第1章计算机系统概述.ppt

第1章计算机系统概述 内容简介 计算机的发展计算机的逻辑组成计算机的硬件组成计算机的分类计算机的性能指标配置计算机计算机的使用与维护 1 1计算机的发展 计算机的出现 第一台计算机是1946年2月15日由美国宾夕法尼亚大学研制的 名为ENIAC 后来 由天才数学大师 美籍匈牙利数学家冯 诺依曼对其进行了改进 并命名为 冯 诺依曼 体系计算机 现在的计算机都是由 冯 诺依曼 体系计算机发展而来的 因此冯 诺依曼被西方科学家尊称为 计算机之父 1 1 2计算机的发展历程 第一代 电子管计算机第二代 晶体管计算机第三代 集成电路计算机第四代 大规模集成电路计算机 第一代 电子管计算机 1946年 电子管计算机采用磁鼓作存储器 磁鼓是一种高速运转的鼓形圆筒 表面涂有磁性材料 根据每一点的磁化方向来确定该点的信息 第一代计算机由于采用电子管 因而体积大 耗电多 运算速度较低 故障率较高而且价格极贵 第二代 晶体管计算机 1957年 第二代计算机的主要逻辑部件采用晶体管 内存储器主要采用磁芯 外存储器主要采用磁盘 输入和输出方面有了很大的改进 价格大幅度下降 在程序设计方面 研制出了一些通用的算法和语言 其中影响最大的是FORTRAN语言 ALGOL和COBO语言随后也相继出现 操作系统的雏形开始形成 第三代 集成电路计算机 60年代 第三代计算机用集成电路作为逻辑元件 使用范围更广 尤其是一些小型计算机在程序设计技术方面形成了三个独立的系统 操作系统 编译系统和应用程序 总称为软件 值得一提的是 操作系统中 多道程序 和 分时系统 等概念的提出 结合计算机终端设备的广泛使用 使得用户可以在自己的办公室或家中使用远程计算机 第四代 大规模集成电路计算机 80年代 第四代计算机是指从1970年以后采用大规模集成电路 LSI 和超大规模集成电路 VLSI 为主要电子器件制成的计算机 例如80386微处理器 在面积约为10mmXl0mm的单个芯片上 可以集成大约32万个晶体管 1 1 3计算机的未来 1 巨型化2 微型化3 网络化4 智能化 1 2计算机的逻辑组成 计算机系统由硬件系统和软件系统两部分组成 计算机硬件是支撑软件工作的基础 没有足够的硬件支持 软件也就无法正常工作 计算机软件随硬件技术的迅速发展而发展 正是软件的不断发展与完善 导致软件对硬件的要求越来越高 从而促进了硬件的发展 两者的关系可谓唇齿相依 缺一不可 1 2 1硬件系统 硬件系统 计算机的硬件 Hardware 是指组成计算机的看得见 摸得着的实际物理设备 这些计算机硬件按照计算机系统结构的要求构成一个有机的整体 所以也称计算机硬件系统 1 主机 主机是计算机最主要的设备 它相当于人的大脑 几乎所有的文件资料和信息都由主机来处理和保存 主机中有主板 CPU 内存条 硬盘 光盘驱动器 软盘驱动器 显示卡 声卡 电源等重要配件 这就是主机 2 外部设备 外部设备 简称 外设 就是除了主机以外的所有设备 计算机的常用外设包括显示器 键盘 鼠标 音箱 打印机 扫描仪和绘图仪等 它们通过机箱后面的电缆线与主机相连 3 冯 诺依曼计算机体系结构 1 运算器 运算器 顾名思义即进行计算的机器 运算器是数据处理装置 用来完成对数据的算术运算和逻辑运算 2 控制器 控制器是指进行控制的机器 用来控制整个计算机自动执行程序 它类似于人的大脑中枢 指挥和协调计算机各部件的工作 控制器可以发出各种指令 用来对计算机的运算器等部件进行控制 以控制整个计算机的运行 指挥和协调计算机各部件的工作 CPU 运算器和控制器合称为中央处理单元 CentralProcessingUnit 被集成在一个集成电路里 简称CPU CPU是整个计算机的中枢 通过各部分的协同工作 