搜索
计算机硬件及软件组成第二讲基本组成一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。硬件系统：计算机的物理实体，是可以看得见、摸得着的部件的总称，它通常指计算机中的电子线路和物理装置。软件系统：计算机的逻辑实体，是计算机接受输入、产生输出、存储数据和处理数据的程序的总称。基于冯·诺依曼的“存储程序和程序控制”的理论，计算机的硬件系统都是由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部份组成。2.1计算机的基本组成计算机基本硬件结构图输入设备存储器输出设备运算器控制器数据流控制流五大部件之一——运算器运算器ALU:（ArithmeticalandLogicalUnit）1.概念：运算器是一个用于信息加工的部件。运算器又称算术逻辑单元2.主要功能：①对二进制数据进行算术运算和逻辑运算②暂存参加运算的数据和某些中间运算结果③把结果输到指定的部件3.运算功能：在控制器控制下对取自内存储器的二进制数据进行加、减、乘、除等算术运算和“与”、“或”、“非”、“异或”等逻辑运算，并将结果送至内存。练习：运算器的主要功能（）（A）算术运算（B）逻辑运算（C）算术和逻辑运算（D）函数运算C五大部件之二——控制器控制器（CU：ControlUnit）---计算机神经中枢工作实质：按照计算机的工作节拍（主频），从存储器中取出指令，经过译码（分析指令），产生各种控制信号，从而指挥整个计算机协调工作、自动地执行程序。运算器（ALU)和控制器(CU)共同构成CPU(中央处理单元）,CPU是决定计算机性能的核心部件存储器（MEMORY）是计算机用来存放程序和数据的记忆装置。存储器分为外存储器(也称辅助存储器，简称外存或辅存)和内存储器(也称主存储器,内存或主存)①内存的读写速度很快，而外存普遍很慢，所有数据要被CPU访问，只有先调入到内存②一旦断电，内存中的数据会自动消失，而外存中的数据则永久保存。五大部件之三——存储器RAM静态RAM（SRAM）：SRAM一般用作小容量的存储器系统。如:高速缓冲存储器（Cache）采用SRAM，以实现内存的高速存取，以适应高速CPU的需要。动态RAM（DRAM）：DRAM适合于做大容量的存储器系统。内存储器包括随机存储器RAM(RandomAccessMemory)和只读存储器ROM(ReadOnlyMemory)。输入设备（INPUTDEVICE）1.概念：是将程序和数据变为计算机能接受的电信号并送入计算机内存储器的外部设备。2.输入设备与主机之间需通过接口连接。五大部件之四——输入设备输出设备（OUTPUTDEVICE）概念：是将运算结果,工作过程(包括程序)以人们所期望的形式表示出来的电子设备。五大部件之五——输出设备思考：(1)完整的计算机系统应包括（）(A)硬件系统和软件系统(B)主机及外部设备(C)系统硬件和系统软件(D)主机板和CPU(2)运算器、控制器及内存的总称（）(A)CPU(B)ALU(C)主机(D)MPUAC微型机的结构组成电脑＝主机＋外设中央处理器(CPU)：包括运算器、控制器内/主存储器（俗称内存条）：包括随机存储器(RAM)、只读存储器(ROM)主机外设外存设备（外存储器、辅存存储器）：软盘、硬盘、光盘输入设备：键盘、鼠标、扫描仪输出设备：显示器、打印机、绘图仪输入输出设备：触摸屏其他设备：主板、机箱、电源、接口适配器外存储器用来长期存储程序和数据。不与CPU直打交道。存储容量大，存取速度慢。软盘：软盘是一块涂有磁性材料的塑料圆片，使用时需要相应的驱动器。硬盘：磁盘片和磁盘驱动器是一体。光盘：有机玻璃制成的薄圆片，使用时需要相应的驱动器。优盘：也叫闪盘、U盘，目前也以它的高存取速度和大容量代替了软盘。