项目二计算机系统组成

1、1计算机文化基础项目2 计算机系统组成1计算机系统的概念计算机系统的概念2计算机的硬件系统计算机的硬件系统计算机的软件系统计算机的软件系统344u主要内容主要内容 程序设计基础程序设计基础41计算机系统计算机系统-系统组成系统组成计算机系统组成一个完整的计算机系统是由一个完整的计算机系统是由计算机硬件系统和计算机软计算机硬件系统和计算机软件系统两部分组成。件系统两部分组成。 硬件系统是构成计算机硬件系统是构成计算机系统的各种物理设备的总称，系统的各种物理设备的总称，是机器的实体，又称为硬设是机器的实体，又称为硬设备，它通常由运算器、控制备，它通常由运算器、控制器、存储器、输入设备和输器、存储器

2、、输入设备和输出设备构成，其中运算器、出设备构成，其中运算器、控制器和一些寄存器组共同控制器和一些寄存器组共同组成了中央处理器。组成了中央处理器。 综合起来，一个计算机系统实际上又是按层次关系组织起来的，这种层次关系如图2-2所示。 典型的微型计算机系统一般由主机箱、显示器、键盘、鼠标、打印机组成。 主机箱里面一般有主板、硬盘、软驱、光驱、电源，主板上一般插有CPU、内存、显示卡等,如图2-3所示。计算机系统计算机系统-系统组成系统组成1计算机系统的概念计算机系统的概念1计算机的硬件系统计算机的硬件系统2计算机的软件系统计算机的软件系统344u主要内容主要内容 程序设计基础程序设计基础4计算机

3、硬件计算机硬件-五大功能五大功能 ( (一一) )运算器运算器(Arithmetic Unit)(Arithmetic Unit) 运算器是计算机中对数据信息进行加工、运算的部件，它的速度决定了计算机的运算速度。运算器的功能是对二进制编码进行算术运算(加、减、乘、除)和逻辑运算(与、或、非、比较、移位)。 ( (二二) )控制器控制器(Control Unit)(Control Unit) 控制器的功能是控制计算机各部分按照程序指令的要求协调工作，自动地执行程序。它的工作是按程序计数器的要求，从内存中取出一条指令并进行分析，根据指令的内容要求，向有关部件发出控制命令，并让其按指令要求完成操作。

4、 通常情况下把运算器和控制器合在一起，做在一块半导体集成电路中，称为中央处理器(Central Processing Unit,CPU),又称微处理器，它是计算机系统的“大脑”。计算机硬件计算机硬件-五大功能五大功能( (三三) )存储器存储器(Memory)(Memory) 存储器是计算机中用于记忆的部件，它的功能是存放程序和数据。使用时，可以从存储器中取出信息(读取操作)，也可以把信息写入存储器(存写操作)。计算机存储器一般分为内部存储器与外部存储器两种。 ( (四四) )输入设备输入设备(Input Device)(Input Device) 输入设备是指向计算机输入数据信息的设备。它的

5、任务是向计算机提供原始的信息，如文字、数字、声音、图像、程序、指令等，并将其转换成计算机能识别和接收的信息形式送入存储器中，以便加工、处理。常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、触摸屏、数字化仪、麦克风、数码相机、数码摄像机、条形码阅读器、光笔、手写笔、游戏手柄、光电阅读仪等。计算机硬件计算机硬件-五大功能五大功能 ( (五五) )输出设备输出设备(Output Device)(Output Device) 输出设备用来输出经过计算机运算或处理后所得的结果，并将结果以字符、数据、图形等人们能够识别的信息形式进行输出。常见的输出设备有显示器、打印机、投影仪、绘图仪、扬声器等。计算机硬件系统（1）中

