第2章计算机硬件与软件知识

1、1刘新华第第2章章 计算机硬件与软件知识计算机硬件与软件知识 1.学习内容：计算机硬件的组成计算机工作原理计算机市场计算机软件系统通信系统基础系统参数设置2.学习重点与难点：计算机硬件系统各功能部件的性能及工作原理，如：指令系统、主机与外设信息交换控制方式等3.学习目的：了解计算机软硬件市场、掌握系统配置、安装调试具有网络功能、多媒体功能的计算机系统4. 学习时数：8学时2刘新华2.1 计算机硬件结构 外设 主机原始数据 处理结果 程序 存 取 指 数 数 令 数据信号 控制信号 输入设备存储器输出设备运算器控制器 CPU3刘新华2.1.1 微型计算机原理结构 数据总线(DB) 地址总线(AB

2、) 控制总线(CB)微处理器存储器输出设备接口输入设备接口输出设备输入设备4刘新华Data Bus:双向,实现微处理器,存储器,输入输出设备之间数据交换,确定微机的位数Address Bus:单向,CPU输出到地址总线上的信息是寻找所需存储单元的地址或输入输出端口,地址总线根数的多少确定存储容量的大小,即地址单元的个数,16位微处理器有20根地址线,可寻址1MB的存储空间Control Bus:传送各种控制信息,如控制存储器的存取,I/O的读写,CPU的中断请求,等待常见的系统总线标准有:ISA,EISA,VESA, PCI,AGP5刘新华2.1.2 主板及CPU 主板和CPU都是电脑中最关键

3、的部件 所有的板卡必须通过主板发挥作用，主板性能和质量的好坏直接影响到整个系统 电脑主板按不同的架构标准和各种不同的主要部件、接口组合而成6刘新华 主板上主要包括的部件有： CPU和内存（购买时不包括） I/O控制 各类总线 晶振和COMS 主板BIOS 键盘BIOS 各种接口 USB接口Universal Serial Bus通用串行总线。计算机连接外围设备的I/O接口标准。使所有的外设都在机箱外连接。允许“热插拔”即连接外设时不必关闭电源。比现有的并口连接速度快10倍，比串口快100倍。能提供传输速率最高达12Mbps，最多可连接127个设备。采用分层的星形的结构技术，每个设备都连接到US

4、B的集线器（HUB，USB的HUB有一个上行的端口到Host，有多个的下行端口连接其他外部设备）端口上，而设备之间则可以通过USB集线器互连。分段的USB设备之间的线缆可长达5M。若电脑主板中没有内置的USB接口时，可在市面上购买PCI卡形的USB卡，它自带两个USB端口，厂商时：Entrega、Belkin 。在老式PC机中通过检查BIOS来确定是否支持USB。为了使USB键盘和鼠标在DOS状态下工作，应选择USB Legacy支持选项。查看系统是否安装了USB双击“控制面板”中的“系统”，然后选择“设备管理卡”，若安装USB，则在底部会找到“Universal Serial Bus Con

5、troller”，单击该控制器则看到两个项目：Universal Host Controller和Universal Root Hub。在购买USB音箱前，CD-ROM驱动程序能播放数字CD音频，即选购时应选择Enable Digital CD Audio for This CD-ROM Device选项。7刘新华 主板芯片组：芯片组是主板上最重要的部件，主板的功能主要取决于芯片组。芯片组负责管理CPU和内存、各种总线扩展以及外设的支持。 BIOS芯片：负责主板通电后各部件自检，一切正常后才能启动操作系统。常见的三种BIOS：Award、AMI、Phoenix 总线扩展槽：按功能分为内存插槽、

6、PCI/ISA扩展槽、AGP显示卡插槽等 各类I/O接口：软硬盘、键盘鼠标、打印机、USB（通用串行总线）、COM1/COM2 主板规格：AT（13”*12”)、ATX（小、合理）8刘新华 CPU（Central Processor Unit）中央处理单元 生产CPU的三大公司：Intel、AMD、Cyrix CPU的两种主要封装形式：Slot 1（242线的电路板插槽，适用Pentium 系列、Socket 7（296根针脚，方形多针脚（ZIF零插拔力插座），有一拉杆，只要拉起拉杆，就能插进或取出CPU芯片。 X86 CPU系列的产生：1978年Intel首次推出16位微处理器，命名i808

7、6/i8087（指令集）即X86，沿用到286、386、486，到586时代，为商标注册问题，改用Pentium 系列。 CPU的主要技术指标：主频即时钟频率，单位是MHz，主频=外频*倍频系数9刘新华Asuspt410刘新华11刘新华2.1.3 存储器 存储器是保存数据和指令的电子器件，分内存和外存。内存直接与CPU打交道，保存中间和最后结果。外存可永久性保存数据和程序。 存储器分类如下：12刘新华存储器分类 RAM（DRAM/SRAM/SDRAM） ROM 内存 PROM EPROM 存储器 FLASH EPROM FD HD 外存 TAPE CD-ROM CD-R/RW 13刘新华存储器

