第3章计算机硬件和软件

第3章计算机硬件和软件第一页，共64页。

第三章

计算机硬件和软件版权所有©2011-2013长安大学经济与管理学院第二页，共64页。3.1计算机系统的组成

课程说明

计算机系统=硬件系统+软件系统。

计算机的硬件是指组成一台计算机的各种物理装置，是计算机进行工作的物质基础。

计算机软件是指计算机程序和有关的文档。第三页，共64页。3.1引言

课程说明信息技术（IT）

是指各种以计算机为基础的工具，人们用它来加工信息，并支持组织对信息的需求和信息处理的任务。

因此，信息技术包括因特网、个人计算机、可以上网的移动电话、用于做记录和约会日程安排的个人数字助理、用于制作幻灯片的Powerpoint、打印机、用来玩视频游戏的游戏杆或游戏键盘。。。。。。3.1.1信息技术第四页，共64页。3.1引言

课程说明所有这些技术可以帮助你执行特定的信息处理任务。例如，打印机给你生成一个文档的纸质版本；因特网将你和世界各地的人链接在一起；光盘能够为你存储信息以备后用；文字处理软件可以帮你生成信件、备忘录和学期论文。3.1.1信息技术第五页，共64页。3.1引言

3.1.1信息技术第六页，共64页。3.1引言

课程说明各种计算机在外形、尺寸、颜色上都有不同。有些小的可以让你随身携带。3.1.2不同类型的计算机PDA是小型掌上电脑笔记本电脑是多功能便携式个人计算机平板计算机第七页，共64页。3.1引言

课程说明个人数字助理（PDA）

是一种掌上电脑，可帮助你在网上冲浪，还能执行一些简单的任务，如做记录、日程表、约会日常安排、管理地址簿等。PDA的屏幕是触摸感应屏，当你在屏幕上直接书写时，屏幕可以捕获你所写的内容。PDA提供多种操作系统软件，一些使用WindowsCE（代表简洁版本）或PalmOS（专为Palm设备）。3.1.2不同类型的计算机第八页，共64页。3.1引言

课程说明平板电脑平板电脑（英文：TabletPersonalComputer，简称TabletPC、FlatPc、Tablet、Slates），是一种小型、方便携带的个人电脑，以触摸屏作为基本的输入设备。它拥有的触摸屏（也称为数位板技术）允许用户通过触控笔或数字笔来进行作业而不是传统的键盘或鼠标。用户可以通过内建的手写识别、屏幕上的软键盘、语音识别或者一个真正的键盘（如果该机型配备的话）。3.1.2不同类型的计算机第九页，共64页。3.1引言

课程说明平板电脑由比尔·盖茨提出，至少应该是X86架构，从微软提出的平板电脑概念产品上看，平板电脑就是一款无须翻盖、没有键盘、小到足以放入女士手袋，但却功能完整的PC。3.1.2不同类型的计算机第十页，共64页。3.1引言

课程说明笔记本电脑笔记本与台式机相比，笔记本电脑有着类似的结构组成（显示器、键盘/鼠标、CPU、内存和硬盘），但是笔记本电脑的优势还是非常明显的，其主要优点有体积小、重量轻、携带方便。一般说来，便携性是笔记本相对于台式机电脑最大的优势。一般的笔记本电脑的重量只有2公斤左右，无论是外出工作还是旅游，都可以随身携带，非常方便。

3.1.2不同类型的计算机第十一页，共64页。3.1引言

课程说明超轻超薄是时下（2011年2月）笔记本电脑的主要发展方向，但这并没有影响其性能的提高和功能的丰富。同时，其便携性和备用电源使移动办公成为可能。由于这些优势的存在，笔记本电脑越来越受用户推崇，市场容量迅速扩展。3.1.2不同类型的计算机第十二页，共64页。3.1引言

课程说明小型机、大型机和巨型机PDA、笔记本电脑和平板电脑都是为满足个人信息处理需求而设计的。然而在企业中，许多人经常需要同时访问和使用同一台计算机。在这种情况下，企业需要满足多人（可能成百上千）同时访问和使用的计算技术。这个种类的计算机包括小型机、大型机和巨型机。

3.1.2不同类型的计算机第十三页，共64页。3.1引言

课程说明

3.1.2不同类型的计算机小型机IBM大型机巨型机第十四页，共64页。3.1引言

课程说明小型机为满足小型至中型企业环境中多人同时运算需求而设计的。小型机比台式计算机更强大、更昂贵。企业通常用小型机做服务器、网页发布或作为用来放置共享信息和软件的内部计算机。