6、央处理器）中央处理器 中央处理器（英文中央处理器（英文Central Processing Unit，CPU）又称为中央处理单）又称为中央处理单元，中央处理器包括运算器、元，中央处理器包括运算器、控制器和寄存器三部分。是控制器和寄存器三部分。是一台计算机的运算核心和控一台计算机的运算核心和控制核心，主要用来执行各种制核心，主要用来执行各种指令，完成各种计算和控制指令，完成各种计算和控制功能。功能。CPU控制器控制器运算器运算器寄存器组寄存器组 计算机系统计算机系统-硬件系统硬件系统计算机系统计算机系统-硬件系统硬件系统 CPU外观图及CPU在主板上的插座计算机系统计算机系统-硬件系统硬件系统（

7、2）主板）主板 主板（主板（Main Board）是安装在主机机箱内的一块矩形电路板，）是安装在主机机箱内的一块矩形电路板，是微处理器与其他部件连接的桥梁。是微处理器与其他部件连接的桥梁。 系统主板主要包括系统主板主要包括CPU插座、内存插槽、总线扩展槽、外设接插座、内存插槽、总线扩展槽、外设接口插座、串行和并行端口等。在计算机主板上，集成了计算机常用口插座、串行和并行端口等。在计算机主板上，集成了计算机常用的三种总线，即数据总线（的三种总线，即数据总线（DB，Data Bus）、控制总线（）、控制总线（CB，Control Bus）和地址总线（）和地址总线（AB，Address Bus）。）

8、。 数据总线用于传送数据信息，数据总线是双向三态形式的总数据总线用于传送数据信息，数据总线是双向三态形式的总线，地址总线是专门用来传送地址信息的，地址总线总是单向三态线，地址总线是专门用来传送地址信息的，地址总线总是单向三态的。控制总线的传送方向由具体控制信号而定，一般是双向的。控的。控制总线的传送方向由具体控制信号而定，一般是双向的。控制总线用来传送控制信号和时序信号。制总线用来传送控制信号和时序信号。 计算机系统计算机系统-硬件系统硬件系统 主板外观图及系统总线结构图计算机系统计算机系统-硬件系统硬件系统（1）运算速度）运算速度 运算速度是衡量计算机性能的一项重要指标。通常所说的计算机运算

9、速度是衡量计算机性能的一项重要指标。通常所说的计算机运算速度（平均运算速度），是指每秒钟所能执行的指令条数，一般运算速度（平均运算速度），是指每秒钟所能执行的指令条数，一般用用“百万条指令秒百万条指令秒”（MIPS，Million Instruction Per Second）来描）来描述。述。 微型计算机一般采用主频来描述运算速度，主频的单位为赫兹微型计算机一般采用主频来描述运算速度，主频的单位为赫兹（Hz）。例如，英特尔）。例如，英特尔 酷睿酷睿2 至尊处理器至尊处理器 QX9770主频已达主频已达3.2 GHz。主频越高，运算速度就越快。主频越高，运算速度就越快。 计算机的性能指标 计算

10、机系统计算机系统-硬件系统硬件系统（2）字长）字长 计算机在同一时间内处理的一组二进制数称为一个计算机的计算机在同一时间内处理的一组二进制数称为一个计算机的“字字”，而这组二进制数的位数即长度就是该计算机的字长。在其，而这组二进制数的位数即长度就是该计算机的字长。在其他指标相同时，字长越大计算机处理数据的速度就越快。他指标相同时，字长越大计算机处理数据的速度就越快。 早期的计算机字长是早期的计算机字长是8位和位和16位。位。 计算机的性能指标 在WIN 7操作系统中，我们可能通过“控制面板”-“系统”操作步骤可以查看到当前操作系统的字长。如右图所示，当前操作系统的字长为32位。计算机系统计算机

11、系统-硬件系统硬件系统 在计算机中，信息的存储容量单位常有位、字节、千字节、兆字在计算机中，信息的存储容量单位常有位、字节、千字节、兆字节、吉字节、太字节等。节、吉字节、太字节等。 （1 1）位（）位（bitbit）BitBit即比特，它用来表示存放一位二进制数，即即比特，它用来表示存放一位二进制数，即 0 0 或或 1 1，最小的存储单位。，最小的存储单位。 （2 2）字节（）字节（ByteByte）：是计算机中最常用、最基本的存在单位。）：是计算机中最常用、最基本的存在单位。1 1 ByteByte8bit8bit。 （3 3）千字节（）千字节（KBKB，KilobyteKilobyte）

