第01章微型计算机概述.ppt

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1、第一章 微机基础知识,在学习有关微机系统的知识之前，先简单的回顾一下计算机的一些基本知识和涉及微机系统的有关概念。,疑问一：什么是计算机？,英文：Computer；中文：电子计算机；简称：计算机；别名：电脑。定义：能自动、高速地进行由电子线路实现的运算和处理的，具有输入、输出及记忆功能的成套电子装置。,传统意义上的“电子计算机”分为数字式和模拟式2大类，后者相对看见的比较少，现在所说的“电子计算机”均指“电子数字式计算机”。,疑问二：为什么叫数字式计算机？,因为计算机本身只能识别机器语言，而机器语言的组成部分就是“0”和“1”，任何语言最终都是转化为机器语言让计算机去识别，然后再通过一定的运算

2、、处理再转化为原来的语言反馈给用户。,第一章 微机基础知识,疑问三：第一台计算机是由谁发明的？,计算机发明至今已经60多年，虽然在规模、速度、性能、应用领域等方面发生巨大变化，但其基本结构仍是按照冯诺依曼提出的“存储程序方式”原理设计的，故第一台计算机产生的理论奠基者是美籍匈牙利数学家冯诺依曼。,描述：当时这台计算机体积极其庞大（大概就我们的教室一般大），运算能力也很差，和现在所使用的计算机是不能相比的，但是这是开创计算机技术新纪元的一个重要的里程碑，冯诺依曼本人因此而被誉为“现代计算机之父”。,疑问四：冯型计算机的理论体系到底是什么？,理论体系：1）数字计算机的数制为二进制，2）数字计算机应

3、该按照程序顺序执行。,基于此理论体系的计算机称为“冯型机”。,第一章 微机基础知识,1903年12月28日，在布达佩斯诞生了一位神童，这不仅给这个家庭带来了巨大的喜悦，也值得整个计算机界去纪念。正是他，开创了现代计算机理论，其体系结构沿用至今，而且他早在40年代就已预见到计算机建模和仿真技术对当代计算机将产生的意义深远的影响。他，就是约翰冯诺依曼（John Von Neumann）。,1954年夏，冯诺依曼被发现患有癌症，1957年2月8日，在华盛顿去世，终年54岁。,最简单的来说 他的精髓贡献是2点：2进制思想与程序内存思想。回顾20世纪科学技术的辉煌发展时，不能不提及20世纪最杰出的数学家

4、之一的冯诺依曼众所周知，1946年发明的电子计算机，大大促进了科学技术的进步，大大促进了社会生活的进步鉴于冯诺依曼在发明电子计算机中所起到关键性作用，他被西方人誉为计算机之父而在经济学方面，他也有突破性成就，被誉为“博弈论之父”。在物理领域，冯诺依曼在30年代撰写的量子力学的数学基础已经被证明对原子物理学的发展有极其重要的价值。在化学方面也有相当的造诣，曾获苏黎世高等技术学院化学系大学学位。,第一章 微机基础知识,疑问五：冯型计算机的硬件组成是什么？,其硬件基本组成有运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备5个部分，俗称5大件。运算器负责数据的运算和处理；控制器协调整个计算机系统的各个部分相

5、互配合、井井有条地工作；存储器用于暂时或永久保存各种数据；输入设备负责原始数据的输入；输出设备用于运算或处理结果的输出。,第一章 微机基础知识,按处理信号方式分类：,1）内部使用的电信号模拟自然界的实际信号称为模拟电信号，其所载体的计算机为模拟计算机。特点：参与运算的数值由不间断的连续量表示，其运算过程是连续的，计算精度低，抗干扰能力差，应用范围小。（波浪）,2）内部处理的是符号信号或数字信号的电信号称为数字电信号，其所载体的计算机为数字计算机。特点：参与运算的数值用断续的数字量表示，其运算过程按数字位进行计算，计算精度高，抗干扰能力强，应用范围大。（脉冲）,3）由生物芯片与硅片混合制造的计算

6、机称混合计算机，所谓生物芯片就是用生物大分子为材料制造的高度集成的分子电路系统。未来的发展方向。特点：体积小、容量大、运算快、耗能少、易散热（无需散热部件）、成本低等。,第一章 微机基础知识,按用途和功能分类：,专用机就是为某一类特定用途而专门设计制造的计算机。如ATM机、大型游戏机、导弹、火箭等。专用机特点：有效、快速、适应性差。,通用机是相对专用机而言的，不同的用途对计算机的配置也不同，办公用机、家庭用机属于民用级；工控机属于工业级；更高的还有军用级。服务器：是一台要承担整个网络的管理智能并让它的网络工作站共享系统资源，所以它的配置要求性能要比较稳定。工作站：也称客户机、终端，它其实是相对