3.1.2不同类型的计算机第十五页，共64页。3.1引言

课程说明大型机有时被称为主机，是用来满足大型企业环境中几百人的计算需求的计算机。因此，大型机在尺寸、功率、运算能力和价格上都是小型机的提高。由于处理速度超过10000亿条指令/秒（台式计算机每秒处理30亿条指令），大型机可以轻松地同时完成几百人的处理请求。

3.1.2不同类型的计算机第十六页，共64页。3.1引言

课程说明巨型机是最快、最强大、最贵的一种计算机。像NASA那样专心研究和“数字捣弄”的组织租用巨型机，因为它的处理信息速度足够快。其他大型的、以顾客为中心的企业，如GeneralMotors和AT&T，租用巨型机只是用来处理顾客信息和进行事务处理。他们的企业需要巨型机提供的高层次的支持和强大的处理能力。

3.1.2不同类型的计算机第十七页，共64页。3.1引言

课程说明

计算机与人工作过程的区别：我们以字母（A~Z,a~z和特殊符号如*号等）和数字（0~9）的形式处理信息。

计算机按照比特和字节处理信息，只有1和0组成。因为计算机用电工作，电脉冲只有两种状态：开和关。

3.1.3硬件：物理界面第十八页，共64页。3.1引言

课程说明什么是位和字节？

二进制位（比特）是计算机处理信息的最小单位。一比特可以是一个1（开）和一个0（关）。

技术方面的挑战是如何使用二进制形式表示所有的字符、特殊符号和数字。一种方法是使用ASCII.ASCII（美国信息交换标准代码）是大多数个人计算机用来表示、处理和储存信息的代码系统。在ASCII中，一组8个的比特代表自然语言的一个字符，被称为1字节。

3.1.3硬件：物理界面第十九页，共64页。3.1引言

课程说明例如，你在键盘上输入单词cool，你的键盘（一种硬件设备）将其转换为4字节—1字节对应一个字符。01100011010011110100111101001100cool

3.1.3硬件：物理界面第二十页，共64页。3.1引言

课程说明

常见的输入设备

输入设备是用来获取信息和命令的工具。

键盘—当今台式机与笔记本上最常用的输入设备，光笔则是PDA和平板电脑上最常用的输入设备。两者都可用

在企业或个人计算机上。

定点设备：是用来操纵和选择屏幕上的目标的一种设备。

鼠标—用来点击图符和按钮的定点设备，有机械鼠、光

电鼠和无线鼠。

3.1.3硬件：物理界面第二十一页，共64页。3.1引言

课程说明跟踪球—跟机械鼠类似，但其圆球位于顶部。

触摸屏—浅黑的矩形区域，通过手指触摸来操作，主要用于

笔记本电脑。

指向棒—橡皮状的小指向设备，笔记本电脑中很流行。

游戏控制器用于游戏时更好地控制屏幕中的动作的一种设备。

游戏方向盘—虚拟驾驶时使用的方向盘和脚踏板。

操纵杆—垂直连接着程控按钮，用来控制游戏动作。

3.1.3硬件：物理界面第二十二页，共64页。3.1引言

课程说明游戏手柄—一种多功能的输入设备，具有程控按钮、摇杆和方向盘。

扫描仪：用来将信息从视图形式转换为电子形式的设备。

图像扫描仪—捕获已经在纸上存在的图像、照片、文本和艺术作品。

条形码扫描器—获取以竖形条形式表示的信息，其宽度和之间的距离决定一个数字。

3.1.3硬件：物理界面第二十三页，共64页。3.1引言

课程说明光标阅读器—检查页面上预定位置上的标记是否存在（经常用于判断对错和多选考试答案）。

生物扫描仪—扫描一些人体的生理特征，比如指纹和视网膜，来达到保密安全的目的。

数码相机：用一系列0,1数字来捕获静态的图像和视频，

数码静态摄影机—在动态的环境下，数字捕获静态图像。

数码摄像机—数字捕获视频。

网络摄像头—捕获数字视频用于上传到网络上。

3.1.3硬件：物理界面第二十四页，共64页。3.1引言

课程说明话筒：用以获取音频并将其转换为电子信号。

图：常见的输入设备。

3.1.3硬件：物理界面第二十五页，共64页。3.1引言

3.1.3硬件：物理界面图输入设备的种类第二十六页，共64页。3.1引言

课程说明

常见的输出设备

输出设备是用看、听或其他方式接收信息处理请求结果的工具。在输出设备中，以打印机和显示器最为普遍，但也会用到扬声器和绘图仪。而且输出设备负责将计算机存储形式的信息转换为能够理解的信息形式。