软盘驱动器（软驱）软盘FloppyDisk软盘容量=盘面数*每面磁道数*每道扇区数*每区存储容量=2*80*18*512B=1.44MB写保护口1、磁盘控制器：又称控制卡，控制驱动器的读写操作2、磁盘驱动器：其中的重要部件(读/写电路)是典型的输入输出设备3、盘片：信息的存储介质磁盘存储器:磁盘控制器、磁盘驱动器和盘片组成硬盘HardDisk光盘驱动器（光驱）用于读取光盘中的数据目前使用的光盘有3种类型：1.只读光盘（CD-ROM）2.一次写入型光盘(CD-WO)3.可改写光盘(CD-MO)光盘CompactDiskU盘U盘是USB（UniversalSerialBus通用串行总线）盘的简称，而优盘只是U盘的谐音称呼。它是闪存的一种，因此也叫闪盘。最大的特点就是：体积小、容量大、价格低、寿命长，是目前最常用的可移动存储设备之一。第一代：USB1.0的最大传输速率为12MBPS,1996年推出第二代：USB2.0的最大传输速率高达480MBPS第三代：USB3.0的理论传输速率达5-25GBPS微型机的结构组成CPUCPU是一个高集成度的芯片，包含运算器、控制器、寄存器，它是电脑中最关键的部件，相当于人的大脑。目前单核CPU用得最多的是赛扬和奔腾系列，主要生产厂家是Intel、AMD、VIA等公司；双核CPU多为酷睿，是Intel的主打产品。内存内存用于向CPU传输数据，并接收CPU的运算结果，它也是决定计算机运行性能高低的关键部件之一。内存的发展:SDRAM(同步动态随机存储器)DDR(双倍速率SDRAM)DRDRAM(接口动态随机存储器)微型机的结构组成输入设备输入设备是用于接收外部信息并通过相应接口输入到计算机中。常见输入设备：键盘：机械触点式、机械薄膜式、电容式鼠标：机械式、光电式扫描仪条形码扫描仪键盘鼠标麦克风微型机的结构组成输出设备输入设备是将计算机处理的数据结果输出给用户。常见输出设备：显示器、打印机打印机：非击打式(激光、喷墨)、击打式(针式)微型机的结构组成RGB（n,n,n）n[0,255]CRTLCDLEDVFD显示器：阴极射线管、液晶、发光二极管、真空管输入输出设备输入输入设备既有输入设备的功能，也有输出设备的功能。常见输入输出设备：触摸屏微型机的结构组成主板MotherBoard按结构分为：AT结构（IBM公司）ATX结构（Intel公司）主板的核心是芯片组，它对计算机性能起到了关键性的作用；为提升计算机各方面的能力，主板上还设有各类扩展槽和接口微型机的结构组成机箱、电源机箱是计算机的安全外套，合理的机箱布局具有更高的散热性，可以延长机箱各部件的使用寿命。卧式立式电源是计算机的动力装置，高效稳定的电源是计算机正常使用的根本保证。微型机的结构组成接口适配器接口适配器是沟通主板与各种外部设备之间的联系渠道。声卡并行接口串行接口鼠标和键盘PS/2接口网卡接口音频接口USB接口USB接口并行接口网卡显卡微型机的结构组成PCI插槽：PedpherdComponentInterconnect周边元件扩展接口位于主板上AGP插槽的下方，ISA插槽的上方。其位宽为32位或64位，工作频率为33MHz,最大数据传输率为133MB/sec(32位)和266MB/sec(64位)。可插接显卡、声卡、网卡、内置Modem、内置ADSLModem、USB2.0卡、IEEE1394卡、IDE接口卡、RAID卡、电视卡、视频采集卡以及其它种类繁多的扩展卡。PCI插槽是主板的主要扩展插槽，通过插接不同的扩展卡可以获得目前电脑能实现的几乎所有功能，是名副其实的“万用”扩展插槽AGP插槽：Accelerated-Graphics-Port加速图形端口它是一种为缓解视频带宽紧张而制定的总线结构，主要针对图形显示方面进行优化，专门用于图形显示卡，目前已经被PCIExpress插槽取代ISA插槽：IndustrialStandardArchitecture工业标准结构总线ISA插槽是基于ISA总线的扩展插槽，可插接显卡，声卡，网卡以及所谓的多功能接口卡等扩展插卡。其CPU资源占用太高，数据传输带宽太小，已经被淘汰主板上各类扩展槽主板上各类接口IDE接口：IntegratedDriveElectronics电子集成驱动器是目前硬盘和光驱与主板连接的接口。