7、服务器来命名的，其实就是一台普通的计算机。通用机特点：适应强、应用广、但速度、效率及经济以不同配置作来决定。,信息家电：是指把微机技术嵌入到家用电器或家用化微机里，例如电视机的机顶盒等。,第一章 微机基础知识,按字长分类：,这是按照CPU数据处理能力来决定的，目前主流的已经是64位机，更高的还在开发中，游戏机行业已经达到128位了。,在同一时间中处理二进制数的位数叫字长。通常称处理字长为8位数据的CPU叫8位CPU，32位CPU就是在同一时间内处理字长为32位的二进制数据。二进制的每一个0或1是组成二进制的最小单位,称为一个比特（bit）。字长与计算机的功能和用途有很大的关系，是计算机的一个重

8、要技术指标。字长直接反映了一台计算机的计算精度。,第一章 微机基础知识,按综合性能分类：,主要介绍的就是微型机 微型计算机又称个人计算机（简称PC），是电子计算机技术发展到第4代的产物。以微处理器（CPU中央处理器）为核心部件，具有集成度高、体积小、可靠性好、功耗省等特点，且对使用环境要求低，价格相对低廉，它的主要特征就是采用了微处理器作为自己的中央处理器，以大规模的集成电路作为其它核心部件。,第一章 微机基础知识,疑问六：台式机和移动式微型机的区别？,台式机：体积大、价格便宜、部件标准化程度高、硬件扩充、维护、维修比较方便。移动式微型机：体积小、携带方便、但部件标准化程度低、硬件扩充及维护难

9、、价格昂贵。,疑问七：计算机的特点有哪些？,1）运算速度快,以快弥补笨，保证准确率，例如:a=1,b=2,c=a+b,得c=?电子计算机的工作基于电子脉冲电路原理，由电子线路构成其各个功能部件，其中电场的传播扮演主要角色。我们知道电磁场传播的速度是很快的，现在高性能计算机每秒能进行几百亿次以上的加法运算。如果一个人在一秒钟内能作一次运算，那么一般的电子计算机一小时的工作量，一个人得做100多年。很多场合下，运算速度起决定作用。例如，计算机控制导航，要求“运算速度比飞机飞的还快”；气象预报要分析大量资料，如用手工计算需要十天半月，失去了预报的意义。而用计算机，几分钟就能算出一个地区内数天的气象预

10、报。,第一章 微机基础知识,疑问八：计算机运算速度已经够快了，那为什么人们还在追求更快的速度呢？,例如：计算天气预报、各种灾难的准确性和及时性。,2）计算精度高,电子计算机的计算精度在理论上不受限制，一般的计算机均能达到15位有效数字，通过一定的技术手段，可以实现任何精度要求。历史上有个著名数学家挈依列，曾经为计算圆周率，整整花了15年时间，才算到第707位。现在将这件事交给计算机做，几个小时内就可计算到10万位。,第一章 微机基础知识,3）具有记忆能力,例如：一个1TB的硬盘，它足以存储美国最大的图书馆，并且保存的寿命绝对比图书馆里保存的长。,4）具有逻辑判断能力,例如：象棋，按照事先输入的

11、程序进行判断，但还是属于死判断。,5）自动运行方式,例如：无人工值守的安装系统、即时的铃声等。,第一章 微机基础知识,计算机的发展趋势,1）性能巨型化：速度快、容量大、功能多、性能优2）系统微型化：集成度高、体积小、功耗省、价格低3）通讯网络化：MODEM、ISDN、ADSL、LAN、WAN、Internet4）功能智能化：人体感官模拟、人工智能模拟5）媒体多样化：符号、文字、图形、图象、动画、音乐、音效、语音、影像,计算机硬件技术的发展遵循这样一个定律：每隔18个月，计算机的各种性能指标翻一番。同样自从购买计算机之日开始，每天以5-10元的速度贬值。,第一章 微机基础知识,计算机的主要应用领

