计算机系统组成概述.ppt
计算机应用基础教程,第2章 计算机系统组成概述教学目标：掌握计算机硬件系统和软件系统的组成 掌握计算机的工作原理 掌握衡量计算机性能的主要指标 了解微型计算机的组装,计算机应用基础教程,第2章 计算机系统组成概述教学重点与难点：计算机的基本结构 计算机的工作原理,2.1 计算机的工作原理,1、冯诺依曼的“程序存储“设计思想计算机应由运算器、存储器、控制器、输入和输出设备五大基本部件。计算机内部采用二进制来表示指令和数据。将编好的程序送入内存储器中，然后启动计算机工作，计算机不需要操作人员干预，能自动逐条取出指令和执行指令。,2.1 计算机的工作原理,2、程序控制原理指令：计算机所要执行的一种基本操作命令，是对计算机进行程序控制的最小单位。计算机根据指令的性质来完成一个操作步骤。所有指令的集合称为“指令系统”。程序：是为完成既定任务的一组指令序列。一个程序可以构成一个程序文件，存放在外存储器上。程序要读入计算机的内存中才能运行，计算机是按照程序设计的流程依次执行其中的指令，这就是“存储程序”和“程序控制”的原理。,2.1 计算机的工作原理,3、计算机的工作过程编写、存储指令；取出指令；分析指令；执行指令；形成下一条指令地址。,2.2 计算机系统的组成,计算机系统的基本组成图示,你能说出它们的名字吗？,2.2.1 计算机的硬件系统,计算机硬件系统又可以分为：主机：主板、CPU、内存、硬盘、显卡等；外部设备：鼠标、键盘、显示器、打印机、扫描仪等。,2.2.1 计算机的硬件系统,1、控制器,控制器是计算机的指挥中心，主要由指令译码器、指令寄存器和控制逻辑等部件组成。控制器完成一条指定指令的过程如下：根据预先编好的程序，依次从存储器取出指令，存放在寄存器中；由指令译码器对指令进行分析，判断应该进行的操作；然后通过控制逻辑发出相应控制信号，指挥确定的部件执行指令规定的操作。另外，控制器在工作过程中，还要接受各部件反馈回来的信息。,2.2.1 计算机的硬件系统,2、运算器,运算器是计算机对信息数据进行处理和运算的部件，其主要功能是进行算术运算和逻辑运算，能提供操作数据和存放操作结果的累加器和寄存器，及计数用的计数器。通常把运算器和控制器合称为中央处理器，简称为CPU。CPU的性能常常代表一台计算机的基本性能。,2.2.1 计算机的硬件系统,3、存储器,一般分为内存储器(RAM)和外存储器两大类。内存储器简称内存，也称主存储器，一般安插在主板上相应的插槽中，用于存放当前计算机正在执行的程序和数据，数据必须调入内存储器后才能由CPU调用和执行。因此，内存的大小影响着计算机运行的速度。也就是说，在其他条件相同的配置下，内存越大，计算机的运行速度越快；内存越小，计算机运行的速度越慢。外存储器又称辅助存储器，简称辅存，是内存的扩充，用于存放备用的程序和数据，需要时，可成批地和内存进行信息交换。外存只能与内存交换信息，不能被计算机系统的其他部件直接访问。目前，常用的外存储器主要有硬盘、软盘和光盘等。,2.2.1 计算机的硬件系统,4、输入设备和输出设备,输入设备主要用于把信息与数据转换成电信号，并通过计算机的接口电路将这些信息传送至计算机的存储设备中。常用的输入设备有鼠标、键盘和扫描仪等。输出设备将计算机处理的结果通过接口电路以人或机器能识别的信息形式显示或打印出来。常用的输出设备有显示器、打印机和绘图仪等。通常所说的I/O设备即是指输入/输出设备。,2.2.2 微型计算机的硬件组成,1、CPU,CPU负责电脑系统中最重要的数值运算和逻辑判断工作，是电脑的核心部件。CPU的内部结构可分为控制单元、逻辑单元和存储单元。,Pentium 4 CPU,它一般安插在主板的CPU插座上，是判断电脑性能高低的首要标准。衡量CPU性能的指标是：字长和主频。