计算机系统基本组成

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单元一计算机系统组成

•计算机系统基本组成

计

算•计算机维护的基本概念

机

系・微机工作原理

统•计算机设备对环境的要求

组

成

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1.1计算机系统基本组成

单

元

1.1.1计算机系统

计算机系统是由软件和硬件两

个部分组成。计算机软件是按照

计用户要求，控制计算机的硬件以

完成用户交给计算机的任务。软

算

件能够对硬件进行操作、管理及

机控制的电脑程序，它依附于硬件。

系计算机软件种类繁多，但可以将

软件大致分为两大类：系统软件

统

和应用软件。计算机硬件是计算

组机系统中实际物理装置的总称，

成如CPU、主板、内存等，包括主机

和外部设备两个部分。从物理结

构上看，主机是由电脑机箱及机

图1-1计算机系统箱内部的所有部件组成。如图1-1

所示。

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、硬件系统

是构成计算机系统的各种物理设备的总

和。常称。

由CPU、存储器组成。

包含主机部分

的一块大电路板，主机板

(MainBoard)又称为主板、

系统板(SystemBoard)或母

板(MotherBoard)等，主机

板上一般安装有CPU、内存、

各种板卡的扩展插糟以及相关

的控制芯片组，它将微型机的

主要部件紧密联系在一起，是

整个系统的。如图1・2所示。

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单

元

可以分为控制单元，运算单元。

计

在一个较小集成芯片上制作成

算

机的CPU被称为MPUJ微处理

系器）。如图1・4所示。

统

图1-4Intel奔腾4CPU

组

成

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是计算机的控制中心，它不

单仅要保证指令的正确执行，而且要能够处理异

2常事件。

一是计算机对数据进行加工处理

计的中心，它主要完成对二进制代码的定点算术

算运算，逻辑运算和各种移位操作。计算机中的

机各种运算都是通过程序形成二进制代码来完成

系的。

统

组是用来存放计算机工作中所需要

成程序和数据的记忆装置。存贮器分为内存贮器

（ROM、RAM）和外存贮器（软盘、硬盘、光

盘、U盘、磁带、鼓等等；也称外存设备。

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是用来存正常

单运行时放程序和数据的记忆

元T装置，是计算机各种信息存

-▼;

-;

;

Kf

c

H

mr

A

二

I4||.*

由

HiHiiiniHiiiiininiiii暂时存

计储正在运行的程序及数据。

内存条(RAM)

算RAM中的信息随时变化，掉

机电信息丢失。如图L5所小。|

系

统存储

计算机中最基本的、与硬件।

组图1-5软盘

成直接通信的程序及数据；如।

BIOS程序块。ROM中的信।

息不可改变，掉电信息不丢|

图1-6ROM芯片失。如图1-6所小。

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各种

单输入输出设备，完成计

办公用的微型计算机

元算机所需数据及程序的

显示器----输入和输出。

完成

计计算机所需数据及程序

算的输入。如下图的键盘、

机计算机其他外部设备鼠标、手写板、扫描仪

系等等。

统

完成

组

甘切中机哧釉卬机激光打卬机计算机所需数据及程序

成/MIL:

