七年级计算机组成

1、七年级计算机组成第1页，共45页，2022年，5月20日，17点20分，星期日计算机的发展历程 根据制造计算机所使用的元器件的不同，电子计算机的发展依次经历了电子管时代、晶体管时代、中小规模集成电路时代、大规模和超大规模集成电路时代、甚大规模和极大规模集成电路时代等几个不同的发展阶段。 第一代，电子管计算机时代（19461959） 电子管是封装在玻璃外壳内的一种电真空器件，如图1.1所示。世界上第一台电子数字计算机ENIAC（Electronic Numerical Integrator And calculator），1946年由美国宾夕法尼亚大学研制，字长12位，运算速度5000次/秒，使

2、用18800个电子管、1500个继电器，功耗150kw，占地170m2，重达30吨，造价100万美元，如图1.2所示。第2页，共45页，2022年，5月20日，17点20分，星期日 图1.1 电子管第3页，共45页，2022年，5月20日，17点20分，星期日图1.2 第一台电子数字计算机ENIAC第4页，共45页，2022年，5月20日，17点20分，星期日第二代，晶体管计算机时代（19591964） 晶体管，通常指的是晶体三极管，是用半导体材料制作出来、封装在一个金属壳内的带有三个管脚的小器件，1958年进入批量生产阶段。用它可以设计出实现反相功能的反相器线路，在此基础上，再实现出计算机使

3、用的全部组合逻辑线路，和触发器、寄存器、计数器等各种时序逻辑线路。用分立的晶体管线路实现的计算机称为晶体管计算机。第二代计算机的体积和价格都下降了，使用的人也多起来了，计算机工业迅速发展，主要用于商业、大学教学和政府机关。第5页，共45页，2022年，5月20日，17点20分，星期日第三代，中小规模集成电路计算机时代（19641970） 集成电路（Integrated Circuit，简称IC）是做在晶片上的一个完整的电子电路，这个晶片比手指甲还小，却包含了几千个晶体管元件。计算机的数据存储、运算、传输以及控制功能基本上都是由具有逻辑功能的各类门电路组成实现的，而门电路又是由晶体管、电阻、电容

4、等组成，因此集成电路制造技术的发展可以实现将成百上千个门电路全部制作在一块极小的硅片上，这种技术的应用使得计算机的体积大大缩小，并且降低了功耗，提高了计算机的可靠性。第三代计算机的代表是IBM公司花了50亿美元开发的IBM 360系列。第6页，共45页，2022年，5月20日，17点20分，星期日第四代，大规模、超大规模集成电路计算机时代（1970 至今）这个时代的计算机使用的元件依然是集成电路，不过，这种集成电路已经大大改善，它包含着几十万到上百万个晶体管，人们称之为大规模集成电路（LargeScale lntegrated Circuit，简称LSI）和超大规模集成电路（Very Larg

5、e Scale lntegrated Circuit，简称VLSI）。1975年，美国1BM公司推出了个人计算机PC（PersonaI Computer），从此，人们对计算机不再陌生，计算机开始深入到人类生活的各个方面。第7页，共45页，2022年，5月20日，17点20分，星期日表1.1计算机发展历程中各个阶段的特点 年代第一代1946-1959第二代1959-1964第三代1964-1970第四代1970-现在电子器件电子管晶体管集成电路大规模、超大规模集成电路存储器延迟线磁芯、磁鼓磁带、纸带磁芯、磁鼓磁带、磁盘半导体存储器磁芯、磁鼓磁带、磁盘半导体存储器磁带、磁盘光盘处理方式机器语言汇编

6、语言监控程序高级语言实时处理操作系统实时/分时处理网络操作系统应用领域科学计算科学计算数据处理过程控制科学计算系统设计等 科技工程领域各行各业运行速度5000至3万次/秒几十万至百万次/秒百万至几百万次/秒几百万至千亿次/秒典型机型ENIACEDVACIBM705UNIVACIBM7094CDC6600IBM360PDP 11NOVA1200ILLIAC-VAX 11IBM PC第8页，共45页，2022年，5月20日，17点20分，星期日计算机系统的构成:硬件和软件 硬件：指看得见、摸得着的器件，它是计算 机的物理部分。（如：显示器、键盘、 打印机等） 软件：指为了运行、管理、维护和开发计算

7、 机而编制的各种程序及相关资料的总 和。（如：Windows98、游戏等）关系：硬件和软件相辅相存，硬件是软件的物质基 础 ，软件使硬件最终发挥功效。（好比：硬 件是人的“躯体”，而软件是人的“灵魂”）引 入 新 课第9页，共45页，2022年，5月20日，17点20分，星期日硬件外设主机CPU输入设备输出设备内存存储磁盘硬盘光盘软盘打印机音箱显示卡闪存扫描仪键盘鼠标摄像头数码相机主板计算机硬件组成部分显示器第10页，共45页，2022年，5月20日，17点20分，星期日约翰冯诺依曼 （ 19031957） 第11页，共45页，2022年，5月20日，17点20分，星期日 冯.诺依曼原理-存储

