第2章 微型计算机系统

计算机应用基础第2章

微型计算机系统

1教学目标

微型计算机是大规模或超大规模集成电路和计算机技术结合的产物，自美国IBM公司于1981年推出它的微型计算机系统后，在短短的二十多年里，微型计算机以其体积小、功能强、价格低、使用方便等优点迅猛发展，已成为国内外应用最广泛、最普及的一类计算机。

通过本章的学习，读者将了解到微型计算机硬件系统，软件系统，以及计算机安全与计算机病毒。

2教学内容2.1微型计算系统的组成

2.2微型计算机硬件系统

2.3软件系统

2.4计算机安全

32.1微型计算机系统的组成

微型计算机也称微机、电脑（更多的用户将“电脑”作为微型计算机的代名词）、个人计算机或PC(PersonalComputer)等，是计算机家族中的一员。普通用户日常所见到的和接触的大多都是微型计算机，下图是微型计算机（笔记本、台式机）外型。

42.1微型计算机系统的组成

微型计算机和其他计算机一样，也是由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备5大部件组成的。随着大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展，将运算器和控制器集成在一片很小的半导体芯片上，这种芯片称为微处理器（CPU）。以微处理器为基础，配以存储器、I/O设备、连接各部件的总线和足够的软件就构成了微型计算机系统。5微型计算机系统结构图

2.1微型计算机系统的组成6中央处理机(CPU)运算器控制器主存贮器(内存)辅助存贮器(外存)输入设备输出设备信息主机2.1微型计算机系统的组成2.2微型计算机硬件系统

计算机硬件是指看得见摸得着的物理装置，即机械器件、电子线路等设备，它是计算机系统的物质基础，也是软件系统得以正常运行的平台。从外观上看，微型计算机硬件主要包括主机箱、显示器、常用I/O设备（如鼠标、键盘等）。其中，主机箱里装着微型计算机的大部分重要硬件设备，如CPU、主板、内存、硬盘、光驱、软驱、各种板卡，电源及各种连线等。如果再配置声卡、音箱等，就构成了一台多媒体计算机。为了特殊用途，还需配置打印机、扫描仪等常用设备。82.2.1主机

主机是指计算机机箱内的主要部件，包括主板、中央处理器CPU、内存储器、输入/输出接口插槽（I/O接口）、电源、硬盘，其主要部分是CPU和内存储器。9

1.CPU

CPU(CentralProcessingUnit中央处理器)，微型计算机的CPU又称为微处理器，是计算机的核心部件，负责计算机系统中最重要的算术运算和逻辑运算。CPU是判断计算机性能高低的首要标准，它一般安插在主板的CPU插座上。目前CPU的主要生产厂商有美国的Intel(英特尔)、AMD(超微)公司和中国台湾的VIA(威盛)等，Intel公司是CPU市场的老大。10CPU的主要性能指标(1)字长字长是CPU一次能处理的二进制数据位数，字长的大小直接反映了计算机的数据处理能力，字长越长，CPU可同时处理的二进制位数越多，运算能力越强，计算精度就越高。早期的微型计算机字长有8位、16位、32位，而目前的Pentium机的字长是64位。(2)主频主频即CPU的时钟频率，简单说是CPU运算时的工作频率(1秒内发生的同步脉冲数)的简称。单位是Hz(赫兹)。它决定计算机的运行速度，随着计算机的发展，主频由过去MHZ(兆赫)发展到了现在的GHZ(千兆赫，1GHZ=1024MHZ)。一般地讲，主频越高，CPU的运算速度也就越快。11

2.主板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。12

3.内存储器内存储器(内存)，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。图2-5所示为内存储器的一般外形。内存储器通常分为只读存储器（ROM，ReadOnlyMemory）和随机存储器（RAM，RandomAccessMemory），只读存储器用于存储由计算机厂家为该机编写好的一些基本的检测、控制、引导程序和系统配置等，如系统的BIOS即为ROM存储器。只读存储器的特点是存储的信息只能读出，不能写入，断电后信息不会丢失。随机存储器的特点是既可以读出数据，也可以写入数据，因此随机存储器又称为可读写存储器。用于存放当前正在使用或常要使用的程序和数据。随机存取存储器只能在加电后保存数据和程序，一旦断电则其内所保存的所有信息将自然消失。存储器的容量单位有：位(bit)、字节（B，Byte）、千字节（KB）、兆字节（MB）、千兆字节(GB)和兆兆字节（TB）。bit是最小的存储单位，可存放一位二进制数，8bit组成1B，1B可存放一个8位的二进制数或一个英文字符的编码，2B存放一个汉字编码。目前一般微型计算机的内存配置为：256M、512M、1G等。13存储容量的换算关系是：

