第一章-任务1-认识计算机系统的组成

计算机基础知识《计算机应用基础》主编：赵梦龙出版社：中国传媒大学出版社项目1问1、计算机系统由哪几部分组成？各有何作用？2、计算机常用的外存储器有哪些？3、计算机常用的输入输出设备有哪些？4、计算机各部件之间的关系如何？工作过程是怎样？5、常用的操作系统有哪些？计算机系统的组成答1.1计算机的硬件系统1.2计算机系统的工作原理1.3计算机的软件系统计算机系统的组成1.1计算机的硬件系统微型计算机硬件系统由五大部分组成,它们分别是运算器、存储器、控制器、输入和输出装置,本节将从应用的角度,以台式计算机为例,具体介绍微型计算机硬件系统.１.中央处理器中央处理器,简称CPU,包括运算器和控制器两个部件.CPU是计算机的核心,负责处理、运算计算机内部所有的数据..计算机选用什么样的CPU决定了计算机的性能,甚至决定了能够运行什么样的操作系统和应用软件.1.2计算机系统的组成(１)运算器.运算器又称算术逻辑单元,它的主要功能是完成各种算术运算和逻辑运算.它是对信息加工和处理的部件,主要由算术逻辑部件、寄存器组成.(２)控制器.控制器是整个计算机的神经中枢和指挥中心,用来协调和指挥整个计算机系统的操作.它本身不具有运算功能,而是通过读取、翻译、分析各种指令,对各部件进行控制.它主要由指令寄存器、译码器、程序计数器、时序电路等组成.目前,生产CPU的主要厂商有英特尔(Intel)公司和超威半导体(AMD)公司.图１-８所示CPU分别为这两家公司所生产.1.2计算机系统的组成(a)Inter公司生产的CPU(b)AMD公司生产的CPU图１-８CPU1.2计算机系统的组成２.存储器存储器是计算机用来存放程序和数据的记忆装置,是计算机信息交流的中心.基本功能是能够按照指定位置存入或取出信息.存储器通常分为内部存储器和外部存储器.内部存储器也称为主存储器,简称内存.外部存储器也称为辅助存储器,简称外存.(１)内部存储器(如图１-９)用于存放当前正在使用(执行中)的数据和程序,CPU能直接与其进行数据的传输,其容量越大,程序执行速度越快.一般分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）.1.2计算机系统的组成图１-9内部存储器随机存取存储器(RAM):用来存放随机写入和读出的程序和数据.关机或重新启动后,RAM中的信息将全部消失.只读存储器(ROM):存放出厂时固化在里面的一些系统程序.关机后,ROM里面的信息不会丢失.当前市场上常见的内存储器的容量(指的是RAM中的容量)一般为:２GB、４GB、８GB、16GB、32GB等.1.2计算机系统的组成(２)外部存储器.外部存储器是指除计算机内存以外的存储器,此类存储器一般在断电后仍然能保存数据.①硬盘:硬盘(如图１-１０)是计算机主要的存储媒介之一,由若干个铝制或者玻璃制的碟片组成.这些碟片外表覆盖磁性材料.绝大多数硬盘都是固定硬盘,被永久性地密封固定在硬盘驱动器中.图１-10硬盘1.2计算机系统的组成目前,全球知名的硬盘厂商有希捷(Seagate)、迈拓(Maxtor)、西部数据(WesternDigitalCorp)、日立(Hitachi)、东芝(Toshiba)、三星(Samsung)等.②光盘存储器:光盘存储器(如图１-１１)是２０世纪８０年代中期开始广泛使用的外存储器.光盘具有容量大、易保存、携带方便等优点.光盘盘片是在有机塑料基底上加各种镀膜制作而成的,数据通过激光刻在盘片上.读取光盘的内容需要光盘驱动器,简称光驱(如图１-１２).光驱按读写方式可分为只读光驱(CDＧROM、DVDＧROM)和可读写光驱.可读写光驱又称为刻录机,它既可以读取光盘上的数据,又可以将数据写入光盘;只读光驱只能读取光盘上的数据.1.2计算机系统的组成图１-11光盘图１-12光驱1.2计算机系统的组成③U盘是一种具有USB接口的Flash存储器,简称闪存.它具有容量大、重量轻、体积小、稳定性好等优点,成为目前应用最广泛的移动存储设备之一.④存储卡也是闪存,广泛应用在手机和数码相机上.它与U盘相比,存储原理相同,而接口不同,若要在计算机上使用,则需要读卡器.U盘和存储卡如图１-１３所示.