计算机系统的组成课件

1、第1页欢迎各位同学来上电脑课！信息技术龙潭一初中 刘永贤微机课学习的基本要求1.明确学习信息技术课的意义和目的。2.培养学生对信息技术的兴趣和意识，养成良好的计算机使用习惯，提高处理信息的能力。3.上课认真听讲，遵守课堂纪律，认真完成上机操作任务。4.自觉遵守计算机教室各项规章制度，听从教师和教学实验员的安排，上机不做与学习内容无关的事。5.注意把所学知识应用到实际中，做到学以致用。1 信息技术前一节下课，就要先做好课前准备工作。2 去电脑室的路上要放轻脚步，不能大声讲话，也不能推推闹闹。3 进教室时不要拥挤，要有次序。4上课铃一响，就要马上回到自己位子，安静的坐好，等待上课。5 机房的位置一

2、旦确定下来，一个学期不变。课前： 课堂：1不能带零食进入教室。2不能带光盘、mp3等进入机房。3不能大声喧哗，在机房里推闹。4上课未经老师批准不能玩游戏。5老师上课的时候要保持安静。6不能故意破坏机房设备，必须按正确的步骤开机关机。7如果完成了自己的作业，要热情的帮助有困难的同学。遇到困难有三步：1请教书本；2请教身边的同学；3举手问老师。要做到举好手，在自己的位置上安静等待，老师按举手的先后次序解决同学的疑问课后：1、正确的步骤关闭计算机。2、按规定放好自己的凳子、键盘、鼠标。3、检查卫生。如有垃圾，把垃圾清理干净。4、老师检查工作有没有做好，一组好了走一组。1、什么是信息？ 简单的说信息就

3、是对人们有用的数据、消息。2、什么是信息技术？ 是指人们获取、存储、传递、处理信息的各种技术。认识信息世界信息技术发展概况： 千百年来，人们就用语言、图符、钟鼓、烟火、竹简、纸书、旗语、狼烟等方式传递信息。古代人类的烽火狼烟、飞鸽传信、驿马邮递就是例子，现在还有一些国家的个别原始部落，仍然保留着诸如击鼓鸣号等古老的通信方式现代社会，交通警的指挥手语、航海中的旗语等不过是古老通信方式进一步发展的结果。 19世纪中叶以后，随着电报、电话的发明，电磁波的发现，人类通信领域产生了根本性的变革，实现了金属导线上的电脉冲来传递信息以及通过电磁波来进行无线通信。 1837年，美国人塞缪尔.莫尔斯研制成功世界

4、上第一台电磁式电报机。 1844年5月24日，他在国会大厦联邦最高法院议会厅作了“用导线传递消息”的公开表演，接通电报机，用一连串点、划构成的“莫尔斯”码发出了人类历史上第一份电报：“上帝创造了何等的奇迹！”实现了长途电报通信。2002年以来，全国15万所中小学开展信息化教育3000万中小学学生接受信息技术的教育50万管理人员运用信息技术1000所中学建立示范性校园网在贫困地区建立8000个远程教学收视点 1. 国内国内外应用信息技术教育的发展美国：克林顿于1996年提出总统教育技术计划 1.让8岁的孩子学会阅读。2.12岁的美国孩子都会上网。3.对全美国教师进行信息技术培训。4.将因特网通向

5、所有中小学的每间教室和阅览室 5.使每个公民都能接受终身教育。2. 国外国内外应用信息技术教育的发展英国：2002年全部中小学上网法国：2006年全部中小学上网新加坡：2000年为每2个中小学学生配备一台电脑，2002年为全体中小学教师提供电子信箱2. 国外国内外应用信息技术教育的发展第14页1. 计算机概述2. 计算机系统的组成及工作原理 3. 计算机软件系统的组成4. 计算机软、硬件的相互关系计算机系统的组成第15页1. 什么是计算机2. 计算机的特点3. 计算机的发展4. 计算机的发展趋势5. 计算机的分类 6. 计算机的应用 1. 计算机概述第16页1. 什么是计算机计算机俗称电脑，它