实现数据的分析 判断和计算等处理 以完成程序所指定的任务 3 存储器 存储器是计算机存放数据的仓库 存储器分为内存储器和外存储器 内存储器又叫内存或主存 其容量较小 但速度快 用于存放临时数据 外存储器是辅助存储器 简称外存 其容量较大 但速度较慢 用于存放计算机暂时不用的数据和程序 4 输入设备 输入设备是指将数据输入到计算机中的设备 早期 输入设备是一台读孔的机器 它只能输入 0 和 1 两种数字 随着高级语言的出现 人们逐渐发明了键盘 鼠标 扫描仪和手写板等人性化的输入设备 从而使计算机不再只是科学家能够操作的工具 一般人也可以轻松驾驭 5 输出设备 在计算机中 输出设备负责将计算机处理数据时的中间过程和结果告知人们 让人们以此来判断计算的正确性 最常见的输出设备有显示器 打印机和绘图仪等 1 2 2软件系统 计算机的软件 Software 是指为了运行 管理和维护计算机系统所编制的在硬件上运行的各种程序及相关资料的总和 1 系统软件 系统软件是指那些保障计算机系统正常运行的系统基础环境软件 还有那些用来开发新的应用程序的系统基本工具软件 如计算机的基本输入输出系统 BIOS 和操作系统 DOS Unix Linux和Windows等 2 应用软件 应用软件是指那些建立在系统软件之上的专门用于解决某类应用的软件 也叫实用程序 应用软件可以分为Office软件 辅助设计软件 用户编制软件和各种工具软件 1 3深入计算机内部的硬件组成 主板中央处理器内存外存储器显示系统 音频设备输入设备打印机网络设备机箱和电源 1 主板 主机箱中最大的电路板是主板 又称系统版或母板 主板的外形一般为矩形 它是整个计算机的组织核心 将在第2章介绍 这就是主板 2 中央处理器 CPU 中央处理器即CPU CPU包含运算器和控制器 它是计算机硬件的核心部件 是计算机的信息处理和控制中心 CPU芯片安装在主板的CPU插座上 上面还带有一个散热器 详细介绍见第3章 CPU 3 内存 计算机的存储器分为内存储器和外存储器 内存又称 主存储器 用来暂时存放计算机运行所需的程序和数据 内存条安装在主板的内存条插槽上 我们将在第4章详细介绍内存 内存 4 外存储器 外存储器在计算机系统中通常是作为后备存储器使用 外存储器的特点是容量大 信息可以长期保存 但存取速度相对较慢 硬盘 光盘 软盘和移动存储设备等 我们将在第5章 第7章 第8章介绍 硬盘 5 显示系统 显示系统包括显卡和显示器 显卡又称显示适配器 它用于给显示器提供并控制显示器的显示方式 显示器是一种输出设备 将在第6章介绍 6 音频设备 音频设备包括声卡和音箱 声卡是多媒体计算机必不可少的部件 音箱是多媒体计算机不可缺少的重要的输出设备 它与声卡连接 输出声音 将在第9章介绍 7 输入设备 键盘鼠标扫描仪数码相机 数码摄像机 写字板 语音输入等 将在第10章详细介绍 8 打印机 打印机是计算机系统的主要输出设备之一 能将计算机输出的信息以单色或彩色的字符 汉字 表格和图像等形式印刷在纸上 目前主要有针式 喷墨和激光三种打印机 将在第11章介绍 9 网络设备 网络设备主要有用于连接局域网的网卡和使用电话线上网的调制解调器 网卡 又称为网络卡或网络接口卡 调制解调器 Modem 使计算机之间能够通过电话线进行数据通信 将在第13章介绍 10 机箱和电源 机箱是安装放置各种计算机设备的装置 电源也称为电源供应器 它是计算机的心脏 将在第12章介绍 1 4计算机的分类 巨型机大型机小型机工作站微型计算机 1 4 2微型计算机的分类 目前 微型计算机主要有两种结构形式 1 台式机2 便携机 笔记本电脑 1 台式机 台式机需要放置在桌面上 它的主机 键盘和显示器都是互相独立的 通过电缆和插头连接在一起 其特点是 