,2.2.2 微型计算机的硬件组成,2、主板,ATX结构的主板,主板是整个电脑内部结构的基础，负责连接其他配件，协调它们的工作。从结构上来看，主板主要分为AT和ATX两种，其上有控制芯片组、BIOS芯片、各种输入/输出接口、键盘和面板控制开关接口、指示灯插口、扩充插槽及直流电源供电接口插件等元件。,2.2.2 微型计算机的硬件组成,3、内存,三星256 MB DDR内存,内存是内存储器的简称，是计算机的基本硬件设备之一。内存的大小及其时钟频率直接影响到电脑运行速度的快慢。,2.2.2 微型计算机的硬件组成,4、硬盘,ATA接口的木星硬盘,硬盘是电脑中最基本的外部存储器。硬盘存储器由硬盘片、硬盘驱动器和适配卡组成。存储容量是硬盘最主要的参数。硬盘的另一个性能指标是转速。转速时硬盘盘片在一分钟内所能完成的最大转数。,2.2.2 微型计算机的硬件组成,5、移动硬盘,首席存储官移动硬盘与爱国者移动存储王代,移动硬盘是指采用电脑外设标准接口(USB/IEE1394)的硬盘，一般用笔记本硬盘加上带有USB/IEE1394控制芯片及外围电路电路板的配套硬盘盒构成，是一种便携式的大容量存储系统。,可移动外存 用半导体集成电路制成的电子盘可成为可移动外存。电子盘又称“优盘”。可反复存取，无需硬驱动设备。,2.2.2 微型计算机的硬件组成,6、软驱,软驱又称为软盘驱动器，用来读取软盘中的数据，是电脑的另一种外部存储器。软驱的基本作用是存取数据，也是数据交换的传媒。,2.2.2 微型计算机的硬件组成,7、光存储器,光驱,光驱也称为光盘驱动器（CD-ROM），用来读取光盘中的视频、音频和文本信息，是多媒体电脑的重要组成部分，也是目前电脑上使用最普遍的光存储器。在多数情况下，操作系统及应用软件的安装都需要依靠光驱来完成。刻录机是一种比光驱更为先进的光存储器，又称为光盘刻录机。一般刻录机的外观与光驱相似，但除了具有光驱的全部功能外，还可以在光盘上写入或擦写数据。光盘上所有的数据都经过数字化处理变成0和1，对应的就是光盘上的 Pit(凹点)和 Land(平面)，通过激光的反射来读出其中存储的信息。,光盘,2.2.2 微型计算机的硬件组成,8、显卡,显示卡,显卡也叫图形加速卡，基本作用是控制计算机的图形输出,通常是CPU和显示器之间的桥梁。显卡是以附加卡的形式安插在主板扩展槽中的，极少数集成在主板上。微机中所采用的显示卡主要有：CGA（彩色图形显示控制卡）、EGA（增强型图形显示控制卡）和VGA（视频图形显示控制卡）。标准的VGA卡的分辨率是640*480、1024*768等。,2.2.2 微型计算机的硬件组成,9、显示器,飞利浦CRT和LCD显示器、等离子显示器,显示器是最重要的输出设备，经电脑处理过的数据信息首先要通过它显示出来。显示器按照显示管分类，有传统的采用电子枪产生图像的CRT（阴极显示管)显示器、LCD液晶显示器和等离子显示器（PDP）。,分辨率：显示器所能显示的像素点的个数。灰度级：每个像素点的亮暗层次级别。刷新率：CRT显示器的刷新率一般高于75Hz；液晶显示器的刷新速率是固定不变的。,衡量显示器性能的主要指标参数,2.2.2 微型计算机的硬件组成,10、机箱,ATX结构的机箱,机箱是主机的外壳，电脑在运行过程中所需的主要部件如主板、硬盘、光驱、软驱、内存、显卡和声卡等都被安装在机箱中。机箱的作用主要是保护和固定电脑部件，屏蔽电磁辐射，保护人体健康。机箱从结构上可分为：AT结构机箱、NLX机箱和ATX结构的机箱。,2.2.2 微型计算机的硬件组成,11、电源,电源,电源是整个电脑系统的动力源。它将220V交流电经过整流和变压，变换为计算机所需的低压直流电，供主板、硬盘、光驱、软驱、CPU风扇等部件使用。ATX电源可以使用软关机，自动切断电源。