6、是一种无需人工干预，能高速运算，具有内部存储能力，由程序来控制其操作过程的电子设备。按照信息处理形式，计算机可分为数字电子计算机、模拟电子计算机和数字模拟电子计算机。第17页2. 计算机的特点 (1) 运算速度快； 1998年美国：每秒钟3.9万亿次运算； 2002年日本：每秒35.6万亿次浮点运算； (2) 计算精度高：理论上可不受限制； (3) 具有很强的“记忆”和逻辑判断能力； (4) 程序控制下自动操作； (5) 通用性强。第18页ENIAC （1）近代计算机的发展1642 Blaise Pascal加法器Charles Babbage1822 差分机1834 分析机1944 MARK

7、-I计算机时代3. 计算机的发展第19页18000个电子管占地170平方米重达30吨耗电150千瓦保存80个字节每秒5千次加、减法运算价值40万美元（2）现代计算机的发展Electronic Numerical Integrator And Calculator电子数字积分计算机1946年2月由宾州大学研制成功的ENIAC电子计算机时代的到来第20页第一代：电子管计算机（4658)逻辑元件 电子管内 存 水银延迟线外 存 磁鼓工作速度 几千几万次秒软 件 机器语言或汇编语言应 用 科学计算代表机型 ENIAC特 点 体积庞大，运算速度低， 成本高第21页第二代：晶体管计算机(5964)逻辑元件

8、 晶体管内 存 磁芯外 存 磁盘工作速度 几十万次秒软 件 高级算法语言应 用 事务管理及工业控制代表机型 IBM 7000 系列优 点 体积小，寿命长，速度快，能耗少，可靠性高第22页第三代：集成电路计算机(6570)逻辑元件 中小规模集成电路（硅）内 存 半导体存储器外 存 磁带或磁盘工作速度 几十万几千万次/秒软 件 高级算法语言、操作 系统应 用 计算、管理及控制代表机型 IBM System /360优 点 体积更小、速度更快、能耗更小、寿命更长发展特点 计算机设计出现了标准化、 通用化、系列化的局面第23页第四代：大规模集成电路计算机逻辑元件 （超）大规模集成电路内 存 半导体存储

9、器外 存 磁盘和光盘工作速度 几百万几千万次秒软 件 操作系统和应用软件应 用 以计算机网络为特征微型计算机属于第四代计算机 IntelPENTIUM71年-现在第24页第五代：智能化计算机主攻目标让计算机具有人的听、说、读、写和思维推理能力神经网络计算机 用数据单元模拟人脑的神经元，并利用神经元结点的分布式存储和相互关联来模拟人脑活动生物计算机 使用蛋白分子为主要原料制成的生物芯片构成，存储能力巨大，而且以波的形式来传播信息现代计算机的发展阶段逻辑元件程序设计语言运算速度内存容量第一代19491957电子管机器语言或汇编语言几千次/ 每秒几 KB第二代19581964晶体管FORTRAN、C

10、OBOL几十万次/ 每秒几十KB第三代 19651971中、小规模集成电路操作系统和会话式语言百万次/ 每秒第四代1971 以后大规模或超大规模集成电路几百万亿次/ 每秒第五代智能化计算机正在研制之中：使计算机具有看、听、说、想、学习、逻辑判断等功能。特点时代几百MB几十MB面向对象的语言第26页4. 计算机的发展趋势 (1) 微型化：利用超大规模集成电路技术； (2) 巨型化：尖端科学研究需要； (3) 网络化：相互通讯、资源共享；网格计算； (4) 智能化：用计算机模拟人类某些智能； (5) 多媒体化：将计算机系统与多种信息媒体综合于一体进行处理； (6) 新概念计算机：神经网络计算机、光

11、学计算机、生物计算机、量子计算机、超导计算机等。第27页5. 计算机的分类 按工作原理划分： 电子模拟计算机、电子数字计算机和混合计算机 ；按功能划分： 可分为通用计算机、专用计算机和工业控制机等。IEEE 根据计算机的性能指标和面向的应用对象将计算机按规模分为6种： 巨型机、小巨型机、大型主机、小型机、微型机、个人计算机和工作站；6. 计算机的应用(1)科学 计算用于计算复杂、人工无法实现的各种数值计算（如解千阶微分方程、大型矩阵运算、天气预报等）；(2)信息 处理占80%以上；对各种数据信息进行收集、加工、分类、合并、排序、计算、传送、存储以及打印输出各种报表或图形等；特点：数据量大、计算