价格便宜 部件标准化程度高 系统扩充维护维修方便 便于用户自己组装 2 便携机 笔记本电脑 便携机又称为笔记本电脑 它把主机 显示器 键盘 鼠标等部件组装为一体 并配备蓄电池供电的一种微型计算机 体积一般为手提包大小 可以随身携带 1 5计算机的性能指标 字长主存容量时钟频率可靠性性能价格比 1 字长 字长是指计算机内部参与运算的数的位数 它决定着计算机内部寄存器 ALU ArithmeticandLogicUnit 算术逻辑单元 和数据总线的位数 直接影响着计算机的硬件规模和造价 计算机的字长通常为4位 8位 16位和32位 64位字长的高性能微型计算机也已推出并成为市场主流 2 主存容量 主存容量是指主存储器所能存储二进制信息的总量 计算机的主存容量一般以字节 Byte 数来表示 每8位 Bit 二进制为一个字节 每1024个字节称为1KB 1024B 1KB 即千字节 每1024KB为1MB 1024 1024KB 1MB 即兆字节 每1024MB为1GB 即千兆字节 3 时钟频率 主频 时钟频率是指CPU在单位时间 秒 内发出的脉冲数 通常 时钟频率以兆赫 MHz 为单位 时钟频率越高 计算机运算速度就越快例如 Pentium计算机的主频有133MHz 166MHz 200MHz 233MHs 266MHz 300MHz 1GMHz 1 5GHz 2GMHz 2 5GHz和3GHz等 4 可靠性 计算机的可靠性是一个综合的指标 应由多项指标来综合衡量 但一般常用平均无故障运行时间来衡量 平均无故障运行时间是指在相当长的运行时间内 用计算机的工作时间除以运行时间内的故障次数所得的结果 它是一个统计值 此值越大 则说明计算机的可靠性越高 即故障率越低 5 性能价格比 性能价格比是计算机性能与价格的比值 它是衡量计算机产品性能优劣的一个综合性指标 还应包括软件功能 如高性能操作系统 各种高级语言和应用软件配置 外设的配置 可维护性和兼容性等 显然 性能价格比的比值越大越好 1 6如何配置计算机 配置 就是要确定计算机系统的部件与型号 档次 厂家 以便组成一个适合于自己的计算机系统 1 6 1品牌机与兼容机 1 品牌机品牌机一般指具有雄厚实力 大规模生产的 占市场一定销售份额的 有自己品牌的计算机 1 品牌机的特点 完善的整体设计经过严格的测试 并达到了一定的标准软件配置齐全 且均为正版良好的售后服务和质量保证 2 品牌机的分类 1 低端商用办公类 2 中端商用办公类 3 高端商用办公类 4 图形工作站 5 网络服务器 2 兼容机 兼容机也叫做组装机 它是用户根据自己的需要去购买主板 CPU 内存 硬盘等等进行组装 其显著特点是扩充性能好 兼容机在国内家有计算机市场占了很大份额 相对于品牌机的质量保证来说 组装机的整机质保由组装者负责 配件质保由配件销售商负责 组装机的另一大弊病是没有软件 1 6 2选购配件 按需求选购不购买最新推出的产品谨防假货和水货注意部件的搭配注重售后服务 1 按需求选购 按照自己的需求选购计算机 如果需要进行图像和视频等处理 那么就需要一台配置较高的计算机 以胜任图像和视频处理的需要 如果进行打字 上网和文字处理等简单工作 那么一台低端配置的计算机同样能够满足需要 而且还可以节省一大笔开销 2 不购买最新推出的产品 新的产品刚推出来时往往都存在着一些不足 这些是难免的 大多数产品都是在新推出来不久 立即就推出改良产品 当然也不要去买过时的产品 3 谨防假货和水货 假货和水货都有一个共同点 就是价格比市面上的同类产品便宜 不过千万不要贪图便宜而购买这类产品 因为这类产品没有任何的售后服务 产品质量得不到保证 4 注意部件的搭配 比方说 在买计算机时 CPU的处理速度你选得很高 内存也比较大 主板也比较好 