I手写板平板西描仪的输出。如下图的显示

图1-7办公用微型计算机硬件系统器、打印机、音箱等等。

如图1・7所示。

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二、软件系统

Z软件是为了运行、管理和维护计算机

-而编制的程序和各种文档的总和。

计是人们为了让计算机完成某一任务而

量设计的有限多的操作命令序列（主要是二进制代

机码序列）；一般以文件形式存储于计算机的外存

系储器中，扩展名为：.exe、.com、.bat等等。如：

统FORMAT.COM（格式化命令）、FDISK.EXE（硬盘］

:分区程序）、autoexec.bat（自动批处理程序）。,

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是人们为了让计算机完成某个项目而

单

设计的多个程序及相关文档的总称。如、

元WORD

WINDOWS>SQLSERVER等等。

是计算机软件生产商为了支持

计

计算机用户方便地使用和管理计算机而开发的软

算

机件。如DOS、UNIX、WINDOWS>LUNIX、

系Microsoftvisualstudio等等。

统是计算机用户利用计算机及其所

组

成提供的各种系统软件，编制的解决各种实际问题

的软件。如office、WPS、金山词霸等等。

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是管理和控制所有硬件和软件

单（资源）的系统软件。是用户与计算机的一个接

元口，一个媒介。是计算机系统的管理中心，它统

一一指挥、协调计算机个部件的工作正常进行。如

CP/M、DOS、UNIX、WINDOWS>LUNIX、

计FreeBSD、BeOS等等。

算

机将计算机语言（汇编语言、

系高级语言等）程序翻译成机器指令序列的软件。

统［补充指示：计算机只有执行机器指令序列才能获

:得程序运行结果。这种翻译程序，一般称为是解

释程序或编译程序］。如：汇编程序、Qbasic、

TC集成开发环境、VB集成开发环境、VC集成开

发环境、VFP集成开发环境等等。

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是计算机软件生产商为

单

元了支持计算机用户方便地使用和管理计算机而

开发的面向计算机某方面系统功能的软件。如

pctools、超级兔子、魔术分区大师等等。

计

具体语言环境下、面向具体

算

机应用的软件，一般由别的用户开发面向某些用

系户。

统用户自行开

组

成发面向某个具体应用的软件。

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AMD口

SA—UI；仁二

M*喳一，*

8

单X____亡

・/iiu心

元

计

算

图1-8CPU芯片外观

机、计算机系统构成

系

统CPU的正面有许多同针一

组样的引线，这些引线我们称之为引脚。CPU工作时引脚

成上传送的是各种二进制信号（0或1）,这种信号用高低

电压来表不，高电压（如5VDC）表不1,低电压（如

0VDC）表示0。不同引脚上出现高电压的时刻不一样，

因而其代表的含义不一样，其功能也不一样。

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单有一类引脚的作用是用于传送数据信息的，

元所以称之为数据总线(DataBus)。

有一类引脚的作用是用于传送地址信息(地

址用于查找设备和内存单元)的，所以称之为地

计

址总线(AddressBus)。

算

机还有一类引脚的作用是用于传送控制信息的,

系所以称之为控制总线(ControlBus)。

统2.系统构成：

组

成从原理上讲，计算机系统构成可如图1・9表示

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c

p控地址总线AB

制

单U数据总线DB

芯

元

微

控制总线CB

处

一

理

计

器

算

内存储器I/O接口I/O设备

机

图1-9计算机系统构成示意图

系

统早期的CPU可以直接访问内存储器和I/O接口

组后期在总线上加入了控制芯片，形成了多级体系。

成I/O接口是外设与计算机总线连接的桥梁，外设只

有通过I/O接口才能更计算机交流信息。

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1.1.2常见计算机类型

单按照计算机应用的环境将计算机分为台式计

元算机、笔记本计算机和服务器三种类型。

按处理数据的形态分类：数字计算机、模拟

计计算机和混合计算机。

算按使用范围分类：通用计算机和专用计算机。

机

系按性能分类：超级计算机、大型计算机、小

统型计算机、微型计算机和工作站。

组按CPU芯片分：286机、386机、486机、

成Pentium机、PentiumII机、PentiumIII机、P4

机等。

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1.2各种进位制之间的转换

J1.2.1十---＞二、八、十六

计除R取余，直到商为0。最先得

算到的余数为最低位，最后得到的余数为最高位。

机是乘R取整数，直到积为0或达

系到要求的精度为止。最行得到为最高位，最后

2得到的为最低位。

黑二、八、十六进制的R分别为2、8、16o

(75.625)10=(1001011.101)2

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单1.2.2二、八、十六—一十

元

(1101.11)10=1*23+1*22+0*21+1*20+1*2-

・

计1+1*22=(13.75)10

算(564.756)2=5*82+6*81+4*80+7*8-1+5*8-

机2+6*8-3=(372.96484375)10