3.1.3硬件：物理界面第二十七页，共64页。3.1引言

课程说明3.1.3硬件：物理界面图输出设备的种类第二十八页，共64页。3.1引言

课程说明显示器

分为两种：CRT和平板显示器。CRT是一种电视机形状的显示器。平板显示器是薄而轻便的显示器，比CRT占用的空间小很多。

平板显示器有液晶显示器和等离子显示器两种。液晶显示器（LCD）将电流发送通过固定在两层玻璃板或塑料板之间的液晶从而形成屏幕图像。

3.1.3硬件：物理界面第二十九页，共64页。3.1引言

课程说明等离子显示器通过在两个玻璃或塑料层之间俘获的气体发送电流，从而形成屏幕图像。

3.1.3硬件：物理界面第三十页，共64页。3.1引言

课程说明打印机

打印机是另一种普通的输出设备。打印机的清晰度取决于它的分辨率。打印机的清晰度取决于它的分辨率。打印机的分辨率是它每英寸所产生的点数量，和显示器分辨率的标准相同。3.1.3硬件：物理界面第三十一页，共64页。3.1引言

课程说明

常见的存储设备

3.1.3硬件：物理界面第三十二页，共64页。3.1引言

课程说明3.1.3硬件：物理界面第三十三页，共64页。3.2计算机系统的组成

课程说明硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等五大基本部分组成，称为冯·诺依曼体系结构。3.2.1计算机硬件系统指令数据线控制信号线输出设备原始数据存储器运算器输入设备外部设备接口外存储器控制器计算程序

计算结果第三十四页，共64页。3.2计算机系统的组成

课程说明3.21计算机硬件系统运算器：执行算术运算和逻辑运算的部件。控制器：指挥计算机各部件按照指令功能的要求自动协调地运行所需的各种操作。存储器：存储程序和数据的记忆装置。(内存和外存）输入设备：将原始信息输入计算机内。常用的输入设备有键盘、鼠标器、扫描仪、光笔、磁带、磁盘和光盘等。输出设备:计算机的处理结果以能为人们或其它机器所能接受的形式输出。常用的输出设备有显示器、打印机、磁带、磁盘、绘图仪等。

第三十五页，共64页。3.2计算机系统的组成

课程说明3.2.1计算机硬件系统36主机后板电源：键盘鼠标口COM1COM2打印机口（并行口）集成声卡USB口第三十六页，共64页。3.2计算机系统的组成

课程说明3.2.1计算机硬件系统

37主机内部电源光驱电源线软盘驱动器硬盘主板显卡网卡内存条第三十七页，共64页。3.2计算机系统的组成

课程说明3.2.1计算机硬件系统

38CPU插座显卡插槽内存插槽软驱信号线插槽IDE插槽（硬盘信号线）PCI槽芯片组（南桥：负责外设控制与通讯、北桥：负责内部控制与通讯）第三十八页，共64页。3.2计算机系统的组成

课程说明3.2.1计算机硬件系统

CPU微处理器演变芯片发布时间时钟速度808678.65-10MHz8028682.28-12MHz8038685.1016-33MHz8048689.425-50MHzPentium93.360-166MHzPentiumPro95.3150-200MHzPentiumII1996233-300MHzP61997upto400MHzPentiumIII99.2450-1000MHzPentiumIV2000.111500-2GMHz继续补充最新的CPU硬件发展的一个定律:第三十九页，共64页。3.2计算机系统的组成

课程说明3.2.1计算机硬件系统

摩尔定律该定律由英特尔创始人之一的戈登.摩尔（GoldenMoore）在1965年提出主要是界定半导体发展的速度,摩尔定律指出，半导体所能容纳的晶体管数量，是以每18个月为一个周期，逐期倍增。对微处理器来说，其功能每18个月大约翻一番,价格大约降一半；这个“定律”十几年来一直有效地反映着微处理器的发展状况；导致今天出现数字化信息技术革命。第四十页，共64页。3.2计算机系统的组成3.2.2计算机软件系统

41操作系统解释程序编译程序汇编程序诊断排错程序语言处理系统常用的例行程序应用软件：火车售票系统、超市管理系统系统软件库连接程序等连接编译程序DBMS计算机软件第四十一页，共64页。3.1计算机系统的组成3.1.1计算机软件系统

计算机用户层应用层系统层操作系统层裸机操作系统的层次模型计算机软件的层次模型第四十二页，共64页。3.1计算机系统的组成3.1.1计算机软件系统

（一）系统软件

系统软件是一种控制各种技术工具如何合作的软件，与使用应用软件执行特定信息处理任务类似，系统软件控制不同的技术工具怎样一起工作。系统软件主要包括:操作系统程序设计语言和语言处理系统数据库管理系统实用程序。