8、工作原理 数据代码（来自CPU或送往CPU）5 同步缓存读令（来自CPU）写令 3 4 转换成时序信号 2 转换成控制信号 1 地址代码来自CPU 读写控制器存储体数据缓冲寄存器地址选择部件地址缓冲寄存器14刘新华显示卡与显示器 显示系统包括显示卡和显示器（CRT），其中显示卡用来控制显示器上的每一个点的亮度和颜色（显示卡向显示器输出信号）。显示器主要显示输出字符、图形、图像。由电子枪、偏转线圈和荧光屏三部分组成，工作原理类似电视机。显示器的分辨率是指屏幕上横向和纵向所显示的光点数（像素）。屏幕上每一个像素点都是由红、绿、蓝三种不同颜色的信号组成的（RGB三原色），当三色都处于最大亮度时，像素

9、就呈现为白色，反之为黑色。像素的颜色称为色深，每个像素用三个字节表示，因此色深有8位、16位、24位等，把24位称为真彩，可显示16777216种颜色。分辨率和色深越高显示内存就越大显示效果就越好。显示卡与显示器的主要技术指标：分辨率（CGA、VGA、SVGA、TVGA）、点间距（39-.25mm)、屏幕尺寸(对角线14 、15、 17)、安全规范（防辐射、抗电磁干扰）、显示内存（1、2、4、8、32MB）、扫描频率（指刷新频率，即屏幕上图像更新的速度，亦即每秒钟完成的扫描次数，一般在75-85Hz之间屏幕无闪烁感）。GeForce2 MX200-MX400显示卡：32M64M显示内存。15刘

10、新华声卡与音箱声卡一般由下列部件组成：LINE IN插孔：用来连接录音机或CD唱盘等附有放大器的音源装置。LINE OUT插孔：用来外接放大器或内建放大器的喇叭。MIC插孔：用来接麦克风以便输入声音。MIDI/GAME插孔：用来连接外接的MIDI键盘或游戏摇杆。声卡的“位”是指声卡在采集和播放声音文件时所使用数字声音信号的二进位数。声卡的位数越多性能就越强。优美的音乐，动听的歌曲，美妙的音效都来自于音箱。购买音箱时，一定要注意音箱、音质和音色的技术指标。音箱的功率由所用放大器芯片的功率决定，它决定了音箱的震撼力；箱体的用料也是重要因素，木制音箱的音质普遍好于塑料音箱的音质。从主观上判断音箱、音

11、质、音色时，将熟悉的高质量CD音源输入，凭借耳朵去分析判断，把所有调节钮都调到中间的大小，打开开关，调节音量至适中的大小，人左右移动以判断音箱的相位特征，有无明显的偏音、相位拖延现象；降低音量以判断失真、噪音和小信号输出时的表现力；加大音量以检查有无声爆、扬声器的最大承受功率等。市场上的音箱按价格可分为四个档次：入门型（300元以下），普及型（300-700元之间），发烧型（700元以上），组合音箱（包含低音炮）。具有代表性的产品有：漫步者R1000TC、R2600AT3D、R3000T等。16刘新华键盘17刘新华鼠标 式样：二键、三键、无线鼠标 工作原理：光电式（鼠标器和鼠标板组成，在X、Y

12、方向印有间隔相同的网络反射格，鼠标器利用发光二极管发出的光投射到反射板上，反映鼠标的运动方向）、机械式（在鼠标的底部装有一个滚动的小球，小球的滚动带动X、Y方向的轴转动，反映鼠标的运动方向） 操作：指向、单击、右击、双击、拖动18刘新华打印机和扫描仪打印机：输出设备。分击打和非击打（按印字技术），字模打印和点阵打印（构成字符的方式）。针式打印机（钢针、色带）、喷墨打印机（墨盒）、激光打印机（西鼓）。技术指标：精度（dpi）与速度（ppm）扫描仪：输入设备。平板式和滚筒式。技术指标是光学分辨率。19刘新华数码相机与数码摄象机数码照相机：数字式相机，是光、机、电一体化的产品。20多年前美国利用它通

13、过卫星向地面传送照片，优势在于信息数字化，由于数字信息可借助于遍及全球的数字通信网及时传送，打印等。Kodak、Olympus、Sony、Casio。像素、光学分辨率。作为计算机的输入设备，已成为IT行业增长最为迅速的产业之一。数码摄象机：动态摄制。Panasonic、Sony20刘新华2.2 计算机工作原理指令系统：指令、程序的概念。指令格式：由操作码（做什么）和操作数（怎么做，即提供操作数的地址）两部分组成。有单地址指令和多地址指令之分。指令按功能可分为如下几类：数据操作指令完成算逻运算；数据传送指令完成存储器与运算器之间传送数据；程序控制可改变执行方向；I/O指令完成主机与外设传送数据。