12、简单（主要是逻辑运算和判断）(3)实时 控制应用于工业生产：提高自动化水平、产品质量和合格率应用于交通、邮电、卫星通信：快速、准确(4)计算机 辅助系统计算机辅助设计：广泛应用于服装、机械、飞机、船舶、水坝、集成电路等设计中 计算机辅助制造：直接控制产品的加工和生产 计算机辅助教学：CAI课件的CAI；利用计算机网络的远程教育(5)人工 智能利用计算机模拟人的智能，用于机器人、医疗诊断专家系统、推理证明等各方面第29页2. 计算机系统的组成及工作原理 1. 计算机系统的组成2. 硬件系统 3. 计算机的工作原理4. 计算机的硬件设备计算机系统 运 算 器 控 制 器硬件:( 物质设备 ) 存

13、储 器 输入设备 输出设备软件:(程序 + 文档) 系统软件 应用软件 1. 计算机系统的组成一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。第31页 计算机硬件是人们看得见、摸得着的实体，它是由一组设备组装而成的，将这些设备作为一个统一体而协调运行，故称之为硬件系统。计算机硬件主要由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成。 1运算器（ALU） 2. 控制器（CU） 3存储器 （1）主存储器（内存） （2）辅助存储器（外存） 4输入设备 5输出设备 2. 硬件系统第32页冯诺依曼思想： 二进制程序与数据一样存放在内存五大模块存储器数据流控制流运算器外存储器输出设备内存储器输

14、入设备控制器第33页 1)运算器（ALU: Arithmetical and Logical Unit） 运算器的主要功能就是对二进制数据进行算术运算和逻辑运算，所以也称算术逻辑单元。2)控制器（CU：Control Unit） 控制器是整个计算机的控制枢纽，用于控制计算机各部件协调地工作。 运算器和控制器合在一起称为中央处理器CPU（Central Processig Unit），它是计算机的核心部件。人们所说的286、386、486等微机，是以CPU对应的型号80286、80386、80486等来命名的。2. 硬件系统第34页字长：在计算机中，作为一个整体参与运算、处理和传送的一串二进制数

15、，称为一个字。组成该字的二进制“数”的“位数”称为“字长”。字长等于CPU中通用寄存器的位数。因此在用字长来区分计算机时，常把计算机说成“8位机”、“16位机”、“32位机”、“64位机”。主频：对同一型号的CPU还可按他们的主频进一步加以区分，例：100、133、166、200、233、266、300MHZ，4GHZ等。主频是表征计算机运算速度的主要参数。CPU的主要参数：第35页3)存储器（Memory） 存储器是计算机用来存放程序和数据的记忆装置。 计算机中的全部信息，包括输入的原始信息，经过计算机初步加工后的中间信息以及最后处理得到的结果信息都记忆或存储在存储器中。另外，对数据信息进行

16、加工处理的一系列指令所构成的程序也存放其中。 存储器分为两大类：内存储器和外存储器。 第36页4)输入/输出设备（Input/ Output Device） 输入输出设备是实现人与计算机之间相互联系的部件。其主要功能是实现人机对话、输入与输出以及各种形式的数据变换等。 常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、触摸屏等。 常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪和音响等。 冯诺依曼于1946年首先提出了程序存储的基本思想概括为以下三点： (1) 计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五个基本部分组成。 (2) 计算机内部采用二进制表示指令和数据。 (3) 将编制好的程序和原始数据存入计算机

17、的内存储器中，启动计算机后，能自动逐条取出指令执行。3.计算机的工作原理第38页冯诺依曼提出的这种体系结构，奠定了现代计算机结构理论，被誉为计算机发展史上的里程碑，直到现在，计算机仍沿用这种“存储程序”的体系结构，因此，所有的计算机都有一个共同的名字，称之为“冯诺依曼”体系结构的计算机。美籍匈牙利数学家冯诺依曼第39页第40页计算机的工作过程 计算机的工作过程，就是执行程序的过程。 第一步：先把编制好的程序输入到计算机的存储器中，保存起来（程序存储）； 第二步：计算机自动依次取出指令、执行指令： 每一条指令的执行过程又可以划分为如下四个基本操作： 取出指令 分析指令 （取出下一条指令） 得到下

