等。点 间 距：指屏幕上两个颜色相同的荧光点之间的最短距离。刷新频率：分为垂直刷新频率和水平刷新频率。色 彩 数：指显示器的色彩还原能力。,CRT显示器,液晶显示器,输入设备-显示器,显示器的分辨率是显示器的一个重要指标。常用的分辨率有低分辨率：300200；中分辨率600350；高分辨率1024768、12801024等。,输入设备-显示器,显示卡又称显示适配器。通常安装在主板的一个扩展槽内，控制显示器的显示方式，如颜色、分辨率等。现在普遍使用的是具有图形加速功能的AGP显示卡。,输入设备-显示卡,键盘是主要的输入设备，主要由以下几部分组成：1.主键盘区：与英文打字机的键盘类似，可直接键入英文字母和数字 。 2.数字小键盘区：位于键盘右侧，主要用输入数据。3. 功能键区：在键盘第一行，有12个功能键F1-F12。4 编辑键区：位于主键盘与数字小键盘的中间，用于光标和编辑操作。,输入设备-键盘-组成,输入设备-鼠标,1963年的鼠标原型,微软鼠标的黏土模型,微软的第一款鼠标产品,最新鼠标产品,第三代鼠标,输入设备-鼠标-历史,鼠标通过串行口与主机相连。,主机,按键分,两键,三键,输入设备-鼠标-分类,单击：有左单击和又单击。左单击：用于选某个对象；右单击：用于弹出快捷菜单。 双击：快速击鼠标两下，双击用于运行某个对象 拖动：用于将选中的对象移动到所需的位置,输入设备-鼠标-基本操作,输入设备-鼠标-基本操作,输入设备-鼠标-基本操作,输入设备-鼠标-基本操作,输入设备-鼠标-基本操作,图形扫描仪是一种光机电一体化的输入设备，它可以将图文形象转换成可由计算机处理的数字数据。目前使用最普遍的是CCD（电荷耦合元件）阵列组成的电子扫描仪，其主要技术指标有分辨率、扫描幅面，扫描速率。图形扫描仪外观如下。,输入设备-扫描仪,使用打印机可以将计算机的处理结果、用户数据或文字打印到纸上。打印机分为击打式打印机和非击打式打印机。最流行的击打式打印机有点阵式打印机，非击打式打印机主要有喷墨打印机和激光打印机两类。,针式打印机、喷墨打印机和激光打印机外型,输出设备-打印机,点阵式打印机也就是常见的针式打印机，主要由走纸机构、打印头和色带组成。打印头通常是由24根针组成的点阵，根据主机在并行端口送出的各个信号，使打印头中的一部分针击打色带，从而在打印纸上产生一个个由点阵构成的字符。点阵式打印机具有宽行打印、连续打印的优点，但打印速度慢、噪声大、字迹质量不高。但性能价格比最高，目前虽有被激光和喷墨打印机取代趋势，但因功能较多、价格低廉，维修方便等特点，因而还有一定的生存空间。,输出设备-打印机,喷墨打印机是一种靠墨水通过精细的喷头喷到纸面而产生图像的非击打式打印机。喷头上的喷嘴有24个至128个。这种打印机分辨率较高、低噪声、打印速度快、印字质量好。,输出设备-打印机,激光打印机是一种高速度、低噪声的非击打式打印机，他利用电子成像技术进行打印，当调制激光束在晒鼓上沿轴向进行扫描时，按点阵组字的原理，使鼓面感光，构成负电荷阴影。当顾面经过带正电的墨粉时，感光部分就吸附上墨粉，然后将墨粉转印到纸上，纸上的墨粉经过加热熔化形成永久的字符和图形，分单色和彩色两种。激光打印机打印速度快（12/分）、分辨率高。激光打印机打印的文字及图像非常清楚，使阵式打印机和喷墨式打印机无法比拟的，使目前打印质量最好的打印设备之一。,输出设备-打印机,音箱是多媒体计算机不可缺少的部件。,输出设备-音箱,1,2,软件系统,软件 ：程序连同有关的说明资料成为软件。软件分类：系统软件；应用软件。,一 应用软件为某一具体应用目的编制的程序称为应用软件。常见的有：1、文字处理软件（WPS，WORD等）；2、信息管理软件（工资管理，生产调度等）；3、辅助设计软件（AUTO CAD）；4、实时控制软件（民航卖票系统等）。,二 系统软件支持计算机软件，硬件工作的软件称为系统软件。常见的有：1、操作系统：DOS，WINDOWS，OS/2等2、数据管理系统：FOXBASE，FOXPRO，ACCESS，ORACLE等3、编译系统：C，COBOL，PASCAL，FORTRAN等。,计算机裸机、操作系统和应用软件三者之间的关系如下图所示：,软件系统,微型计算机系统由_、_、_、_、_五大部件组成？中央处理器简称_？由_和_组成？计算机硬件指_。计算机软件指_。,运算器,控制器,存储器,输入设备,输出设备,cpu,运算器,控制器,看得见摸得着的电子的或机械的部件,理指令而编制的程序以及有关的数据和文档的集合,为了对计算机发出运行、维护、管,自我检测（一）,存储器用来_.内存储器由_和_组成？总线是一组_线，用来_.总线由_、_、_三类总线组成。第一台电子计算机于_年诞生于_,叫做_,简称_.,存放输入设备送来的数据、程序以及运,算器送来的运算结果,随机存储器RAM,只读存储器ROM,信号,在各部件之间传递数据和信息,数据总线 地址总线 控制总线,1946,美国,埃尼阿克,ENIAC,自我检测（二）,存储器分为_和_。常见的外存储器有_、_、_、_、_。内存储器分为_和_。内存属于_，存放_，可与_直接交换信息，特点有_。外存储器属于_设备，用