1KB=1024B1MB=1024KB1GB=1024MB1TB=1024GB14

4.总线

总线是连接微型机CPU、内存储器和外部设备的公共信息通道。在总线上传送数据、地址和控制三种信号。传送数据信号的称为数据总线DB(DataBus)，传送地址信号的称为地址总线AB(AddressBus)，传送控制信号的称为控制总线CB(ControlBus)，目前微型计算机的总线由这三种总线构成。15

5.I/O接口

I/O接口即输入/输出（Input/Output）接口，是主机与外部设备交换信息的渠道。例如，显示器通过显卡接入主机，打印机通过LPT(并口)接入主机，鼠标通过COM(串口)、PS/2或USB接口接入主机等。I/O接口是计算机的重要组成部分，其主要功能一是承担主机与外设之间数据类型的转换，例如：显示器使用的是模拟信号，而主机使用的是数字信号，显卡使二者实现转换；二是协调主机与外部设备之间数据传输速度不匹配的矛盾，使之能同步地工作。162.2.2计算机外部设备计算机输入设备计算机输出设备计算机外部存储器17输入设备_键盘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。18

常用键及组合键的使用键名功能Shift又称上档键，利用此键来输入上档字符。CapsLock大I小写字母锁定键，利用此键来输入大、小写字母。空格键是位于键盘最下面的一个最长的键位，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。19Alt转换键，此键通常和其它键组成特殊功能键。Alt+Fn用在汉字系统中，实现多种汉字输入方法的转换。Ctrl控制键，必须和其它键组合在一起使用。Ctrl+P联打印机控制，此组合键具有开关的作用，操作一次将输出到显示器上的内容，同时送到打印机上打印输出。Ctrl+C表示终止程序或指令的执行。Ctrl+S暂时停止程序或命令的执行，若要继续执行，按任意键即可。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。常用键及组合键的使用20PageDown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。常用键及组合键的使用21

键盘指法22

这种小东西为什么叫做鼠标，是因为它的外形很象一只老鼠，在英语里面它的名字叫Mouse，意思就是老鼠，我们的操作通过它的左右两个按键来实现，也有三个键的鼠标，但中间那个键有特殊功能，在基本操作中几乎用不上。输入设备_鼠标23

鼠标的历史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24鼠标(Mouse)的分类

<>鼠标通过串行口与主机相连。按键分两键三键鼠标测量位移部件的类型光电式光机式机械式25

鼠标的基本操作

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26用食指快速地按一下鼠标左键，马上松开，请注意观察；还有一种单击是用中指单击鼠标右键，今后我们会用"单击右键"来表示这种动作。

鼠标单击动作27单击左键单击右键鼠标单击操作28鼠标双击操作鼠标双击动作：不要移动鼠标，用食指快速地按两下鼠标左键，马上松开。初次使用鼠标要多练习双击动作，注意掌握好节奏。29

鼠标拖动动作：先移动光标到选定对象，按下左键不要松开，通过移动鼠标将对象移到预定位置，然后松开左键，这样就可以将一个对象由一处移动到另一处。鼠标拖动动作30一个"好"的鼠标应该是外形美观、按键干脆、手感舒适、滑动流畅、定位精确、辅助功能强大、服务完善、价格合理

鼠标的选购31其他输入设备

条形码阅读器游戏手柄32光笔33数字化仪数字化仪是一种图形输入设备，它可将各种图纸的图形信息转换成计算机可识别的数字信号输入计算机中。它与绘图仪一起常用于工程设计单位。麦克风利用话筒可以进行语音输入。其硬件系统是由声卡和话筒（麦克风）组成。34

3、输出设备输出设备主要用于输出程序、数据、图形、图象、声音等的设备，常用的有显示器、打印机、绘图仪等显示器打印机绘图仪35

1.显示器(Monitor)显示器通过电子屏幕显示输出计算机处理的结果及用户需要程序、数据、图形等信息，也可将输入的信息直接输出。CRT显示器LCD显示器

36显示器的性能指标

分辨率：800X600、1024X768等扫描方式：逐行扫描、隔行扫描屏幕尺寸：12英寸、15英寸、17英寸、19英寸等37

显示适配器（显卡）38打印机打印机的种类与性能针式打印机(DotMatrixPrinter)：是点阵式打印机,用针打在色带上,将颜色印在纸上喷墨打印机(InkjetPrinter)：也是一种点阵式打印机,只是它是将墨喷在纸上激光打印机(LaserBeamPrinter)：是光扫描和电子照相技术相结合的产物,原理类似于复印机