18、一指令地址 执行指令第41页4.计算机的硬件设备通常，计算机硬件设备可分为三大部分：主机：安装在机箱里面的硬件与机箱，被称为主机。输出设备：如显示器、打印机等。输入设备：如键盘、鼠标及手写板等。第42页（1）主机 主机由机箱和机箱中的组件构成。其中主机箱中的主要组件有主板、CPU、内存条、 硬盘、软盘驱动器、光驱、显卡、声卡及电源等。 1） 主机箱第43页2）主板 主板又称系统板或母板（mother board），是计算机主机的核心，被固定在机箱内。计算机整体性能是否能稳定有效地得到发挥，主板将起到非常重要的作用。计算机中几乎所有的基本设备都与主板相连接。主板是计算机中最大的一块电路板，上面有

19、一系列的插槽及接口：第44页第45页早期的CPU 586 686 K6 PP P 3） CPU第46页CPU的流行产品 目前，微型计算机的CPU大多采用Intel公司的Pentium系列产品、Celeron（赛扬）系列产品和AMD公司的K系列产品。 其中Intel公司于2000年11月20日发布的Pentium ：(核心面积为217mm2，集成了4200万个晶体管，引脚数423针，时钟频率高达1.5GHz，数据宽度64位) Pentium 的推出标志着一个处理器新时代的开始。第47页内存是计算机运行程序时临时存储数据的地方，其存储速度及大小直接影响着计算机的整体性能。内存存储的数据直接供CPU

20、使用，存储容量越大，计算机执行效率越高。内存包括ROM和RAM两种。 4）内存储器第48页 只读存储器(Read only Memory，简称ROM) 是一种写入信息之后，只能读出而不能再写入的固定存储器； 特点：信息在断电后仍能保存下来； 用途：常用它来存放固定的程序和数据。 如主机板上的BIOS就是。 可编程只读存储器 PROM：用户可根据自己的需要一次性写入存储的内容； 可擦除可编程只读存储器：EPROM； 电可擦除可编程只读存储器：EEPROM（E2PROM）。 4）内存储器第49页 随机存储器(Random Access Memory，简称RAM) 是一种可以任意读写数据的存储器，其

21、中的数据会因掉电而丢失，故一般用来存放正在使用的数据。 CPU对它们既可读出又可写入数据。形状：内存通常制作成条状，称为内存条，插在主板的内存插槽中;特点：RAM存储单元的内容可以随时读出或写入，故又称为读写存储器。但它里面存放的信息会因断电而消失；用途：暂存输入、输出的数据和中间计算结果，用来和外存交换信息。 4）内存储器第50页 4）内存储器RAM又可以分为以下两类：静态存储器（Staic RAM，SRAM），又称为Cache（高速缓存），传输数据速度非常快，也非常昂贵。CPU内的一级、二级缓存就使用了此类存储器。动态存储器（Dynamic RAM，DRAM），是最常见的一种RAM类型，常

22、说的内存即计算机系统主内存就是动态RAM。动态RAM比SRAM传输数据速度慢一些，但同时也比SRAM便宜得多。第51页5）软盘驱动器及软盘 软盘驱动器是驱动软盘旋转并同时向软盘写入数据或从软盘读出数据的设备，它由机械结构和控制电路两部分组成。 第52页3.5寸磁盘内部结构示意图第53页 软盘保护盒上开有读写孔，以供驱动器的磁头对磁盘表面进行读写，标签旁有一个写保护口，当上面的滑动块将孔封住时，可以进行读写，而滑动块将孔露出时，则只能读出不能写入。写保护是个非常有用的功能，可防止误写操作，也避免病毒对它的侵害。 目前广泛使用的是3.5英寸双面高密度软盘。每张盘片的容量一般为1.44MB。 软盘是