系

(AB.C)16=10*161+11*160+12*16-

统

组1=(171.75)10

成

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1.3微型计算机的工作原理

单

131冯.诺依曼体系结构

操作步骤取数--------

输入设备存数、指令|存储3一।—＞运算器

计

存数________

算原始数据

机

输入命令取指令存取命令

系

统

输出设备控制器

组计算命令

计算结果输出命令

成

图1-10冯・诺依曼体系结构

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单L3.2冯.诺依曼设计思想

2目前的计算机均采用“存贮程序”的思想,

~这一原理是1946年由美籍匈牙利数学家冯.诺

计依曼提出的，其主要思想是存储程序、二进制。

算详述如下：

机,计算机硬件：五大部件（运算器、存贮器、控

手制器、输入设备和输出设备）。

统

组•计算机程序（软件）：采用二进制。

成•程序和数据一样存放在存贮器中。

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单•使用单一的处理部件（CPU）来完成计算、存

元储、通信等工作；

~•存储单元为定长（一般为8个二进制位）的线

计性组织；

算•存储单元空间是直接寻址的；

•使用机器语言（为二进制代码），指令通过操

京作码（该指令二进制代码的一部分）来完成简

组单的操作；

成•对计算机进行集中的顺序控制。

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1.3.3实用结论

单L控制器控制其他部件，控制器受程序控制。

操作系统是有很多程序模块组成的大型软件。

2.计算机的受控示意图如图所示。

计

算

机控制者被控制者

系

统系统软件

裸机

组

用户控制器I—H（各种硬件设备）

成

应用软件

图1-11受控示意图

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单

元3.计算机用户是通过各种软件（程序）来和

管理、控制计算机的。系统软件用户应用软件

控制器裸机

计学习程序的设计方法，对于应用计算机、

算4.

机管理计算机、维护计算机都有很重要的现实意

系义。

统

组

成

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1.3.4x86MPU的工作过程

1.*.COM文件（扩展名为COM的文件）可以

直接在裸机上运行。

•单条指令的执行过程：

T（1）控制器按照CS:IP地址取一条指令；

机（2）控制器分析指令；

J（3）cpu执行指令；

M（4）形成下条指令地址。

成•多条指令（.COM文件）的执行过程：

例如：计算4+5=?的二进制代码程序如下:

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送程序首地址到S:IPCS:IP

内存10111000

00000100

单*00000000

按照CS:IP地址取一条指令10111000

*00000101

00000000

00000001

计分析指令计算下11011000

算条指令CS:IP00000100

00110000

机地址送=12

执律指令CS:IP10110100

系00001110

统**11001101

01000000

10110100

成N01001100

停止指令?11001101

00100001

*Y

停止执行图1-10*.COM文件执行过

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单2.*.EXE文件（扩展名为EXE的文件）的执行

元*.EXE文件与操作系统有关，需要操作系统

的支持；

计月EXE文件的执行与.COM文件类似；

算

机

系

统

组

成

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1.4程序

单

2141何谓机器指令？

一是能为计算机所接受的一组二进制代码。

计简称指令。它规定了计算机执行程序的一步操

算作。每条机器指令有相应汇编助记符。

142何谓微机指令系统？

统把所有的机器指令集中在一起，就构成计

组算机的微机指令系统。也称机器指令系统。指

成令与指令系统与计算机的硬件（CPU）关系密

切，每种计算机有它们各自的指令系统。

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143什么是程序?

学为完成某一任务而设计的有限多的命令

2（指令）序列。

一程序举例程序功能：计算4+5=?

指令的内存

计机器指令（二进制表示）汇编助记符BASIC语言

地址

算

机

126C:010010111000,00000100,00000000MOVAX,0004

系126C:010310111000,00000101,00000000MOVBX,0005

10ax=4

126C:010600000001,11011000ADDAX,BX

统20bx=5

126C:010800000100,00110000ADDAL,30

30ax=ax+bx

组126C:010A10110100,00001110MOVAH,OE

40printax

126C:010C11001101,01000000INT10

成50end

126C:010E10110100,01001100MOVAH,4C

126C:011011001101,00100001INT21

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单1.4.4C程序

元

C语言例程：计算4+5=?