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打印机的几种类型40

绘图仪41声音输出设备声音输出设备包括声卡和扬声器两部分。按分辨率分为8位、16位、32位、64位，位数越高，效果越好。并且使用了三维环绕立体声技术，使微机具有音响的功能。声卡的总线接口有ISA和PCI两种，PCI已经成为主流，如图1.2.25所示。声卡除了发声以外，还提供录入、编辑、回放数字音频和进行MIDI音乐合成的能力。扬声器主要有音箱和耳机两类。42外存储器外存储器又称辅助存储器，它既是输入设备、又是输出设备，用于存放等待运行或处理的程序或文件，存放在外存储器中的程序必须调入内存储器才能执行，因此外存储器主要用于和内存储器交换信息。与内存相比，外存储器的主要特点是：存储容量大，价格便宜，断电后信息不会丢失，但存取速度慢。43硬盘

硬盘是计算机中不可缺少的存储设备。一台独立运行的计算机如果没有硬盘，无论是操作系统、应用软件还是用户的文件都将无处保存。近年来，硬盘的技术进展速度比其他存储设备要快，容量越来越大，速度越来越快，价格却越来越低。如今在系统软件和应用程序的功能越来越多、占用存储空间越来越大的情况下，硬盘的这种发展趋势无疑给用户带来了很大的好处。硬盘是由若干磁性盘片组成的，每张磁性盘片是一种涂有磁性材料的铝合金圆盘。硬盘的盘片和硬盘的驱动器是密封在一起的，所以通常说硬盘和硬盘驱动器是一回事。44硬盘的外形45

使用硬盘时的几点注意保持使用环节的清洁使用环境，温度10℃~40℃，湿度20%~80%

避免震动与冲击不要随意拆卸硬盘避免频繁的开关机器电源计算机在运行时，不要随意移动计算机46软驱

软驱即软盘驱动器，其基本作用是存取数据，也是数据交换的传递媒体。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。47存储容量=面数×磁道数/面×扇区数/道×字节数/扇

=2×18×80×512写保护口软驱软盘48软盘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，对盘片起保护作用。新软盘在使用前要格式化（关于磁盘的格式化操作将在第3章介绍），其作用是将磁盘划分为一个一个同心圆（称为磁道），再沿磁盘的半径方向把各个磁道划分为一个一个的弧形区域（称为扇区，一般一个扇区能保存512字节数据），最后才把扇区分给每个要使用磁盘的文件和数据，小于等于512个字节的文件存储在一个扇区中，大的文件被分割存储在多个扇区中。划分磁道、扇区的工作叫做磁盘格式化(将在第三章介绍)。磁盘格式化还要在磁盘上标明磁道的数目，扇区的大小、地址标志等信息。49图1-53.5HD软盘构造图50软盘总容量=磁道数×扇区数×磁盘面数×扇区字节数例如3.5英寸软盘有两面，每面划分为80磁道，每个磁道划分为18个扇区，每扇区存储512字节,其总容量为:80×18×2×512B=1474560B≈1.44MB。软盘的优点是：携带方便，价格便宜，用低成本即可实现存储及交换数据的目的。但具有容量小、易损坏、读取速度慢等缺点，正面临着淘汰的命运。51使用软盘时的几点注意避免物理损伤，不能弯折、划伤盘片注意防磁，不能将软盘片放在强磁场附近注意防潮，不要让磁盘上出现霉点注意盘片清洁，不要弄脏盘片重要的数据软盘置于写保护状态，并注意备份在软驱灯亮时，切勿插进或取出盘片，以免片被软驱磁头划伤新的软盘在使用前要格式化，其作用是划分磁道、扇区，并指明磁道、扇区的大小和位置。52光盘存储器

光盘是一种能够存储大量数据的外部存储媒体，一张压缩光盘的直径大约是4.5英寸，1/8英寸厚，能容纳约660兆字节的数据。光盘用盘面的凸凹不平表示“0”和“1”信息，光驱利用其激光头产生激光扫描光盘盘面。从而读出“0”和“1”信息。光盘的特点是记录密度高，存储容量大，数据保存时间长，随着技术的发展，已出现了数字多功能光盘(DVD)，它的存储容量更大，而且图像清晰度更好，高保真效果也更好。目前使用较多的光盘主要有三类：只读光盘，一次性写入光盘和可擦型光盘。只读光盘（CD-ROM），其上面的信息只能读出，不能写入。一次性写入光盘（CD-R）,只能写一次，写后不能修改，必须采用专用的光盘刻录机才能刻录信息。可擦型光盘（CD-RW）,是可反复擦写的光盘，这种光盘驱动器既可作为光盘刻录机，用来写入信息；又可作为普通光盘驱动器，用来读取信息。CD-RW盘片就像软盘片一样，可读可写。