23、涂有磁性材料的塑料圆盘，封装在方形的塑料保护盒里。如图所示。第54页 硬盘是计算机系统中使用最多的外存储器，安装在主机箱中，如图所示。 目前硬盘的发展主要是向大容量、高速存储、小体积、高可靠性这几个方面进行。硬盘一般采用IDE标准接口，随着技术的不断提高，目前比较流行的是EIDE标准接口。6）硬盘第55页硬盘的磁道、扇区、柱面柱面扇区磁道硬盘片是由涂有磁性材料的铝合金构成读写硬盘时，磁性圆盘高速旋转产生的托力使磁头悬浮在盘面上而不接触盘面硬盘容量视具体类型而定硬盘片读写磁头硬盘第56页7）光盘与光驱 光盘读写原理： 写入数据时，用高能激光束沿螺旋线照射光盘片，在可塑层上灼出极小的坑，并以小坑的

24、有无表示 0 和 1。全部数据写完后，再往可塑层上喷镀一层金属材料以固定信息。 读出时，用低能激光束入射光盘，利用盘表面上的小坑和平面处的不同反射，来区分 0 和 1。 特点： 容量大、可靠性高、不怕电磁干扰、保存时间长、价格低，容量为650MB左右。 分类：只读（CD-ROM）、一次写入（WORM）和可擦写（CD-RW）等；常用只读光盘，直径120mm，容量650MB。 第57页第58页 显示卡也称图形加速卡，显示卡和显示器构成了计算机的显示系统。图形加速卡拥有自己的图形函数加速器和显存，这些都是专门用来执行图形加速任务， 因此，就可以大大减少CPU所必须处理的图形函数，减轻CPU的工作负担

25、从而提高计算机的整体性能。 显卡的主要功能如下： 将欲显示的字符或图形的内码转换成图形点阵； 与同步信息形成视频信号输出给显示器； 型号：MDA、CGA、EGA、VGA、SVGA、AGP等。目前微型计算机上常用的显卡多为AGP卡。 8）显示卡第59页功能插针 电容 输出口 BIOS芯片 AGP接口 显示芯片 显存 第60页 色彩数：即显卡能支持的最大颜色数量，一般有256、64K、16M、4G等几种。 图形分辨率：即显卡能支持的最大水平像素数和垂直像素数。AGP卡的图形分辨率有640480、800600、1024768、12801024等多种规格。 显示内存容量：即显卡上配置的显示内存的大小，

26、一般有2MB、4MB、8MB、16MB、32MB、64MB等不同规格。其容量直接影响显卡的色彩数和图形分辨率。 显卡的性能指标包括接口方式、数据位宽度、显示内存的大小、支持的分辨率、色彩数目、屏幕刷新速率及图形加速性能等。第61页 声卡的诞生把计算机从无声世界带入了丰富多彩的多媒体世界，无论是在应用软件还是在娱乐程序中，层次清晰的语音、典雅优质的音乐、效果逼真的模拟声，是一套成功的软件不可缺少的组成部分，而所有这些音响效果，都是由声卡所产生的。声卡的出现使计算机得到了更加广泛的运用。9） 声卡第62页（音效处理）有源音箱音频输入数字信号声卡照片1.5第63页 显示器又称监视器（Monitor）

27、，它是计算机系统中最基本的输出设备。显示的所有信息都是由0和1组成的数字数据。按所使用的显示器件分为阴极射线显示器（CRT）、液晶显示器（LCD）、等离子显示器等。常用的有CRT显示器和液晶显示器。 尺寸:有15、17、19、21英寸等规格。 像素和点距：显示器所显示的图形和文字是由许多“点”组成的，这些点就称为像素，点距就是屏幕上相邻两个像素点之间的距离，是决定图像清晰度的重要因素。点距越小，图像越清晰，细节越清楚。目前最常用的是0.28mm点距的显示器。 （2）显示器第64页 分辨率:一屏能显示的像素数目。有640480、800600、1024768、12801024等规格。 扫描方式：逐

28、行扫描和隔行扫描。逐行扫描的显示器，图像稳定、清晰。 刷新频率：一秒钟刷新屏幕的次数。有60Hz、75Hz、100Hz。频率高，图像稳定。（2）显示器第65页 键盘是向电脑提供指令和信息的必备工具之一，是计算机系统一个重要的输入设备。常用键盘有104键盘和107键盘，随着多媒体技术的发展，键盘上集成了多种功能，如播放键、手写板等。按制造工艺可分为机械式键盘、电容式键盘、薄膜式键盘、电阻式键盘等。由于薄膜式键盘生产成本低，目前使用较为普及。（3）键盘第66页功能键区主键盘区编辑键区数字键区第67页键 名功 能Shift又称上档键，利用此键来输入上档字符Caps Lock大写字母锁定键，利用此键来