12、域,科学计算是指利用计算机来完成科学研究和工程技术中提出的数学问题的计算。在现代科学技术工作中，科学计算问题是大量的和复杂的。利用计算机的高速计算、大存储容量和连续运算的能力，可以实现人工无法解决的各种科学计算问题。例如，建筑设计中为了确定构件尺寸，通过弹性力学导出一系列复杂方程，长期以来由于计算方法跟不上而一直无法求解。而计算机不但能求解这类方程，并且引起弹性理论上的一次突破，出现了有限单元法。,1.科学计算(或数值计算),第一章 微机基础知识,数据处理是指对各种数据进行收集、存储、整理、分类、统计、加工、利用、传播等一系列活动的统称。据统计，80以上的计算机主要用于数据处理，这类工作量大面

13、宽，决定了计算机应用的主导方向。数据处理从简单到复杂已经历了三个发展阶段，它们是：电子数据处理(Electronic Data Processing,简称EDP),它是以文件系统为手段，实现一个部门内的单项管理。管理信息系统(Management Information System,简称MIS),它是以数据库技术为工具，实现一个部门的全面管理，以提高工作效率。决策支持系统(Decision Support System,简称DSS),它是以数据库、模型库和方法库为基础，帮助管理决策者提高决策水平，改善运营策略的正确性与有效性。目前，数据处理已广泛地应用于办公自动化、企事业计算机辅助管理与决策

14、、情报检索、图书管理、电影电视动画设计、会计电算化等等各行各业。信息正在形成独立的产业，多媒体技术使信息展现在人们面前的不仅是数字和文字，也有声情并茂的声音和图像信息。,2.数据处理(或信息处理),第一章 微机基础知识,3.辅助技术(或计算机辅助设计与制造),计算机辅助设计(Computer Aided Design,简称CAD)计算机辅助设计是利用计算机系统辅助设计人员进行工程或产品设计，以实现最佳设计效果的一种技术。它已广泛地应用于飞机、汽车、机械、电子、建筑和轻工等领域。例如，在电子计算机的设计过程中，利用CAD技术进行体系结构模拟、逻辑模拟、插件划分、自动布线等，从而大大提高了设计工作

15、的自动化程度。又如，在建筑设计过程中，可以利用CAD技术进行力学计算、结构计算、绘制建筑图纸等，这样不但提高了设计速度，而且可以大大提高设计质量。,计算机辅助技术包括CAD、CAM和CAI等。,第一章 微机基础知识,计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing,简称CAM)计算机辅助制造是利用计算机系统进行生产设备的管理、控制和操作的过程。例如，在产品的制造过程中，用计算机控制机器的运行，处理生产过程中所需的数据，控制和处理材料的流动以及对产品进行检测等。使用CAM技术可以提高产品质量，降低成本，缩短生产周期，提高生产率和改善劳动条件。将CAD和CAM技术集成，实现

16、设计生产自动化，这种技术被称为计算机集成制造系统(CIMS)。它的实现将真正做到无人化工厂(或车间)。计算机辅助教学(Computer Aided Instruction,简称CAI)计算机辅助教学是利用计算机系统使用课件来进行教学。课件可以用著作工具或高级语言来开发制作，它能引导学生循环渐进地学习，使学生轻松自如地从课件中学到所需要的知识。CAI的主要特色是交互教育、个别指导和因人施教。,第一章 微机基础知识,4.过程控制(或实时控制),过程控制是利用计算机及时采集检测数据，按最优值迅速地对控制对象进行自动调节或自动控制。采用计算机进行过程控制，不仅可以大大提高控制的自动化水平，而且可以提高

17、控制的及时性和准确性，从而改善劳动条件、提高产品质量及合格率。因此，计算机过程控制已在机械、冶金、石油、化工、纺织、水电、航天等部门得到广泛的应用。例如，在汽车工业方面，利用计算机控制机床、控制整个装配流水线，不仅可以实现精度要求高、形状复杂的零件加工自动化，而且可以使整个车间或工厂实现自动化。,第一章 微机基础知识,5.人工智能(或智能模拟),人工智能(Artificial Intelligence)是计算机模拟人类的智能活动，诸如感知、判断、理解、学习、问题求解和图像识别等。现在人工智能的研究已取得不少成果，有些已开始走向实用阶段。例如，能模拟高水平医学专家进行疾病诊疗的专家系统，具有一定