14、21刘新华指令寻址方式：立即、直接、相对、变址、间接等方式。Add ax，5； Add ax，（5）；工作原理：存储程序。取指令、分析指令、执行指令。CPU的主要功能：控制指令的执行顺序，指令所完成的操作，对数据进行算逻运算等。主机与外设信息交换控制方式：程序直接控制、中断控制、直接存储器存储接口：串行、并行；硬件接口指硬件设备之间的连接，软件接口是通过硬件接口完成的控制程序。22刘新华2.3 微型计算机市场微机的主要性能指标：时钟频率、字长、运算速度、存储容量、存取周期，指令集的复杂性、缓冲存储器、可靠性等。配置多媒体计算机系统：选购配件（CPU、主板、内存、显卡与显示器、硬盘和软驱、光驱、

15、声卡与音箱、网卡或调制解调器（可选）、键盘和鼠标、手写笔（可选）、机箱及电源、打印机与扫描仪（可选）、数码相机与数码摄象机（可选）、安装调试。 P3423刘新华2.4 计算机软件系统 软件包含了程序、数据及文档资料。软件是逻辑实体，硬件是物理实体。软件工程是指软件的开发、运作、维护和最终消亡的整个系统过程。包含四种基本的过程活动：软件规格说明、软件开发；软件确认；软件演进。软件生成期一般经历这样六个步骤：制定计划、开发进度、实施计划、需求分析、软件设计、程序编码、测试及运行维护等。程序例： 24刘新华例： C+的一个示范程序。/This is a C+ Program. 注释语句#Includ

16、e 预处理命令void main() 函数 double x,y; 说明双精度变量x和y coutxy; 输入x和y的值 double z=x+y; x和y的内容相加赋给z cout”x+y=”zendl; 输出x+y=z的值执行该程序,显示如下信息:Enter two float numbers: 8.3 7.5x+y=15.8输入两个浮点数8.3和7.5，两数之间用空格分隔，按回车键后，屏幕显示如上结果：该程序中，只有一个函数main（），函数体内有5条语句。其功能解释在程序行的右边。25刘新华 软件的分类 语言处理程序 DOS 数据库系统 Windows 系统软件 操 作 系 统 UNI

17、X 设备驱动程序 软件 实用工具 人口普查软件 电子邮件管理软件 应用软件 办公软件 娱乐软件 计算机编程语言：机器语言、汇编语言、高级语言、面向对象语言处理程序（翻译程序 ）：汇编程序 、解释程序、编译程序26刘新华2.5 通信系统基础通信信号（模拟与数字）通信介质（双绞线：STP，UTP、同轴电缆：细缆，粗缆、光纤：光缆是一捆极细的玻璃管，每一根比人的头发还细的管子称为光纤，特点是光信号传输5000英里无须放大）传输速度（带宽，每秒多少比特b/s表示）光纤分类（单膜，传输速度达 50Gb/s、多膜，光速有空间波动，易安装）组建一个小网络（两台微机、两块网卡、RJ-45水晶头、连接、安装网络

18、软件）27刘新华两台电脑的连接两台电脑的连接方法一：用双绞线连接（1，2与3，6对换）方法二：自制电缆通过串口或并口连接。其方法如下：1.串口COM1到COM1或COM2到COM2；并口LPT1到LPT1。2.安装Windows网络组件：安装拨号网络适配器，在“控制面板”中双击“网络”，在弹出的窗口中依次单击“添加”-“适配器”-“添加”，在“厂商”中选择“Microsoft”，在“网络适配器”中选择“拨号适配器”，单击“确定”后按提示安装，并重新启动计算机；添加“Microsoft网络用户”；添加“Microsoft网络上的文件与打印机共享服务”；填写“标识”计算机的名称。3.安装“直接电缆

19、连接”通讯程序：在“控制面板”中双击“添加/删除程序”，在弹出的窗口菜单中依次单击“安装Windows”、通讯、详细资料、直接电缆连接、确定，然后按提示完成安装。4.设置主机和客户机：分别在主机和客户机中运行“附件”-“通讯”菜单中“直接电缆连接”；主机就单击“侦听”，客户机就单击“连接”，在客户机的文本对话框中输入主机名称（该主机名是指“控制面板”-“网络”窗口中的“标识”名称），确定。5.数据收发：主机与客户机连接后，可实现主客机的资源共享。在手法数据时，主机可以做其他事情，这是DOS下的通讯软件做不到的。28刘新华2.6 系统参数设置BIOS是微机的基本输入/输出系统（Basic Input Output System），其内容集成在主板上的一个ROM芯片上，主要保存着微机系统最重要的基本输入输出程序、系统信息设置、开机上电自检程序和系统启动自举程序等。 ROM PCI/ISA BIOS （） COMS SETUP UTILITY AWARD SOFTWARE，INC STANDARD CMOS SETUP SUPERVISOR PASSWORD BIOS FEATURES SETUP USER