它的本意是指把“硬盘控制器”与“盘体”集成在一起的硬盘驱动器。把盘体与控制器集成在一起的做法减少了硬盘接口的电缆数目与长度，数据传输的可靠性得到了增强，硬盘制造起来变得更容易，因为硬盘生产厂商不需要再担心自己的硬盘是否与其它厂商生产的控制器兼容。对用户而言，硬盘安装起来也更为方便。USB接口：UniversalSerialBUS通用串行总线USB应用在PC领域的接口技术，它是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。USB传输速度快，支持热插拔，独立供电等优点，可以连接鼠标、键盘、打印机、扫描仪、摄像头、闪存、MP3机、手机、数码相机、移动硬盘、外置光软驱、USB网卡、ADSLModem、CableModem等，几乎所有的外部设备串行口/并行口现在的PC机一般有两个串行口COM1和COM2。串行口的数据和控制信息是一位接一位地传送出去的。虽然这样速度会慢一些，但传送距离较并行口更长，因此若要进行较长距离的通信时，应使用串行口。通常COM1使用的是9针D形连接器，也称之为RS-232接口，而COM2有的使用的是老式的DB25针连接器，也称之为RS-422接口。并行口是电脑与其它设备传送信息的一种标准接口,这种接口将8位数据位同时并行传送,并行口数据传送速度较串行口快,但传送距离较短。并行口使用25孔D形连接器,常用于连接打印机。主机与外设的信息交换控制方式微型计算机是采用总线结构将主机、外设等各部分连接起来并与外界实现信息交换。主机是运算器、控制器和内存储器三者的合称，所以主机包括cpu和内存。系统参数设置•BIOS是系统主板上的一块EPROM或EEPRM芯片,进行系统参数设置.•CMOS保存有关硬件设置等方面的信息,关机后信息继续存在.•进行系统参数设置情况：新组装计算机；CMOS数据丢失；改变系统配置选项，系统优化BasicInputOutputSystem基本输入输出系统。它是一组固化到计算机内主板上一个ROM芯片上的程序，它保存着计算机最重要的基本输入输出的程序、系统设置信息、开机上电自检程序和系统启动自举程序。其主要功能是为计算机提供最底层的、最直接的硬件设置和控制。BIOS设置程序是储存在BIOS芯片中的，只有在开机时才可以进行设置。软件（software）：计算机系统中的程序、数据及有关文档的集合。程序：完成特定任务所需要的指令序列。文档：为便于理解程序的结构、原理及操作使用所必需的阐明性资料。2.2计算机的软件系统根据软件的功能和面向的工作对象，软件系统可分为系统软件、应用软件。2.2.1系统软件１、概念：指由计算机设计者或专门的软件公司提供的支持用户管理和使用计算机资源的程序。能够直接控制和协调计算机硬件，其他的软件也通过它来发挥作用。２、包括：操作系统、程序设计语言、语言处理程序，语言处理系统，网络系统，数据库管理系统，工具软件。(1)操作系统定义：操作系统是位于硬件层之上，所有其它软件层之下的一个系统软件，是管理系统中各种软件和硬件资源，使其得以充分利用，方便用户使用计算机系统的程序集合，是用户和计算机之间的接口。单用户单任务操作系统(DOS)常用操作系统多任务操作系统（Windows和UNIX）网络操作系统（WindowsNT和Netware）裸机操作系统系统服务程序网络软件数据库管理系统语言处理程序应用程序(2)程序设计语言和语言处理程序用户和计算机进行交流的“语言”就是计算机语言,即我们经常说的程序设计语言。计算机语言按发展过程分：机器语言、汇编语言、高级语言。虽然目前存在各种计算机语言，但是计算机唯一能够读的懂的语言只有机器语言。高级语言源程序机器语言目标代码链接执行高级语言源程序执行II解释方式：是通过解释程序对高级语言源程序进行逐句解释，解释一句就执行一句，这种翻译方式不产生机器语言目标代码。解释程序高级语言的两种翻译：编译方式和解释方式。I编译方式：是