计算机系统基础

第~奉计算机系统基础

・计算机是一种处理信息的工具，它能自动、

高速、精确地对信息进行存储、传送和加

工处理。

・现代计算机是一种按程序自动进行信息处

理的通用工具，它的处理对象是信息，处

理结果也是信息。

2

1.1计算机的发长历史

Q现代计算机的发展

。微型计算机的发展

。未来新型计算机

1.1发饯史——计算机史前史

•算盘时

代

•机械时代

函言巴贝奇发明的差分机（1822年）

*机也时代

1.1发展史——现代计算机的发展⑴

1、1946年2月，美国宾夕法尼亚大学研制成功了世

界上第一台大型通用数字曲子计算机ENIAC（爰尼

亚克）。

18000个电子管

1500个继电器

重30吨

占地面积约170m2

5

1.1发展史——现代计算机的发来(2)

2、计算机发展进程中的四个时代

第4代

1971—超大规模集成电路

第3代

1964—1970中小规模集成电路

本

第2代

▲

第1代

*1946—1953电子管

6

1.1发根史——微型计算机的发^

7

1.1发展史未来的新型计算机

・微芯片上集成的晶体管数目每18个月翻一番

•目前，计算机集成电路的内部线路尺寸将接近这

一极限

•未来新型计算机

-超导计算机

-量子计算机

-光子计算机

-生物计算机

-神经网络计算机

本节结束，请点击K返回

8

f\1.2计算机的分类及应用

Q讨算机的分类

」C讨算机的主要应用领域

9

1.2.1计算机的特点

-Qi计算机有哪些特点？

•处理速度高o

•运算精度高。

•记忆能力强。

•具有近属判断能力。

•具有友好的人机交互

界面。

10

1.2.2计算机系统的分类⑴

•按计算能力进行分类，划分为巨型计算机,

大型机、中型机、小型机、微机。

•按目前计算机的市场分布情况，大致可以

分为：高性能计算机、微型计算机、散人

灰系统和工作站。

11

-苹果系列微机

-掌上微机（PDA）

12

1.2.3计算机的主要应用领域

•科学计算

•数据处理

•t动控制

•计算机辅助设计/计算机辅功制造

(CAD/CAM)

•人工智能

•网络应用

本节结束，请点、击K返回

13

3计算机的基本工作原理及结构

您计算机的基本工作原理

14

1.3.1计算机的基本结构

1.3.1计算机的基本结构

——冯・诺伊曼计算机结构模型

•控制器

•运算器

•存储器

•输入设备

•输出设备

运算器与控制器⑴

•运算器

-也称算术逻辑单元(ALU),是计算机进行算术运

算和近病运算的部件。

•控制器

-主要用来控制程序和数据的输入/输出，以及各

个部件之间的协调运行。

17

存储器

•存储器

一主要功能是存放运行中的程序和数据。

19

输入和输出设备

•输入设备

-用来将现实世界中的数据输入到计算机，并且

转换成为计算机熟悉的二进制码。

-常见的输入设备有：键盘、鼠标、数码相机等

1殳

•输出设备

-将计算机处理的结果转换成为用户熟悉的形式。

-常见的输出设备有：显示器、打印机、硬盘、

音并、网卡等。

各部分的协作流程

运算器

反

操

馈

存

取

作

信

数

数

指

号

令

输

输

程序+数据出处理结果

入

（内）存储器设

设

备

备地指

响应址令响应

信号、r信号

控制器

请求信号请求信号

21

1.3.1计算机的基本结构

----采用二进制形式表示数据和指令

为什么要用二进制呢?

思考：我们日常生活中的进制....

最常用的十进制

星期：七进制

<1、时：24进制，分钟：60进制，秒：60进制

在计算机中采用二进制，使信息数学化焦易实现，并

可以用二值近辑元件进行表示和处理。

22

1.3.1计算机的基本结构

----存储程序

存储程序意味着事先将编制好的程序（包含指

令和教据）存入计算机存储器中，计算机在运行程

序时就能自动地、连续地从存储器中依次取出指

令并执行。

23

1.4计算机硬件余统组成

计算机系统组成

1.4.1-运算器

r中央处理器(CPU)

I控制器

r主机

内存储器［只读存储器(ROM)

随机存储器

r硬件＜l(RAM)

条统

计(输入设备----键盘、鼠标、光纥、扫描仪

算外部设备’输出设备——显示器、打印机、绘图仪

机

【外存储器----硬盘、软盘、光盘

余

统「操作宗统语言处理系统

(系统软件Y

〔数据库管理系统系统服务程序

I软件＜

系统j文字处理软件信息管理软件

I应用软件j图形软件辅助设计软件

3i一'I各种程序包

24

1.4.2CPU(1)

CPU有什么功能？由哪些部件组成?