图１-13U盘和存储卡1.2计算机系统的组成⑤移动硬盘如图１-１４所示,是以硬盘为存储介质,能在计算机之间交换大容量数据、便携的存储产品.移动硬盘多采用USB等传输速度较快的接口,能以较高的速度与系统进行数据传输.图１-14移动硬盘输入和输出设备简称为I/O设备,又称外部设备,是计算机系统的重要组成部分.各种类型的信息通过输入设备输入到计算机里,计算机处理的结果则由输出设备输出.3、输入设备输入设备用于把原始数据和处理这些数据的程序通过输入接口输入到计算机的存储器中.常见输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、手绘板、麦克风、数码相机等.键盘键盘(图１-１７)是计算机输入设备的基本配置,是实现数据和命令输入到计算机的重要设备.常用的键盘有１０１或１０４个按键,分别排列在四个主要部分:主键盘区、功能键区、编辑键区、小键盘区.1.2计算机系统的组成图１-１７键盘结构1.2计算机系统的组成鼠标目前鼠标是计算机的标准配置之一,用于选择屏幕上的对象、窗口、菜单、控件等操作.鼠标主要有左键单击、右键单击、左键双击、左键拖动４种形式的操作.常见的鼠标主要有两类,即有线鼠标和无线鼠标,一般通过串行接口或USB接口与主机相连(图１-１８).图１-１8

鼠标1.2计算机系统的组成扫描仪扫描仪(图１-１９)是利用光电技术和数字处理技术,以扫描方式将照片、图片信息转换为数字信号的装置.扫描仪通常被用于计算机外部仪器设备,是通过捕获图像并将之转换成计算机可以显示、编辑、存储和输出的数字信息的输入设备.扫描仪可以分为滚筒式扫描仪和平面扫描仪,近几年又出现笔式扫描仪、便携式扫描仪.其主要技术指标有分辨率、灰度级、色彩级、扫描幅面和扫描速度等.图１-１9

扫描仪1.2计算机系统的组成手绘板手绘板(图１-２０)又名绘画板,是计算机输入设备的一种,通常由一块板子和一支压感笔组成.在计算机上进行绘画创作,就像画家的画板和画笔,我们在电影中常见的逼真的画面和栩栩如生的人物,就是通过它一笔一笔画出来的.图１-20

手绘板1.2计算机系统的组成麦克风麦克风(图１-２１)是一种语音输入设备,与计算机声卡连接,将声音信息输入到计算机.图１-21麦克风1.2计算机系统的组成数码相机数码相机(图１-２２)将图像存储在数码相机的存储器中,可以将图像输入到计算机进行处理.数码相机的主要性能指标是分辨率,分辨率越高,所处理的图像就越清晰.图１-22数码相机1.2计算机系统的组成4、输出设备输出设备是将计算机的处理结果以光的形式或在纸上呈现图像形式的设备,常见的有显示器、打印机、绘图仪、音响、投影仪.显示器显示器(见图１-２３)是一种将一定的电子文件通过特定的传输设备显示到屏幕上再反射到人眼的显示工具.显示器是用户用来显示输入的命令、程序、图片、视频以及显示计算机运算的结果或系统给出的提示信息的输出设备.图１-23显示器1.2计算机系统的组成打印机打印机(见图１-２４)是用于将计算机处理结果打印在相关介质上的设备.打印机根据工作原理可以分为针式打印机、喷墨打印机和激光打印机;根据打印的颜色可以分为单色打印机和彩色打印机.图１-24打印机1.2计算机系统的组成绘图仪(图１-２５)绘图仪是指能按照人们的要求自动绘制图形的设备.它可将计算机的输出信息以图形的形式输出,主要可绘制各种管理图表和统计图、大地测量图、建筑设计图、电路布线图、各种机械图与计算机辅助设计图等.图１-25绘图仪1.2计算机系统的组成音响、耳机、投影仪(图１-２６)音响和耳机是音频信号的主要输出设备;图形图像的输出除了显示器外,还有投影仪等.图１-26音响耳机投影仪1.2计算机系统的组成1.2计算机系统的组成３.主板主板(图１-１５)是主机内部最大的那一块电路板,其上布满了各种各样的电子元件,如大量的直立电容和贴片电容、电阻、三极管等.主板上有两块最重要的超大规模集成电路,即芯片组和CPU,构成主板电路的核心.芯片组在一定意义上决定了主板的级别和档次,不同的芯片组往往要和不同的CPU搭配使用.芯片组用来连接CPU与其他的设备,如内存、显卡、声卡、各种专业板卡、USB设备等.