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第2章计算机硬件与软件知识 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 1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 CPU 2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 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 3刘新华 DataBus 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AddressBus 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ControlBus 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 AGP 4刘新华 2 1 2主板及CPU 主板和CPU都是电脑中最关键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 5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 UniversalSerialBus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USB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USBLegacy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 UniversalSerialBusController 单击该控制器则看到两个项目 UniversalHostController和UniversalRootHub 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EnableDigitalCDAudioforThisCD ROMDevice选项 6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 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 7刘新华 CPU CentralProcessorUnit 中央处理单元生产CPU的三大公司 Intel AMD CyrixCPU的两种主要封装形式 Slot1 242线的电路板插槽 适用Pentium系列 Socket7 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 X86CPU系列的产生 1978年Intel首次推出16位微处理器 命名i8086 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 8刘新华 Asuspt4 9刘新华 10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 11刘新华 存储器分类 RAM DRAM SRAM SDRAM ROM内存PROMEPROM存储器FLASHEPROMFDHD外存TAPECD ROMCD R RW 12刘新华 存储器工作原理 数据代码 来自CPU或送往CPU 5同步缓存读令 来自CPU 写令34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 13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 GeForce2MX200 MX400显示卡 32M 64M显示内存 14刘新华 声卡与音箱 声卡一般由下列部件组成 LINEIN插孔 用来连接录音机或CD唱盘等附有放大器的音源装置 LINEOUT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 15刘新华 键盘 16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 17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 18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 Sony 19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 20刘新华 指令寻址方式 立即 直接 相对 变址 间接等方式 Addax 5 Addax 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 21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 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 P34 22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 23刘新华 例 C 的一个示范程序 ThisisaC Program 注释语句 Include预处理命令voidmain 函数 doublex y 说明双精度变量x和ycout x y 输入x和y的值doublez x y x和y的内容相加赋给zcout x y z endl 输出x y z的值 执行该程序 显示如下信息 Entertwofloatnumbers 8 37 5 x 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 24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UNIX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 25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 安装网络软件 26刘新华 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 串口COM1到COM1或COM2到COM2 并口LPT1到LPT1 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 安装 直接电缆连接 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 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 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 27刘新华 2 6系统参数设置 BIOS是微机的基本输入 输出系统 BasicInputOutputSystem 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 ROMPCI ISABIOS COMSSETUPUTILITYAWARDSOFTWARE INC STANDARDCMOSSETUPSUPERVISORPASSWORDBIOSFEATUR