但是却选一个速度低或容量较小的硬盘 这样搭配起来 那就发挥不出你计算机的优势 所以在购买部件时要注意充分发挥各个部件的最好工作状态 5 注重售后服务 由于计算机是高精密设备 因此售后服务相当重要 在选购计算机或其中的零部件时 要注意销售商提供的售后服务是否周到 这样可减少后顾之忧 1 6 3配置计算机 低端配置中端配置高端配置 1 低端配置 这种配置中 选用主流配置一般能满足基本需求 主流产品 是最大众化的产品 得到了最广泛的软 硬件厂商的支持 使用起来更放心 各个部件选择主流 市场上销量最大的 要求满足上网 办公 文字处理 家庭影院 炒股 游戏等 配置 主流CPU 普通主板 集成显卡和网卡及声卡 内存要满足一般软件运行 硬盘要够用 光驱选择DVD 鼠标和键盘要结实实用 必需的驱动程序 低端配置 CPUIntel奔腾双核E5400 盒 主板华硕P5G41C MLX内存金士顿2GBDDR31333硬盘希捷500GB7200 1216M 串口 散显卡影驰GT240中将版液晶显示器AOC993S机箱先马网际快马2号 配P43C电源 2 中端配置 这种配置中 选用当前市场的主力军 市场主力军 能够满足一般专业人士和普通发烧友的需要 要求满足上网 办公 文字处理 家庭影院 炒股 游戏基本需要外 还要满足刻录 影像处理 多媒体制作 编程等专业功能 配置 CPU选用当前市场的主力军 主板考虑到性价比的因素选择较好的产品 也要考虑芯片组的类型 是选择集成显卡 还是选择独立显卡 是否选择集成网卡及声卡 内存要够大 硬盘选择要充分考虑到今后大量数据存储的需求 光驱选择DVD光驱 显示器要为了得到最好的视频效果 配置无论在游戏 影视方面都会有不俗的表现 还要考虑显示尺寸的大小 预装正版流行操作系统 所有部件都要保修 中端配置 CpuIntel酷睿i3530主板华硕P7H55 MPro内存宇瞻2GBDDR31333 经典系列 硬盘希捷500GB7200 1216M 串口 散 显卡CPU集成LCDAOCF22S机箱金河田竹简 中国风系列 电源机箱自带键鼠罗技无影手EX100键鼠套装音箱用户自行选购光驱先锋DVR 218CHV 3 高端配置 这种配置中 选用当前市场的高端配置 高端配置 能够要求满足上网 办公 文字处理 家庭影院 炒股 游戏 刻录 影像处理 多媒体制作 编程基本需要外 还要满足二维 三维图像设计 密集数据采集运算 虚拟显示 WEB及其它服务等更专业的功能 配置 CPU选用当前市场的高端的CPU 主板最高可以支持多个CPU 同时该主板保修三年 内存足够大 硬盘很大 还要有大的外存储器 音频设备方面满足图像设计需求 显示器响应时间要短 预装正版满足要求的操作系统 总体来看 该配置功能全面 配件的可塑性强 对于硬件发烧友或高级家庭用户都是一个很好的选择 高端配置 cpuInteli5760 盒 主板微星P55 GD55内存金士顿2GDDR31333X2硬盘希捷1TBSATA232M7200 12 ST310005显卡蓝宝石HD57701GBGDDR5LCDAOCiF23机箱动力火车绝尘侠T01电源康舒Ipower470W键鼠雷柏1800无线键鼠套装音箱用户自行选购光驱先锋DVR 218CHV 1 7计算机的使用与维护 计算机维护是提高计算机使用效率和延长计算机使用寿命的重要措施 应该引起我们的足够重视 计算机的正常运行需要管理人员的适当维护 如果不注意维护 就可能导致系统崩溃 虽然维护常常只是一些举手之劳的工作 1 7 1计算机硬件的维护 1 开关机顺序2 内存的使用与维护3 中央处理器的使用与维护4 硬盘的保护5 显示器的使用6 键盘 鼠标的使用与维护 2 开关机顺序 1 开机顺序开机时先开外设 后开主机 2 关机原则关机时为先关主机 后关外