,2.2.2 微型计算机的硬件组成,12、鼠标和键盘,鼠标,鼠标是电脑的基本输入设备之一，使用它可以发出绝大多数的操作命令。键盘是电脑的另一种基本输入设备，是电脑与外界交换信息的主要途径。,键盘,鼠标的类型,键盘的种类,2.2.2 微型计算机的硬件组成,13、声卡,声卡,声卡用于处理电脑中的声音，无论是玩电脑游戏、播放或VCD，还是使Windows操作系统发出各种声音，都需要声卡的支持。声卡的主要功能是将数字化的音乐信号转化为模拟类信号，通过DAC（数字-模拟转换器）来实现。,2.2.2 微型计算机的硬件组成,14、音箱,有源音箱,音箱用于播放声音，主要分为有源音箱和无源音箱两种。其中有源音箱有自己独立的电源，无论是在音量、音质还是播放效果上都比无源音箱要好。,多媒体计算机硬件组成,计算机主机CD-ROM驱动器音频信号处理子系统视频信号处理子系统扫描仪数码相机光盘刻录机触摸屏,多媒体个人计算机,MPC-multimedia Personal Computer具有多媒体功能的个人计算机早期在PC机上增加声音卡和光盘驱动器多媒体技术的发展，不断赋予MPC新的内容对广大用户而言，就是把具有多媒体功能的PC机或把现有增加多媒体升级套件的PC机叫MPC。MPC源于1990年Microsoft公司联合一些主要的PC厂商和多媒体产品开发商组成的MPC联盟(Multimedia PC Marketing Council),2.2.3 计算机的软件系统,软件系统：为了运用、管理和维护计算机而编制的各种程序、数据和相关文档的总称。裸机：没有装任何软件的物理计算机。,计算机软件的分类,2.2.3 计算机的软件系统,1、系统软件,操作系统(Operating System，简称OS)是最基本，最重要的系统软件，它负责管理计算机系统的全部软件资源和硬件资源，合理地组织计算机各部分协调工作，为用户提供操作和编程界面。根据操作系统的功能和使用环境，大致分为以下几类：单用户单/多任务操作系统 批处理操作系统 分时操作系统 实时操作系统 网络操作系统 分布式操作系统,（1）操作系统,2.2.3 计算机的软件系统,1、系统软件,人和计算机交流信息使用的语言称为计算机语言或程序设计语言。计算机语言通常分为机器语言、汇编语言和高级语言3类。机器语言(Machine Language)：一种用二进制代码0和1形式表示，能被计算机直接识别和执行的语言。汇编语言(Assemble Language)：一种面向机器的程序设计语言，为特定的计算机或计算机系列设计。它采用助记符号表示机器语言中的指令和数据。高级语言(High Level Language)：是按人们习惯使用的自然语言(多为英语)和数学语言编写指令的集合，是人们开发各种应用软件的主要工具。,（2）语言处理程序,2.2.3 计算机的软件系统,1、系统软件,汇编语言和高级语言需经过汇编或编译、解释生成机器语言目标程序才能由计算机执行。汇编程序：将汇编语言程序翻译成机器语言目标程序的语言处理程序。解释程序：对高级语言程序逐句解释执行。编译程序：将高级语言所写的程序作为一个整体进行处理，编译后与子程序库链接，形成一个完整的可执行程序。,（2）语言处理程序,2.2.3 计算机的软件系统,1、系统软件,数据库系统用于面向解决数据处理的非数值计算问题。目前主要用于档案管理、财务管理、图书资料管理及仓库管理等的数据管理。这类数据的特点是数据量比较大，数据处理的主要内容为数据的存储、查询、修改、排序和分类等。数据库技术是针对这类数据的处理而产生发展起来的，至今仍在不断地发展和完善。目前，微机系统常用的单机数据库管理系统有DBASE、FoxBase、Visual FoxPro等，适合于网络环境的大型数据库管理系统有Sybase、Oracle、DB2、SQL Server等。