第四十三页，共64页。3.1计算机系统的组成3.1.1计算机软件系统

操作系统

操作系统的概念

操作系统是软件系统的核心。它负责控制和管理计算机系统的各种硬件和软件资源，合理地组织计算机系统的工作流程，提供用户与操作系统之间的软件接口。五大功能：作业管理、进程管理（处理机管理）、存储管理、设备管理和文件系统。

系统软件应用软件第四十四页，共64页。3.1计算机系统的组成3.1.1计算机软件系统

例如，在使用Excel生成一张图表时，如果你想把它打印出来，你的操作系统软件将接收这一信息，确保计算机与打印机相连，打印机中有纸（如果缺纸，系统会提醒你），并将你的图表连同如何打印的指令一起送至打印机。系统软件应用软件第四十五页，共64页。3.1计算机系统的组成3.1.1计算机软件系统

操作系统软件也支持各种有用的功能部件，其中之一就是多任务处理。多任务处理允许你同时运行两种以上的软件。例如，你想在Excel中生成一张图表然后将它插入到一个文字处理文档中，通过多任务处理，你可以同时打开这两个软件，并且在屏幕上同时看到这两个软件。因此，当你完成图表后，就可以轻松地把它复制并粘贴到文字处理文档中，而不需要经过退出电子制表软件再打开文字处理软件这些步骤。系统软件应用软件第四十六页，共64页。3.1计算机系统的组成3.1.1计算机软件系统

系统软件应用软件第四十七页，共64页。

操作系统的分类3.1计算机系统的组成3.1.1计算机软件系统

按使用环境分：批处理系统、分时系统、实时系统；按用户数目分：单用户（如DOS）和多用户（如Windows）；按硬件结构分：网络操作系统、分布式系统和多媒体系统。系统软件应用软件第四十八页，共64页。3.1计算机系统的组成3.1.1计算机硬件系统

常用的操作系统操作系统MS-DOSWindows98/95MacintoshSystem7.6Windows2000/NTUNIX研究机构微软微软Apple微软AT&T,SUN,IBM,…MarketPCsPCsMacintoshesServers,PCsServers&WSCPUIntelIntelMotorolaPowerPCIntelManyGUIYesYesYesYes单用户YesYesYesYes多任务YesYesYesYes虚拟存储YesYesYesYes网络功能YesYesYesYes多用户YesYes网络管理YesYes第四十九页，共64页。WindowsXP中文版

3.1计算机系统的组成3.1.1计算机软件系统

系统软件应用软件WindowsXP中文版包括专业版和家庭版，是Windows操作系统家族的最新版本，WindowsXP继承了Windows2000的内核，这也是WindowsXP具有高度稳定性的重要因素。WindowsXP增强了安全性，使用独立账户保护数据，而且在多媒体处理上有长足的进步，界面也比以前的版本简洁精致。

第五十页，共64页。Linux3.1计算机系统的组成3.1.1计算机软件系统

系统软件应用软件是1991年由芬兰大学生编写的一套Unix相容却又免费的Unix克隆，后经Internet的传播，获得众多电脑玩家响应和GNU基金会的支持，可以说是一套无国界的操作系统。其最大特点是免费的软件，可以自由安装，任意修改软件的原代码。第五十一页，共64页。3.1计算机系统的组成3.1.1计算机软件系统

系统软件应用软件自中国政府在1999年明确表示大力支持Linux的开发和应用至今，在短短的不到两年的时间，Linux在中国已经取得了突飞猛进的发展，诸如冲浪平台XteamLinux、TurboLinux、红旗Linux、蓝点Linux等一批中文Linux供应商如春后竹笋般破土而出。第五十二页，共64页。3.1计算机系统的组成3.1.1计算机软件系统

系统软件应用软件操作系统的选择•

现有软件是否与该操作系统兼容?•

该操作系统是否与大部分软件兼容?•

操作系统的可靠性如何?它是不是时常瘫痪?•

该操作系统是否可用于大部分硬件上?•

它运行速度如何?•

它是否易学和易使用?•

它是否易安装和测试?•

它价格是否便宜?第五十三页，共64页。3.1计算机系统的组成3.1.1计算机软件系统

系统软件应用软件程序设计语言和语言处理系统

程序设计语言是编写程序所采用的语言。包括机器语言、汇编语言和高级语言。语言处理系统包括汇编程序与各种高级语言的解释程序和编译程序，其任务是将使用汇编语言或高级语言编写的源程序翻译成能被计算机硬件直接识别和执行的机器指令代码。第五十四页，共64页。3.1计算机系统的组成3.1.1计算机软件系统

系统软件应用软件源程序代码编译器目标代码连接器装入模块其他目标模块可用程序高级语言指令把高级语言翻译成机器语言机器可用RUN第五十五页，共64页。