12、1KB1KB1024B1024B。 （4 4）兆字节（）兆字节（MBMB，MegabyteMegabyte）1MB1MB1024KB1024KB。 （5 5）吉字节（）吉字节（GBGB，GigabyteGigabyte）1GB1GB1024MB1024MB。 （6 6）太字节（）太字节（TBTB，TerabyteTerabyte） 又称为百万兆字节。又称为百万兆字节。 1TB1TB1024GB1024GB。 计算机的存储容量单位 计算机系统计算机系统-硬件系统硬件系统 存储器是用来存放指令和数据的硬件，是计算机各种信息的存存储器是用来存放指令和数据的硬件，是计算机各种信息的存储和交流中心。按照

13、存储器在计算机中的作用，可分为内存储器和外储和交流中心。按照存储器在计算机中的作用，可分为内存储器和外存储器。存储器。（1）内存储器）内存储器 内存储器又称为主存储器或内存，由随机读写存储器（内存储器又称为主存储器或内存，由随机读写存储器（RAM，Random Access Memory）、只读存储器（）、只读存储器（ROM，Read Only Memory）和高速缓冲存储器（和高速缓冲存储器（Cache）组成。）组成。 计算机的存储器 计算机系统计算机系统-硬件系统硬件系统 随机存储器中的信息用户则可不断进行各种读写操作。随机存储器中的信息用户则可不断进行各种读写操作。随机存储器中的信息在计

14、算机断电后会消失，因此不利于随机存储器中的信息在计算机断电后会消失，因此不利于数据的保存。数据的保存。 计算机的存储器 计算机系统计算机系统-硬件系统硬件系统 只读存储器中的信息一般由厂商在生产的时候直接写只读存储器中的信息一般由厂商在生产的时候直接写入，用户只能读取，一般不能对其进行更改。入，用户只能读取，一般不能对其进行更改。 高速缓冲存储器（高速缓冲存储器（CacheCache） 是为了解决内存速度与是为了解决内存速度与CPUCPU速度不匹配的问题而引入的存储器速度不匹配的问题而引入的存储器。 计算机的存储器 计算机系统计算机系统-硬件系统硬件系统（2 2）辅助存储器）辅助存储器 辅助存

15、储器又称为辅助存储器又称为外存，是内存的补充和外存，是内存的补充和后援。当后援。当CPUCPU需要用到需要用到外存中的信息和数据时，外存中的信息和数据时，可以将数据从外存读入可以将数据从外存读入内存，然后由内存，然后由CPUCPU从内从内存中调用。外存只同内存中调用。外存只同内存交换信息，而存交换信息，而CPUCPU则则只和内存交换信息。只和内存交换信息。 计算机的存储器 外存软盘硬盘光盘U盘磁带计算机系统计算机系统-硬件系统硬件系统（2 2）磁盘存储器）磁盘存储器 磁盘是依靠由磁盘是依靠由一个个同心圆组成一个个同心圆组成的磁道上的具有不的磁道上的具有不同磁化方向的磁化同磁化方向的磁化元来存储

16、元来存储0、1信息信息的。的。 磁盘内部 磁道 旋转方向 扇区 移动的磁头 零磁道 计算机的存储器 计算机系统计算机系统-硬件系统硬件系统（2 2）硬盘存储器）硬盘存储器 通常简称为硬盘，由通常简称为硬盘，由盘片组和硬盘驱动器组成。盘片组和硬盘驱动器组成。硬盘转速是指硬盘内主轴硬盘转速是指硬盘内主轴的转动速度，单位是的转动速度，单位是r/min（转（转/分）。目前常分）。目前常见的硬盘转速有见的硬盘转速有5400r/min、7200r/min等。等。 计算机的存储器 计算机系统计算机系统-硬件系统硬件系统（2 2）光盘存储器）光盘存储器 利用光学方式读写信利用光学方式读写信息的圆盘，写入和写出