计main()

算(

机

系inta=4,b=5；

统printf("%d”,a+b);

组

成

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1.5三个重要知识点

单

元

CPU中有一CS:IP程序计数器：存储有下一条指令的

地址；每执行一条指令CS:IP程序计数器自动加地址以指

向下一条指令的地址。

计

算

机依次顺序执行，需要跳转时即时改变cs：IP的值。

系

统按POWER键，RESET按钮时，各寄存器被设置如下:

组CS：OFFFFH；IP：0000H；指令队列空。

成

此时，CPU执行的第一条指令的地址为：0FFFF0H,

此处，是ROMBIOS的一特定程序段。热启动执行ROM

BIOS的另一特定程序段。

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L6计算机维护的基本概念

单

元161计算机维护的方法

~计算机系统故障的查找基本方法应按照先软

计后硬、先外后内、先易后难的原则进行。

量1.所谓，就是在处理故障之前，首先从

机软件的角度考虑、分析产生该故障的原因，排除.

系软件原因后，再从硬件的角度分析该故障。।

统2.所谓，就是发现故障后要仔细观察谀

组备给出的出错提示、故障现象。

成3.所谓，就是在开始查找故障的时候，।

不要把问题想得太复杂，应先从简单的因素考虑

然后再逐步深入。।

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单162计算机的维护

二电脑维护是针对硬件和软件进行的日常清

理、保养等工作，主要包括系统维护和硬件维

计护两个方面。

*一、系统维护

M软件故障在电脑故障中占有很大的比例，

统特别是频繁地安装和卸载软件，对软件系统的

组影响非常大，因此需要经常对系统进行维护。

成

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1、磁盘清理

、湍用电脑的过程中，安装或卸载程序、新建

单

或删除文件以及浏览网页等操作会产生大量的垃圾

元文件和幅时文件，会占用大量的系统资源和磁盘空

间。可强用Windows自带的磁盘清理程序将其删除。

2、磁盘碎片整理

计

算电脑在使用过程中，经常会进行大量文件的

机复制、粘贴、删除和移动操作，往往会在硬盘中形

系成不连续的存储碎片，这样有可能造成同一个文件I

的数据没有连续存放，而是被分成多个段存放在不

统同的存储单元中，这样会降低磁盘的读写效率，而I

组且过多的无用碎片还会占用磁盘空间。使用.

成Windows提供的磁盘碎片整理程序可对这些碎片进I

行咽整，使其变为连续的存储单元，以提高系统对.

磁盘的访问效率。I

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3、系统还原

单在对系统的设置进行了重大的改变时（如安

元装/卸载程序或修改注册表），系统可能会变得不

稳定，这时可以使用系统还原功能，将系统恢复

到以前某个时间的状态。

计上、硬件维声

算

机电脑的硬件维护主要包括键盘、鼠标、光驱、

系显示器和主板等设备的维护。

统1、键盘的日常维护

组由于键盘使用频率较高，如果在使用时用力

成过大或将茶水等液体溅入键盘内，就会出现按键

不灵等现象。在对键盘进行维护时应注意以下几

个方面：

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a.更换键盘时，应断开电脑电源。

单

b.定期清洁键盘表面的污垢，用柔软干净的湿布

元

擦拭键盘即可，对于顽固的污渍可以使用中性的

清洁剂擦除。

计c.当有液体进入键盘时，应当尽快关机，将键盘

算

取下，打开键盘用干净吸水的软布或纸巾擦干内

机

系部的积水，最后在通风处自然晾干即可。

统2、鼠标的日常维护

组鼠标在使用时要防止灰尘、强光以及拉拽。

成

在对鼠标进行维护时应注意以下几个方面：

a.基本除尘b.开盖除尘c软件维护

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3、光驱的日常维护

单

元光驱在使用一定的时间后，就会出现读盘

-速度变慢、不读盘等问题。如果在光驱的日常

使用中注意保养和维护，在一定程度上会延长

计光驱的寿命。在日常维护时应注意以下几点：

*a.保持光驱清洁

系b.定期清洁光驱内部组件和激光头

手c.注意光盘质量

2日一

成d.必要时使用虚拟光驱

e.养成正确使用光驱的习惯

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