,（3）数据库系统,2.2.3 计算机的软件系统,2、应用软件,应用软件是为某种应用或解决某类问题所编制的各种应用程序。应用软件是人们使用各种各样的程序语言编写的，满足人们某方面需要的应用程序。主要有以下几类：文字处理软件(2)表格处理软件(3)图像处理软件(4)多媒体处理软件(5)辅助设计软件(6)实时控制软件,2.3 衡量计算机性能的主要指标,1、运算速度（每秒钟所能执行的指令条数)（1）主频：即是CPU工作的时钟频率，是指计算机CPU在单位时间内工作的脉冲数，它在很大程度上决定了计算机的运行速度，其单位是MHz（兆赫兹）。233MHz、450MHz、900MHz、1GHz等。时钟频率越高，其运算速度就越快。（2）字长：又称“数据宽度”，是指处理器一次操作中能处理的最大数据位，体现了一条指令所能处理数据的能力。字长有8位、16位、32位和64位等。（3）指令系统（4）核心,2.3 衡量计算机性能的主要指标,2、存储器指标（1）存取速度：存储器完成一次“读”或“写”操作所需的时间称为存储器的访问时间（或读写时间），而连续启动两次独立的“读”或“写”所需的最短时间，称作存取周期。（2）内存储器容量：内存储器，也简称主存，是CPU可以直接访问的存储器，需要执行的程序与需要处理的数据就存放在主存中。内存储器容量的大小反映了计算机即时存储信息的能力。内存容量越大，系统功能就越强大，能处理的数据量就越庞大。,比较两台微机，孰优孰劣？,IntelPentium 处理器2.3GHz256MB PC-100内存，40GB硬盘52倍速CDROM56KMODEM,17”数控彩显WinXP,P2.0/15”/128M/40G/56K/WinXP,计算机应用基础教程,五、微型计算机的组装：1.安装前的准备,在组装电脑之前，用户需先检查各重要组件的搭配关系、主板上的跳线和开关，并做好以下几项准备工作：(1)准备工作台：必须比较结实，并且可以从不同的方位进行操作。(2)释放静电：用手触摸一下机箱、地线或自来水管等金属物体释放一下静电，以防损坏电脑配件。(3)准备安装工具：主要是十字螺丝刀，因为电脑中的大部分配件都是用十字螺丝来固定的。最好选用带有磁性的十字螺丝刀。(4)准备配件：将电脑配件从包装盒中取出，放在硬纸板、报纸或者纯棉布上（注意不要放在化纤布或塑料布上），以防产生静电。,计算机应用基础教程,五、微型计算机的组装：1.组装电脑,注意观察主板上的CPU插槽，然后把主板的ZIF插座旁杠杆抬起至完全打开，将CPU的针脚照准插槽上的针孔完全平稳地插入，然后杠杆复位锁紧CPU即可。,安装CPU,计算机应用基础教程,五、微型计算机的组装：1.组装电脑,以AMD Athlon XP CPU为例，在安装之前，首先要在CPU表面涂抹一层硅胶，这是为了确保CPU与散热片之间紧密接触，以将废热由处理器传导至散热装置上。然后，应将风扇没有扶手的一头扣住CPU插座，然后将CPU风扇盖住CPU，同时按下另一头的扶手，使之扣住CPU插座的另一端。最后，为CPU散热器接上电脑即可。,安装CPU风扇,计算机应用基础教程,五、微型计算机的组装：1.组装电脑,在安装内存条之前，要先检查内存是否与主板匹配，并且要选用主板可以安装的内存插槽数目、主板支持的最大内存容量等。这些信息可以从主板说明书中得到。安装内存条时，首先要将内存插槽两头的夹脚往两边扳开，然后将内存条垂直放在插槽上用力下压，直到内存条两头的夹脚自动卡住内存条。,安装内存,计算机应用基础教程,五、微型计算机的组装：1.组装电脑,将机箱两侧的盖子打开，将机箱平稳地放置在桌上。如果主板包装盒里有随主板附赠的机箱背部I/O档板，用其替换掉原机箱后面的I/O接口档板。然后，将主板与机箱上的螺丝孔一一对准，再把机箱里附带的螺丝柱或塑料钉旋入主板和机箱对应的机箱底座上，用钳子加固。