53普通光驱刻录机DVD光驱可擦写光盘片DVD盘片普通光盘54移动设备-优盘优盘又名“闪存盘”，是一种采用快闪存储器（FlashMemory）为存储介质，通过USB与计算机交换数据的新一代可移动存储装置。优盘实际上是朗科公司（最早生产USB移动存储产品的厂商之一）用于闪存产品的注册商标，目前几乎成为同类产品的通用名称。优盘采用了普及的USB接口作为与计算机沟通的桥梁，具有即插即用的功能，使用者只需将它插入USB接口，计算机就可自动检测到此装置。优盘在读写、复制及删除数据等操作上就像一般抽取式磁盘装置一样。目前，优盘最高可达8GB的存储空间，可重复擦写100万次以上。由于优盘具有防潮耐高低温、抗震、防电磁波、容量大、造型精巧、携带方便等优点，因此受到微机用户的普遍欢迎。55移动设备-移动硬盘移动硬盘与采用标准的IDE接口的主机相连的台式机硬盘不同，它是一种采用了电脑外设标准接口（USB或IEE1394）的便携式大容量存储系统。移动硬盘一般由硬盘体加上带有USB/IEE1394控制芯片及外围电路板的配套硬盘盒构成。与同类产品相比有许多出色的特性：如容量大（主流产品都至少是5GB,最大能提供上百GB的储存空间）、存取速度快、兼容性好（即插即用）、具有良好的抗震性能。56移动设备-数码相机数码相机是一种数字化的图像捕捉设备，与传统的相机最大的区别在于图像的感光与保存的介质不同，数码相机使用称为CCD（电荷耦合元件）的光敏器件代替感光成像，并利用了数据压缩技术来实现相片的存储，而且可以通过串口或USB口与计算机直接相连接进行数据传输。数码相机的主要指标是像素（即CCD所表现的点）、分辨率、存储容量、变焦性能和接口类型等。57数码相机582.3软件系统

计算机依靠硬件和软件的协同工作来完成某一特定的任务，一个完整的计算机系统包括硬件和软件两大部分。丰富的软件是对硬件功能强有力的扩充，使计算机系统的功能更强，可靠性更高，使用更方便。软件（Software）是计算机系统中各类程序、有关文档以及所需要的数据的总称。软件是计算机的灵魂，包括指挥、控制计算机各部分协调工作并完成各种功能的程序和数据。计算机系统的软件极为丰富，通常分为系统软件和应用软件两大类。系统软件一般是用来管理、维护计算机及协调计算机内部更有效地工作，主要包括操作系统、语言处理程序和一些服务性程序。应用软件一般是为了某个具体应用开发的软件，如文字处理软件，杀毒软件，财会软件，人事管理软件等。592.3软件系统应用软件系统软件硬件应用软件包用户程序操作系统编译程序诊断系统系统程序库2.3软件系统_系统软件

系统软件一般是由开发商提供的，为了管理和充分利用计算机资源，帮助用户使用、维护和操作计算机，发挥和扩展计算机功能，提高计算机使用效率的一种公共通用软件。系统软件大致包括以下几种类型。1.操作系统操作系统（OS，OperatingSystem）是最基本、最重要的系统软件。它是对计算机系统进行控制和管理的程序，它可以有效地管理计算机的所有硬件和软件资源，合理地组织计算机的整个工作流程，为用户提供强有力的使用功能和灵活方便的使用环境。

操作系统提供了用户和计算机之间的接口。其主要功能是CPU管理，作业管理，存储管理，文件管理和设备管理。本书第3章将介绍微型机上使用的操作系统WindowsXP。612.机器指令指挥计算机执行某种操作的命令称为指令。指令的作用是规定机器运行时必须完成的一次基本操作。如从哪个存储单元取操作数，得到的结果存到哪个地方等。指令的集合称为指令系统。每条指令由操作码和地址码两部分组成，其命令格式为：操作码＋地址码操作码表示要执行的操作，如加、减、乘、除、移位、传送等。地址码表示操作数据应存放的位置。由机器指令组成的程序为目标程序，用各种计算机语言编制的程序称为源程序。源程序只有被翻译成目标程序才能被计算机接受和执行。623.机器语言机器语言是一种用二进制代码0和1形式表示，能被计算机直接识别和执行的语言。在机器语言中，每一条指令的地址，操作码及操作数都是用二进制表示的。机器语言是计算机能够唯一识别的，可直接执行的语言。它是一种低级语言，是各种计算机语言中运行最快的一种语言，但它不便于记忆、阅读和书写。634.汇编语言为了克服机器语言编写程序时的不足，人们发明了汇编语言。汇编语言采用一定的助记符号表示机器语言中的指令和数据，如MOV表示传送指令，ADD表示加法指令等。汇编语言比机器语言容易理解，便于记忆，使用起来方便得多。但对于机器来讲，汇编语言不能直接执行，必须将汇编语言翻译成机器语言，然后再执行。用汇编语言编写的程序称