中央处理器CPU:它执行对信息的处理与

控制，是整个微型机的核心，它是一个大

规模集成电路芯片。

CPU包括和寄存器3个主

要部分。

25

1.4.2CPU(2)

•CPU技术性能指标

-CPU处理字长指CPU内部运算单元通用寄存器

一次处理二进制数据的传教。

-CPU工作频率可提高CPU性能。

-Cache(高速缓存)也可以极大地改善CPU的性能。

26

27

1.4.3主板（2）

•主板中最关键的部件：

-CPU插座

•采用Socket插座，其中最常用的是

Socket775o

-总、片组

•北林总片（MCH）：负责内存与CPU的数据交换。

•南林林片（ICH）：负责数据的上传与下送。

•BIOS恙片（FWH）：关条到硬件条统与软件系统的兼

容性。

28

器

硬

以

插

座

ATX主板组成图

29

1.4.3主板(3)

北桥芯片的好坏，决定了主板性能的高低。

南桥芯片连接着多种低速外部设备，它提供的接口

越多，微机的功能扩展性越强。

30

L4.4落储器系统

存储器有什么功能？它可以分成哪些类?

微型机的存储器用来存放程序和数据。

I一随机存储器RAM

主存储器只读存储器ROM

（内存*）

存可编程只读存储器PROM

储

可改写只读存储器EPROM

-6^

磁盘存储器：软磁盘、硬磁盘

外存储器

（辅助存储器）

光盘存储器

31

L4.4存储器系统----内存⑴

•又称为主存储器，能够直接与CPU此行数据交

换O

•主要技术指标

:存储单元中的字节教。

1B=8bit,1KB=1024B,

1MB=1024KB,1GB=1024MB,1TB=1024GB。

：从内存中读~个字或向内存写入一个

字所需的时间。

:两次独立的读写操作之间所需的最短时间

称为存取周期。

32

L4.4存储器系统硬盘⑴

硬盘是如何工作的?

L4.4存储器条统----硬盘⑵

•硬盘相关概念

-磁道、柱面与扇区

磁盘容量=磁盘面数X磁道数/面X扇区数/磁道X字节数/扇区

34

L4.4存储器系统----软盘⑴

读写挡板

窗口

轴盘连盘片

接孔

塑料壳+

□

当移动拨块露出方扎时，软盘处于写保护状忐，此时

只能读出盘上信息，不能写入新信息。

35

光盘是怎样存储数据的呢？它存储数据有什

么特点呢？

光盘的特点是记录数

据密度高，存储容量

保护层大，数据保存时间长。

E号

E二---反射层

1I-记录层

一0凹坑陆地

—透明塑料层

0100001001000000000010000100—记录数据

144存储器条统

----光盘和光盘驱动器(2)

r

目前，市面上的光盘种类很多，它们各自有

n

什么样的特点？

•CD-ROM.DVD-ROM：只读型光盘。

•CD-R、DVD-R：是一次性刻录光盘，可以利用光

刻录机将数据写入，数据写入后不能修改。

•CD-RW.DVD-RW：一种可擦写光盘，可以反复

读写，但需要专用软件进行操作。

37

L4.4存储器条统----U盘

•优盘又名“内存盘”，是一种受用快闪存

储器(FlashMemory)为存储介质,通过USB

接口与计算机交换数据的可移动存储设备。

38

L4.4存储器系统----移动硬盘

“覆|移动硬盘有什么特点?

•容量大，单位储存成本低。

•速度快。

L4.5微型计算机的总线结构⑴

是微型计算机中用于连接CPU、

存储器、输入/输出接口等部件的一组信号

线和控制电路，是系统内各种部件之间共

享的一组公共数据传输线路。

40

L4.5微机总线和接口

十么是接口？有什么功能?

接口是指计算机系统中，在两个硬件设备之间起

连接作用的逻辑电路。

接口的功能是在各个组成部件之间进行数据交换。

41

L4.5微机接口----1/0接口

打印机

鼠标场座

*

PS/?KBUSB。/1COM】COM2LinqoutLinfinMjc

AA衾4

键盘插座调制御调器

线性音频输出接口话筒信号输入接口

线性音频输入接口

USB通用串行接口

42

1.4.6输入/输出设备⑴

1.键盘与鼠标

43

1.4.6给入/输出设备(2)

2.扫描仪

扫描仪是~种光机电〜体化的输入设备,

它可以将图文形象转换成可由计算机处理

的数字数据。

范

4

小

由

除

/

4你

9

•寸

二随驶

腿

,后

端

m

146输入/输出设备⑷

4.打印机

「击打式j针式打印机

非击打式］啧墨打印机

I激光打印机

46

1.4.7微型计算机的主要性能指标

•技术指标的好坏由硬件和软件两方面因素决定。

•性能指标

-CPU字长：CPU能够同时处理二进制数据的传教。

一时钟频率：在单传时间内(s)发出的脉冲数，通常以兆

赫兹(MHz)为单住。

-内存今量

-外部设备配置

47

1.4.7微型计算机的主要性能指标(1)

•功能指标

•可靠性指标

•兼兼性指标

产品符合某~技术规范的特定要求，两个不

同厂商的产品，如果能够在同~环境下应用，通

常说它们是兼衮的。