8、程序与程序控制(1)计算机硬件有五部分组成：运算器、控制器、存储器、输入/输出设备。(2)计算机内部采用二进制来表示程序和数据。(3)采用“存储程序”的方式，将程序和数据放入同一存储器（内存储器）中，计算机能够高速地从存储器中取出指令加以执行。第12页，共45页，2022年，5月20日，17点20分，星期日计算机系统的层次结构 为了描述计算机系统的结构，首先要清楚地区分计算机结构和计算机组织两个概念。计算机结构:对涉及机器语言或者汇编语言的程序设计人员所见到的计算机系统的属性，更多的情况下是指计算机的外特性。这些属性直接影响到程序的逻辑执行，主要包括指令集、表示各种数据类型的比特数、I/O机制

9、以及内存访问技术等。计算机组成:计算机各部件的具体组成以及它们之间的连接关系，实现机器指令级的各种功能和特性。从这一点上，计算机组成是计算机结构的逻辑实现。第13页，共45页，2022年，5月20日，17点20分，星期日图1.3 计算机系统的层次结构计算机系统通常包括硬件和软件两大部分，计算机的层次结构既是分配软硬件功能的一种模式描述，也是分析计算机系统的较好方法。目前计算机系统层次结构分为六层，如图1.3所示。第14页，共45页，2022年，5月20日，17点20分，星期日计算机工作流程图计算机硬件的基本组成 计算机系统的硬件部分从外观上看主要有主机、键盘、鼠标和显示器等组成；从逻辑功能上看

10、，可以分为控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备五个部分，一般地又把运算器和控制器合称为中央处理器(Central Processing Unit,CPU)它是整个计算机的核心部件，是计算机的“大脑”，他控制着计算机的运算、处理、输入、输出等工作。 第15页，共45页，2022年，5月20日，17点20分，星期日计算机的基本结构(1) 输入设备负责把用户信息（包括程序和数据）输入到计算机中。(2)存储器负责存储程序和数据，并根据控制命令提供这些数据和程序。(3)运算器负责对数据进行算术运算和逻辑运算（对数据进行加工与处理）。(4)控制器负责对程序中的指令进行分析和控制，协调输入、输出操作并

11、对存储器进行访问。(5)输出设备负责将计算机中的信息（包括程序和数据）转变为人们能接受的形式输出。第16页，共45页，2022年，5月20日，17点20分，星期日一个台式电脑主要硬件包括有键盘显示器主机箱鼠标音箱第17页，共45页，2022年，5月20日，17点20分，星期日计算机的基本组成结构第18页，共45页，2022年，5月20日，17点20分，星期日机箱、电源机箱主要分立式机箱和卧式机箱两种 机箱一般包括外壳、支架、面板上的各种开关、指示灯等。外壳用钢板和塑料结合制成，硬度高，主要起保护机箱内部元件的作用；支架主要用于固定主板、电源和各种驱动器。 第19页，共45页，2022年，5月2

12、0日，17点20分，星期日。第20页，共45页，2022年，5月20日，17点20分，星期日 如果把CPU比喻为整个电脑系统的心脏，那么主板就是整个身体的躯干，一台电脑能否稳定的运行，很大程度上取决于主板的稳定性和工艺品质。主板 第21页，共45页，2022年，5月20日，17点20分，星期日北桥芯片LGA 775CPU插座键盘插座鼠标插座打印机插座USB插座PCI插槽AGP插槽内存插槽电源插座IDE插座BIOS芯片南桥芯片面板跳线插座声卡插座主板固定孔CNR插槽IDE插座PCI-E插槽PCI3主板组成第22页，共45页，2022年，5月20日，17点20分，星期日CPU即中央处理器，它是计算

13、机的大脑，计算机的运算、控制都是由它来处理的。它的发展非常迅速，就像列不断在加速的列车一样。个人电脑从 8088(XT)发展到现在的Pentium 4时代，只经过了不到20年的时间。cpu第23页，共45页，2022年，5月20日，17点20分，星期日例：主流64位处理器64位CPU一个周期可以处理64bit数据,即8个字节。64bit CPU 比32bit理论上快1倍. 第24页，共45页，2022年，5月20日，17点20分，星期日CPU上面一般都装有风扇 第25页，共45页，2022年，5月20日，17点20分，星期日功能： 用来存储程序、数据等各种信息的忆装置，是计算机信息 存储和交流