18、思维能力的智能机器人等等。,6.网络应用,计算机技术与现代通信技术的结合构成了计算机网络。计算机网络的建立，不仅解决了一个单位、一个地区、一个国家中计算机与计算机之间的通讯，各种软、硬件资源的共享，也大大促进了国际间的文字、图像、视频和声音等各类数据的传输与处理。,第一章 微机基础知识,计算机系统组成,第一章 微机基础知识,硬件和软件,硬件定义：指组成计算机的看的见、摸得着的实际物理设备，包括计算机系统中由电子、机械和光电元器件等组成的各种部件和设备，他们的有机集合就叫硬件系统。,软件定义：指为了运行、管理和维护计算机系统所编制的各种程序的总和，它包含了系统软件和应用软件。,软件中最重要的是系

19、统软件，其中操作系统在微机系统中是必不可少的，常见微软的操作系统有MS-DOS，Windows系列等。硬件和软件相辅相成，共同完成用户交给计算机系统的任务。硬件是软件运行必要的物质基础，软件则是硬件的灵魂，只有硬件配置合理，软件丰富适用，才能使计算机系统充分发挥作用。,第一章 微机基础知识,主机,主要包括了CPU和内存储器，其中CPU是微机的“大脑”，由运算器和控制器组成。一方面负责各种信息的处理工作，同时也负责指挥整个系统的运行。因此CPU的性能从根本上决定了微机系统的性能。,存储器,存储器是计算机的记忆装置，用来存放程序和数据。把指示计算机工作的程序和要计算机处理的数据以及计算机处理的结果

20、都存放在存储器中。,按照功能分又可以分为内存储器和外存储器，内存储器主要存放CPU工作时要用的程序和要处理的数据，而外存储器则存放CPU暂时不用的程序和数据。,（1）内存储器简称内存或称主存，用来存储可供CPU直接取用的程序和数据，它是半导体存储器，被集成在电路芯片上的。它的特点：容量小、体积小、存取速度快、价格高，但断电或重启数据即消失。（内存等）,（2）外存储器简称外存或称辅存，它负责长期存放那些暂时不用的程序和数据。它的特点：容量大、体积大、存取速度慢，价格低，断电或重启数据不消失。（软盘、硬盘、光盘、闪存盘、磁带等）,第一章 微机基础知识,输入设备,输入设备就向计算机输入程序和数据的设

21、备。这类设备是计算机系统接受信息的部件，常见的有键盘、鼠标、光笔、扫描仪、数码相机、语音输入装置等，从本质上来看，是用不同的方法，把表示信息的不同形式（如文字、数字、图象、声音等）转换成计算机唯一能识别和处理的二进制数字信号，送入计算机中。当然最常用的就是键盘和鼠标。,输出设备,输出设备是计算机向用户输出处理结果的设备。输出设备负责把计算机中的信息以人们需要的形式传送出来，常见的有显示器、打印机、绘图仪、语音输出装置等。他们的实质都是完成信息形式的转化，即把计算机处理后的二进制数字信号以文字、数字、图象、声音等形式呈现给人们。,第一章 微机基础知识,人机界面的层次结构,第一章 微机基础知识,微

22、机的硬件结构,CPU,CPU风扇,主板,内存,显卡,硬盘,显示器,电源,第一章 微机基础知识,微机的硬件结构,机箱,光驱,键盘,鼠标,声卡,网卡,第一章 微机基础知识,疑问九：目前微机配置中主要的配件就是什么？,CPU、CPU风扇、主板、机箱、电源、内存、显示卡、硬盘、显示器、键盘、鼠标、光驱、网卡、声卡、音箱,疑问十：微机的最小配置的配件又是什么？（也就是只要机器能开亮）,CPU、CPU风扇、内存、主板、电源、显卡,第一章 微机基础知识,购买计算机的注意事项,明确需求：够用唯度，切勿盲目追高。,1.商务办公类型,主要用途为处理文档、收发邮件及制表等，所以只需要计算机长时间工作稳定即可，无需高

23、档配置。,2.家庭上网类型,主要用途是浏览新闻、处理简单的文字、玩一些简单的小游戏、看网络视频等，因为不运行大软件，不会有明显的感觉计算机的慢，所以只需要一台中低端配置即可。,3.图形设计类型,主要处理图形色彩、亮度、图像处理等大型软件，所以需要配置运算速度快、整体配置高的计算机，尤其对CPU、内存、显卡、显示器的配置。,4.娱乐游戏类型,大型游戏图音效果出众，对计算机整体性能要求更高，尤其在内存、CPU、显卡、显示器、声卡、硬盘容量等方面的要求。,第一章 微机基础知识,确定购买台式机还是笔记本,1.应用环境,台式机移动不方便，在固定场所使用的，可以选择台式机；笔记本体积小、携带方便，适合于不