17、都息的圆盘，写入和写出都是利用激光实现的。是利用激光实现的。 光盘的容量一盘在光盘的容量一盘在650MB650MB 常见的光盘类型有：常见的光盘类型有：CD-ROMCD-ROM、DVD-ROMDVD-ROM、WROMWROM 计算机的存储器 计算机系统计算机系统-硬件系统硬件系统（2 2）移动存储器）移动存储器 移动存储器主要指移动存储器主要指USBUSB接口存储器接口存储器移动硬盘移动硬盘和闪存。和闪存。“USBUSB”的英文的英文全 称 为全 称 为 “ U n i v e r s a l U n i v e r s a l Serial BusSerial Bus”，中文通常，中文通常称

18、为称为“通用串行总线通用串行总线”接接口 。 闪 存 （口 。 闪 存 （ F l a s h F l a s h MemoryMemory）。也就是优盘，）。也就是优盘，是由中国深圳朗科公司发是由中国深圳朗科公司发明的。明的。 计算机的存储器 计算机系统计算机系统-硬件系统硬件系统 将各种外部信息和数据转换成计算机可以识别的电信号将各种外部信息和数据转换成计算机可以识别的电信号, , 让计算机能够接收让计算机能够接收, , 这样的设备称为输入设备这样的设备称为输入设备(Input Device)(Input Device)。 输入设备的种类很多输入设备的种类很多, , 常见的有键盘、鼠标、扫

19、描仪、触常见的有键盘、鼠标、扫描仪、触摸屏、数码相机、磁盘、摸屏、数码相机、磁盘、U U 盘、光盘等。盘、光盘等。 下面重点介绍键盘、鼠标两种输入设备。下面重点介绍键盘、鼠标两种输入设备。 计算机的输入设备 计算机系统计算机系统-硬件系统硬件系统（1 1）键盘）键盘 键盘键盘(KeyBoard) (KeyBoard) 是数字和字符的输入装置。常用的键盘有是数字和字符的输入装置。常用的键盘有101 101 键、键、104 104 键和键和108108键等几种。一般键等几种。一般, , 个人计算机使用个人计算机使用104 104 键盘。键盘。 计算机的输入设备 计算机系统计算机系统-硬件系统硬件系

20、统（2 2）鼠标）鼠标 鼠标鼠标(Mouse) (Mouse) 是一种指点式输入是一种指点式输入设备设备, , 多用于多用于WindowsWindows环境中环境中, , 可取可取代键盘的光标移动键。代键盘的光标移动键。 按照鼠标的工作原理可将其分为按照鼠标的工作原理可将其分为机械鼠标、光电鼠标和光电机械鼠标。机械鼠标、光电鼠标和光电机械鼠标。 按照鼠标与主机接口标准可分按照鼠标与主机接口标准可分 为为PS/2 PS/2 和和USB USB 接口两类。接口两类。 计算机的输入设备 计算机系统计算机系统-硬件系统硬件系统 能将计算机内部处理后的信息传递出来的设备叫输出设备能将计算机内部处理后的信

21、息传递出来的设备叫输出设备(Output Device)。常见的输出设备有打印机、显示器、绘图仪、软。常见的输出设备有打印机、显示器、绘图仪、软磁盘、光盘等。许多设备既可以作为输入设备磁盘、光盘等。许多设备既可以作为输入设备, 又可以作为输出设又可以作为输出设备。备。 输出设备的工作原理与输入设备正好相反输出设备的工作原理与输入设备正好相反, 可将计算机中的二可将计算机中的二进制信息转换为相应的电信号进制信息转换为相应的电信号, 以十进制或其他形式记录在媒介物以十进制或其他形式记录在媒介物上。上。 这里重点介绍显示器。这里重点介绍显示器。 计算机的输出设备 计算机系统计算机系统-硬件系统硬件系