14、的中心。分类：内存储器和外存储器 内存储器：亦称主存储器，按读写方式的不同又分为只读 存储器（）和随机存储 器（）。存储器如：内存条外存储器：如：软盘 硬盘、光盘容量单位：以字节yte为基本单位， 还有、只读存储器（）: 信息在计算机断电的情况下不会消失。（如：自检程序BIOS程序就采用ROM进行存储）随机存储器（）： 信息在计算机断电的情况下会消失。（如：内存条） 1KB=1024B(Byte) 1MB=1024KB 1GB=1024MB第26页，共45页，2022年，5月20日，17点20分，星期日DDR2-240线内存条内存条第27页，共45页，2022年，5月20日，17点20分，星期

15、日显卡的性能指标：显示分辨率、色彩位数 、显存速度、显存容量和显存位宽 、显卡的频率 、显卡的渲染管道 等例：AGP接口显卡PCI-E版本的GeForce 6800GT 显卡第28页，共45页，2022年，5月20日，17点20分，星期日硬盘电脑要是没了硬盘，不知道它还能做些什么。 硬盘与其他记录介质相比，它的速度快、容量大，成为计算机中最重要的存储设备。 第29页，共45页，2022年，5月20日，17点20分，星期日硬盘的结构 硬盘结构由固定面板、控制电路板、盘头组件、接口及附件等几大部分组成。硬盘的工作原理 概括地说，硬盘的工作原理是利用特定的磁粒子的极性来记录数据。磁头在读取数据时，将

16、磁粒子的不同极性转换成不同的电脉冲信号，再利用数据转换器将这些原始信号变成电脑可以使用的数据，写的操作正好与此相反。另外，硬盘中还有一个存储缓冲区，这是为了协调硬盘与主机在数据处理速度上的差异而设的。 硬盘第30页，共45页，2022年，5月20日，17点20分，星期日硬盘的性能指标:主轴转速、寻道时间 、硬盘表面温度 、道至道时间 、高速缓存全程访问时间 、最大内部数据传输率 、外部数据传输率 第31页，共45页，2022年，5月20日，17点20分，星期日光驱外部SAR-3光驱内部第32页，共45页，2022年，5月20日，17点20分，星期日输入设备的功能： 用于接受数据和程序等外部信息

17、。常见设备有： 键盘、鼠标、扫描仪输出设备的功能： 用于向用户传送如声音、文字、图像等处理结果。常见设备有：显示器、打印机、音箱输入设备、输出设备第33页，共45页，2022年，5月20日，17点20分，星期日显示设备简介：对于用户来说，选择电脑时，首先提出的指标一定是奔腾、赛扬等一系列与CPU有关的数据，电脑的心脏固然重要，但对于经常与电脑打交道的人来说，电脑的“脸”显示器，同样是您最关心的问题之一。 性能指标：种类、大小、分辨率等第34页，共45页，2022年，5月20日，17点20分，星期日声音设备声音设备：声卡、音响、耳机、麦克风等声卡性能指标：采样的位数、最高采样频率 、数字信号处理

18、器 对 Internet 的支持 、内置混音芯片 。第35页，共45页，2022年，5月20日，17点20分，星期日第36页，共45页，2022年，5月20日，17点20分，星期日网卡概述： 计算机与网络相连的接口电路称为网卡，又称为网络适配器，它主要起着对网络发送数据、控制数据、接受并转换数据的功能。如图示。网卡有两个主要功能：一是读入由网络设备传输过来的数据包，经过拆包，将它变为计算机可以识别的数据，并将数据传输到所需设备中；二是将计算机发送的数据，打包后输送至其它网络设备。 网络设备第37页，共45页，2022年，5月20日，17点20分，星期日个人计算机网络连接从局域网到广域网第38页

19、，共45页，2022年，5月20日，17点20分，星期日软件定义 1983年美国IEEE组织给软件下了一个明确的定义： 软件是计算机程序、方法、规则相关的文档以及在计算机上运行所必需的数据。 软件分为两大类： 系统软件和应用软件 第39页，共45页，2022年，5月20日，17点20分，星期日系统软件 系统软件是一种综合管理计算机硬件和软件资源，为用户提供工作环境和开发工具的大型软件。系统软件主要有操作系统和程序设计语言两类。操作系统是计算机的大管家，它负责管理和控制计算机各个部件协调一致地工作，是一个最基本、最重要的系统软件。一台计算机必须安装了操作系统才能正常工作。DOS、Windows、Linux、Unix等都是计算机上使用的操作系统软件。程序设计语言是用来编制软件的专门语言。我们使用的各种软件都是用程序设计语言编写的。程序设计语言的种类很多，有BASIC、PASCAL、C、FoxBASE、Visual