29、输入大写字母空格键位于键盘最下面的一个最长的键，按下空格键，将输入一个空格字符Backspace按下此键可使光标回退一格，删除光标左边的一个字符Enter回车键。按下此键，表示前面的输入结束Tab制表定位键Alt转换键，此键通常和其他键组成特殊功能键Ctrl控制键，通常和其他键组合在一起使用Ctrl+Alt+Del 系统的热启动，使用的方法是：按住Ctrl和Alt键不放，再击打Del键第68页光标移动键和编辑键的功能按 键功 能光标左移一个字符光标右移一个字符光标上移一个字符光标下移一个字符Home光标移到行头或当前页头End光标移到行尾或当前页尾Page Up光标移到上一页第69页Page

30、Down光标移到下一页Del删除键，删除光标位置的一个字符Ins插入键，此键是开关键，有两种状态：插入状态和改写状态。按下此键（奇数次），进入插入状态，所输入的字符将被插入在当前光标之前；再按下此键（偶数次），进入改写状态，所输入的字符将覆盖当前光标处的字符第70页 鼠标以其快速、准确、直观的屏幕定位和选择能力而深受欢迎，目前已成为微机必备的输入设备。鼠标的外形像是一只老鼠，它通过一根电线与主机的串行接口或PS/2接口相连。鼠标的基本操作有： 指向：把光标定位到某一对象上。 单击：鼠标左键快速地按下、松开。 双击：连续按两次鼠标左键。 右击：鼠标右键快速地按下、松开。 拖动：单击某对象，按住左

31、键不放，同时移动鼠标光标至新位置。 （4）鼠标第71页根据工作原理，鼠标的分类如下：机械鼠标。通过内部橡皮球的滚动，带动两侧的转轮来定位，成本低但寿命短、精度差。光电鼠标。通过内部的红外光发射和接收装置来确定鼠标的位置，精度高，寿命较长，但要使用专门的鼠标垫。光学机械式鼠标。结合了机械鼠标和光电鼠标的优点。Web的鼠标。加入了滚轮技术的光学机械式鼠标，带有一到两个滚轮，可以方便地滚动屏幕，省去了单击滚动条的麻烦。无线鼠标。不需连线，以红外或射频方式遥控鼠标操作。价格比较高。 （4）鼠标第72页调制解调器（Modem）如果想用计算机经过电话线发传真或上网，那么调制解调器就是必不可少的设备，经过调

32、制解调器，数字信号可转换为模拟信号，模拟信号也可转换为数字信号。调制解调器根据其位置，可分为台式外置式和卡式内置式两类。 （5）辅助设备第73页针式打印机 优点：打印成本低，打印介质广。 缺点：打印质量差，噪声大。喷墨打印机 优点：价格低，噪声较小，打印速度较快，打印质量好。 缺点：遇水会退色，对打印纸张要求高。激光打印机优点：打印速度快，打印质量好，噪声小 缺点：价格贵，打印成本高。打印机 （5）辅助设备第74页 功能:可将图象扫描成点的形式存放在磁盘上，还可以通过专用的软件来识别标准的英文和汉字，将其转换成文本文件的形式存于计算机中，并通过文字处理软件进行编辑。 用途:用于带图片的各种档案

33、资料管理。1.5 扫描仪 （5）辅助设备第75页数码相机数码相机是光、机、电一体化的产品。它的核心部件是电荷耦合器件（Charge Couple Device，CCD）图像传感器。 （5）辅助设备第76页 优盘是以半导体芯片为存储介质。 其优点是体积小、 重量轻、便于携带、不怕碰撞、无噪声、读写速度快等。其缺点是价格较高、容量有限。它采用了一种叫做 “Flash Memory”的技术，是一种非易失性的存储器，可重复擦写 100万次， 保存数据可长达10年以上。 优盘（闪存盘） （5）辅助设备第77页移动存储产品 磁光技术移动存储产品磁盘技术与光技术结合 Flash存储设备 闪存芯片为存储介质采用USB的接口可擦写