22、统（1 1）显示器）显示器 显示器显示器(Monitor) (Monitor) 是计算机是计算机系统中最基本的、必不可少的输系统中最基本的、必不可少的输出设备出设备, , 是人机对话的主要工具。是人机对话的主要工具。 显示器的主要性能参数指标显示器的主要性能参数指标有分辨率、灰度级和刷新率。有分辨率、灰度级和刷新率。 计算机的输出设备 计算机系统计算机系统-硬件系统硬件系统 所谓分辨率所谓分辨率, , 是指显示器上像素点的大小是指显示器上像素点的大小, , 一般用整个屏幕一般用整个屏幕光栅的列数与行数的乘积来表示光栅的列数与行数的乘积来表示( (如如10241024768768）。）。 灰度级

23、指每个像素点的亮暗层次级别灰度级指每个像素点的亮暗层次级别, , 或者指可以显示的颜或者指可以显示的颜色数目色数目, , 其值越高其值越高, , 图像越清楚。若用图像越清楚。若用8 8 位来表示一个像素位来表示一个像素, , 则则可有可有256 256 级灰度或颜色。级灰度或颜色。 刷新率以赫兹刷新率以赫兹(Hz) (Hz) 为单位为单位, CRT , CRT 显示器的刷新率一般为显示器的刷新率一般为75 75 Hz, Hz, 若刷新率过低若刷新率过低, , 会出现闪烁现象。会出现闪烁现象。 计算机的输出设备 计算机系统计算机系统-硬件系统硬件系统 显示器必须配置正确的适配器显示器必须配置正确

24、的适配器( (显卡显卡) ) 才能构成完整的显示才能构成完整的显示系统。如果没有特别使用功能要求，现在配置的显卡大多集成在系统。如果没有特别使用功能要求，现在配置的显卡大多集成在主板上。主板上。 显卡的主要功能是将要显示的字符或图形的内码转换成图形显卡的主要功能是将要显示的字符或图形的内码转换成图形点阵点阵, , 并与同步信息形成视频信号并与同步信息形成视频信号, , 然后输出给显示器。常见的然后输出给显示器。常见的显卡有显卡有VGA VGA 卡卡, SVGA , SVGA 卡和卡和TVGA TVGA 卡。常见的显卡如下图所示。卡。常见的显卡如下图所示。 计算机的输出设备 1计算机系统的概念计

25、算机系统的概念1计算机的硬件系统计算机的硬件系统计算机的软件系统计算机的软件系统244u主要内容主要内容 程序设计基础程序设计基础43计算机系统计算机系统-软件系统软件系统 ( (一一) )系统软件系统软件 系统软件是一种特殊的管理程序，它管理计算机系统，同时计系统软件是一种特殊的管理程序，它管理计算机系统，同时计算机系统服务。系统软件中最重要的是操作系统。常见的操作系算机系统服务。系统软件中最重要的是操作系统。常见的操作系统有统有DOSDOS、WindowsWindows、UnixUnix、LinuxLinux、OS/2OS/2等。系统软件还包括一些等。系统软件还包括一些程序设计处理程序、服务程序和诊断程序等。程序设计处理程序、服务程序和诊断程序等。( (二二) )应用软件应用软件应用软件是为解决各种实际问题而编制的计算机应用程序及其有应用软件是为解决各种实际问题而编制的计算机应用程序及其有关资料。例如文字处理软件，如目前广为流行的关资料。例如文字处理软件，如目前广为流行的WindowsWindows下的下的WPSWPS、WordWord等；电子表格软件，如等；电子表格软件，如WindowsWindows下的下的ExcelExcel软件等。软件等。计算机软件系统一般可分为系统软件和应用软件两大类 计算机系统计算机系统-软件系统软件系