24、固定场所的使用；,2.性能需求,相同档次的笔记本和台式机在性能上有一定的差距；并且笔记本的可升级性较差；有性能多变需求的用户，台式机是更好的选择。,3.价格方面,相同性能的笔记本比台式机价格更加昂贵；相同价格的笔记本比台式机性能差很多。,第一章 微机基础知识,微机维护技术,1.微机维护的主要任务,为了保障系统正常运行，维护人员应该能够及时处理系统已经发生的各种故障，同时为了避免可能造成的损失，还应该采取一些有效的预防措施。,1预防性维护2板卡级维护3芯片级维护,第一章 微机基础知识,1预防性维护,预防性维护是在系统基本正常的情况下进行的，因此，往往被大多数人忽视或者掉以轻心，然而系统一旦出现故

25、障，就可能给使用者造成巨大损失。与其亡羊补牢不如防患于未然，定期对设备进行维护和保养，经常对系统信息和磁盘数据进行备份都是十分必要的。,尽量减少故障率，最大限度降低损失，从系统维护的角度出发，预防性维护也是非常重要的，每一个使用者都应当给予足够的重视。预防性维护工作主要有以下几个方面：,（1）保证电网正常供电并可靠接地。（2）保持环境清洁以及将温度和湿度控制在适当范围。（3）养成良好的操作习惯，比如在硬盘运行时不要突然关闭电源或搬动机器。（4）在带电情况下不要随意插拔板卡或信号线缆。（5）经常备份重要的系统信息、重要程序和数据。（6）定期进行病毒的检查和清理。（7）定期整理磁盘文件并检查磁盘扇

26、区损坏情况。,第一章 微机基础知识,2板卡级维护,板卡级维护的任务是找出发生故障或损坏的板卡和部件，故障只定位在板卡级。比如说硬盘坏了就更换硬盘，显示卡坏了就更换显示卡，但对板卡或部件内部的故障不需要进一步追究；如果是软件故障就需要恢复数据或重新安装软件。,板卡级维护说来简单，但做起来就不那么容易了。微机系统如此复杂，各种故障现象千奇百怪，在短时间内能准确判断并找出故障部位，就需要维护人员具有较广的知识面和丰富的经验,同时还要不断学习和补充新知识。,第一章 微机基础知识,3芯片级维护,芯片级维护的任务是找出板卡上损坏的芯片和元器件，故障定位在芯片级。比如说显示卡坏了，就需要找出是显示卡上哪个芯

27、片坏了或者是哪个元器件损坏了，并用好的芯片或者元器件替换，在有些情况下还需要对存在故障的电路重新搭建，使电路能正常工作。,芯片级维护一般称为维修，对于芯片级维修人员来说，微机方面的知识要求并不一定很高，但要求有较好的电路知识和专业技能，另外还需要配备专用仪器和工具，这对于普通用户来说不太可能也没有必要。对于绝大多数使用者来说能够进行预防性维护和板卡级维护就已经足够了，至于设备维修应该交给芯片级维修人员。相对来说，板卡级维护比芯片级维修要简单一些。,第一章 微机基础知识,确定购买品牌机还是组装机,1.品牌机,疑问十一：组装机和品牌机的区别？,组装机：配置灵活、性价比高、性能充分发挥、价格低廉、维

28、护要求高、个人对硬件有一定的认识。品牌机：配置固定、价格昂贵、对个人维护及硬件认识要求低。,指具有一定规模和技术实力的计算机厂家生产，注册商标、有独立品牌的计算机。例如：IBM、联想、戴尔、惠普、方正等等。,特点：性能稳定、品质有保障,2.组装机(DIY-Do It Yourself),指计算机配件销售商根据用户的需求与购买意图，将各种计算机配件组合在一起的计算机。也是最具个性化的机种。,特点：配置灵活、升级方便、性价比高,课后作业：1什么叫软件？什么叫硬件？2模拟计算机和数字计算机的特点分别是什么？3微机的最小配置的配件是什么？（也就是只要机器能正常开亮）4软件中最重要的什么？5组装机和品牌机的区别？6.最具个性化的机种是什么?,第一章 微机基础知识,