接下来将主板轻轻放入机箱中，确保机箱后侧各输出口都正确地对准位置，并检查螺丝柱或塑料钉是否与主板的定位孔相对应，然后在金属螺丝上套上绝缘垫，用螺丝刀旋紧。,固定主板,计算机应用基础教程,五、微型计算机的组装：1.组装电脑,在主板的AGP插槽位置去除机箱后面相应位置的档板，然后将AGP显卡的金手指部分垂直对准主板的AGP插槽，平稳地往下压，当金手指部分完全进入到插槽后，说明显卡安装正确。最后，拧紧机箱上的固定螺丝，将它固定在主板上。,固定显卡,计算机应用基础教程,五、微型计算机的组装：1.组装电脑,除显卡外，在主板上还可以安装声卡、内置调制解调器、网卡等其他扩展卡。它们的安装方法与显卡一样。目前，这些硬件设备都是PCI接口，可插在主板上的任意PCI插槽中。,安装其他扩展卡,计算机应用基础教程,五、微型计算机的组装：1.组装电脑,(1)安装硬盘：在安装硬盘和光驱之前要注意其主从跳线的设置，在大多数据情况下，硬盘和光驱都是作为主盘来设置的，它们各占用一条数据通道和数据线。设置硬盘跳线后，便可将硬盘放到机箱内的硬盘架上，对准螺丝孔，用螺丝固定。(2)安装光驱：设置跳线后，拆下机箱上相应光驱架的档板，再将光驱从机箱面板前侧推至机箱内部，直至与机箱面板齐平时，用螺丝固定即可。,安装驱动器,计算机应用基础教程,五、微型计算机的组装：1.组装电脑,目前很多机箱厂商都会搭配电源一起出售，即将电源已安装在机箱的相应位置。如果在购买机箱时其中没有安装电源，那么，就得动手安装电源。安装电源时，要将机箱平放在工作台上，然后将ATX电源对应放入机箱中预留的位置（通常在光驱后侧），用螺丝固定。,安装电源,计算机应用基础教程,五、微型计算机的组装：1.组装电脑,在主板上，我们可以看到一个长方形的插槽，这个插槽就是电源为主板提供供电的插槽（如下图）。目前主板供电的接口主要有24针与 20针两种，在中高端的主板上，一般都采用24PIN的主板供电接口设计，低端的产品一般为20PIN。不论采用24PIN和20PIN，其插法都是一样的。,连接各类连线,计算机应用基础教程,五、微型计算机的组装：1.组装电脑,为了给CPU提供更强更稳定的电压，目前主板上均提供一个给CPU单独供电的接口（有4针、6针和8针三种),连接各类连线,计算机应用基础教程,五、微型计算机的组装：1.组装电脑,目前，USB成为日常使用范围最多的接口，大部分主板提供了高达8个USB接口，但一般在背部的面板中仅提供四个，剩余的 四个需要我们安装到机箱前置的USB接口上，以方便使用。目前主板上均提供前置的USB接口，见下图：,连接各类连线,计算机应用基础教程,五、微型计算机的组装：1.组装电脑,如今的主板上均提供了集成的音频芯片，并且性能上完全能够满足绝大部分用户的需求，因此我们便没有再去单独购买声卡的必要。为了方便用户的使用，目前大部分机箱除了具备前置的USB接口外，音频接口也被移植到了机箱的前面板上，为使机箱前面板的上耳机和话筒能够正常使用，我们还应该将前置的音频线与主板正确的进行连接。,连接各类连线,五、微型计算机的组装：1.组装电脑,计算机应用基础教程,连接机箱上的电源键、重启键等是装电脑的最后一步，下面详细介绍一下电源键、重启键等的安装方法。,计算机应用基础教程,五、微型计算机的组装：3.检测,打开显示器开关，按下机箱面板上的电源开关，如果一切正常，几秒钟之后就会听到机箱内发出一声“滴”的声音，并显示启动信息。否则会发出报警声。根据出错的硬件不同，报警的声音也不一样。组装电脑时最常出现的错误是显卡和内存条没有插牢，如果是这种问题，拔下重新插入即可解决问题，如果是ROM校验错误、与BIOS中的编码值不匹配、或者外部高速缓存错误等诸如此类的错误，则是用户不能自己解决的，可以要求商家更换硬件。,