主板上有一个CPU插座、主板BIOS、DDR内存插槽、显卡插槽、其他各种总线,外设接口等.1.2计算机系统的组成图１-15主板芯片组内存插槽CPU插座1.2计算机系统的组成由于只有主板和各种各样的周边设备协同工作才能运行各种操作系统及应用程序,所以主板的兼容性是非常重要的.主板支持的周边设备(内存、硬盘、显卡、声卡、网卡等)越多,主板与周边设备组成的整机的兼容性就会越高,这样的主板就越好.目前,按照主板的品质、市场口碑等综合因素,华硕、微星、技嘉等主板品牌被列为主板的一线品牌.4.总线总线(bus)是各部件之间传输数据的公用通道.主机的各个部件通过总线相连接,外部设备通过相应的接口电路再与总线相连接,从而形成了计算机硬件系统.按照计算机传输的信息种类,通常包含三种不同功能的总线:数据总线(databus,DB)、地址总线(addressbus,AB)和控制总线(controlbus,CB).计算机系统的组成1.2计算机系统的工作原理冯·诺依曼工作原理数据通过输入设备将信息存储到计算机内存储器（RAM），通过控制器提取分析，将命令输送到运算器，由运算器执行命令，将结果反馈至内存储器，最终由输出设备呈现出来。如图1-7所示1.2计算机系统的组成上述概念奠定了现代计算机的基本结构,并开创了程序设计的时代.直到目前,计算机仍沿用这一体制,称为冯·诺依曼计算机体系。图１-７计算机工作原理示意图1.2计算机系统的组成1.３计算机的软件系统软件是具有重复使用和多用户使用价值的程序,泛指能在计算机上运行的各种程序,甚至包括各种有关的数据.没有配置任何软件的计算机称为裸机;在裸机上只能运行机器语言源程序.计算机软件极为丰富,要对软件进行恰当的分类是相当困难的.通常的分类方法是将软件分为两大类:系统软件和应用软件.１.系统软件系统软件是管理、监督和维护计算机资源的软件.系统软件的作用是缩短用户准备程序的时间,扩大计算机处理程序的能力,提高其使用效力,充分发挥计算机的各种设备的作用等.系统软件主要有以下几种.1.2计算机系统的组成(１)操作系统.操作系统(operatingsystem,OS)是高级管理程序,是系统软件的核心.如存储管理程序、设备管理程序、信息管理程序、处理器管理程序等.没有操作系统,其他软件则不能在计算机上运行.操作系统对计算机系统的所有资源(包括中央处理器、存储器、各种外部设备及各种软件)进行统一管理和调度,使其协调一致、有条不紊地工作.其功能就是管理计算机系统的全部硬件资源、软件资源和数据资源,使计算机系统所有资源最大限度地发挥作用,为用户提供方便、有效的服务.1.2计算机系统的组成操作系统是一个管理控制程序,包括以下５个方面的管理功能:进程调度、作业管理、存储管理、设备管理和文件管理.实际的操作系统是多种多样的,根据不同的设计思想,操作系统的结构和内容有很大差异.操作系统通常分为:批处理系统、分时处理系统、实时处理系统、网络操作系统、分布式操作系统和单用户操作系统等.常见的操作系统有DOS、OS/２、UNIX、Linux、Windows等.(２)语言处理系统.程序设计语言是人与计算机之间进行交流的工具,是用来编写计算机程序的工具,一般分为３类:机器语言、汇编语言和高级语言.用高级语言编写的程序一般为源程序,计算机不能识别和执行.语言处理程序的任务就是将源程序“翻译”成计算机可执行的目标程序.1.2计算机系统的组成(３)服务程序.服务程序是指用户在使用和维护计算机时使用的程序.它包括机器的诊断程序、监控管理程序、数据库管理系统等服务程序.２.应用软件应用软件是指为解决某一领域的具体问题而开发的软件产品.随着计算机应用领域的不断拓展和广泛普及,应用软件的作用越来越大,如办公软件MicrosoftOffice、计算机辅助绘图软件AutoCAD、图形图像处理软件Photoshop、动画创作软件Flash等.常用计算机设备叁1.3.1输入设备1.3.2输出设备课后练习一、单项选择题１.第３代计算机采用的电子元件是().A.晶体管B.中、小规模集成电路C.大规模集成电路D.电子管２.目前各部门广泛使用的人事档案管理、财务管理等软件,按计算机应用分类,应属于().A.过程控制B.科学计算C.计算机辅助工程D.信息处理课后练