计算机基础知识3

第四节微型计算机系统 天津医科大学计算中心 微型计算机系统 计算机硬件系统计算机软件系统 控制线 数据线 CPU 内存 输入设备 输出设备 运算器 控制器 程序数据 输出结果 主机 计算机的基本结构 微型计算机系统组成 微机硬件系统结构 计算机由五大部分组成 运算器 控制器 存储器 输入设备和输出设备基本工作原理都是存贮程序控制 基本结构属冯 诺依曼 JohnvonNeumann美籍匈牙利科学家 型计算机指令和数据均以二进制数的形式存储 总线 BUS 所谓总线 就是一组公共信息传输线路根据总线传输信息的信息的类别 可以把总线分为数据总线 地址总线和控制总线 数据总线用于传送程序或数据 地址总线用于传送主存储器地址码或外围设备码 控制总线用于传送各种控制信息 微机中常见总线 ISA 16位标准总线 数据传输率8MB s主要用于IBM PC XT AT及兼容机MCA总线 32位标准总线 数据传输率40MB s 适用于PC386 486等EISA总线 32位标准总线 数据传输率33MB s 适用于32位微处理器VESA总线 为486微机开发的32位标准总线 数据传输率132MB s 可扩充至64位 微机中常见总线 PCI总线 32 64位标准总线 数据传输率132MB s 主要用于Pentium机 微型计算机的硬件系统 主机 包括CPU和内存储器外存储器输入设备输出设备 CPU CentralProcessingUnit 中央处理器是微型计算机的核心部件 赛扬 CELERON 代2 4GHz AMDAthlon2 0GHz CPU 由运算器和控制器构成 运算器又称算术逻辑部件 ArithmeticLogicUnit 简称ALU控制器 Controller 是微型计算机的指挥和控制中心 它负责从内存中取指令 确定指令类型并对指令进行译码 按时间的先后顺序 向微机的各个部件发出控制信号 使整个计算机系统各个部件协调一致地工作 从而一步一步地完成各种操作 CPU的功能和主要性能指标 CPU的主要功能 ALU实现各种算术和逻辑运算 控制器对全机进行控制 CPU的主要性能指标 主频 运算速度 例PentiumIII500MHz 字长 处理数据的位数 存储器 功能 用于存放各种程序和数据 是计算机中各种信息存放和交流的中心 分类 内存 主存储器 半导体存储器 外存 辅助存储器 磁盘 磁带 光盘 关系 CPU 内存 外存 主机 RAM RandomAccessMemory 随机存储器 存放正在执行的程序和数据 CPU随时可存取RAM中的内容 关机后信息丢失 ROM ReadOnlyMemory 只读存储器 其内容只能读出 不能写入 存放常使用但不允许修改的程序 关机后信息不丢失 存储器由存储单元组成每个存储单元有一个地址每个单元存放一个数据 见下页 内存分为 Cache 高速缓冲存储器 与CPU速度接近 功能 加快CPU的读写速度 内存储器 只读存储器有以下几类 普通ROMPROM ProgrammableROM 可编程ROMEPROM ErasablePROM 可擦除PROM电可改写ROM ElectricallyAlterableRead OnlyMemory 其中的信息可用电而不用紫外灯擦除 但它的编程及擦除要使用特殊的仪器 随机存储器从制造工艺上可分为两类 双极型RAM 用普通的晶体管构成 存取速度快 但集成度低 功耗大 成本高MOS型RAM 它由MOS型场效应管组成 集成度高 功耗小 成本低 速度比双极型RAM低静态RAM SRAM 只要电源不切断 信息可以长时间稳定地保存 不需刷新 速度较快 常用于CACHE动态RAM DynamicRAM即DRAM 由于电容上的电荷会随时间延长而泄漏 因此要定时刷新所存信息 如100次 s 内存图片 三星Rambus256MB DDR现代256MB 暂时不用的程序和数据以文件形式存放在外存 需要时调入内存 微机常用外存 5 25英寸软盘 3 5英寸软盘 硬盘 主机箱内 光盘 磁盘写保护后 其中的信息只能读出 不能写入 外存储器 软磁盘存储器 返回 一个扇区有512个字节 软盘存储容量的计算 容量 面数 磁道数 扇区数 每个扇区字节数 一个磁道有若干个扇区 硬磁盘存储器 P37 一个硬磁盘由多个盘片组成 每个盘片的每面各对应于一个磁头 使用时要将盘片划分为磁道 因由多个盘片组成 称为柱面Cylinder 硬盘容量分档较多 常见的有40GB 60GB 80GB 160GB等多种 硬磁盘存储器 新硬盘必须经过低级格式化 分区和FORMAT格式化后方能使用低级格式化的作用是设置硬磁盘的工作参数分区 将硬磁盘划分为几个不同的存储区域FORMAT格式化的作用是对硬磁盘进行初始化 使记录格式能够为DOS所接受 检查是否有坏道 建立目录 文件分配表等 光盘存储器 光盘存储器使一种利用激光技术存储信息的装置 由光盘片和光盘驱动器组成用于微机的光盘可分为以下几种 只读光盘 CD ROM 一次性写入光盘 CD R 700MB左右可改写光盘 CD RW DVD ROM与DVD ROM驱动器 4 7GB注意事项 以辐射方式擦拭 切记用循环旋转方式清洁光盘表面 U盘 优盘 U盘是一种采用Flash芯片为存储介质 通过USB接口与计算机交换资料的新一代可移动存储盘 和传统的软盘不一样的是 U盘存储容量大 体积小 资料保存期特长而且安全 移动硬盘 朗科 艾美家 输入输出设备介绍 计算机内存 将程序和数据 通过输入设备 将计算机中运算结果和其他内容 通过输出设备 提供给人 输入 输出 见下页 微机常用输入输出设备 键盘鼠标器扫描仪光笔条形码读入器等 显示器打印机绘图机等 输入设备 输出设备 键盘 历史上最愚蠢的发明之一 最初 打字机的键盘是按照字母顺序排列的 但如果打字速度过快 某些键的组合很容易出现卡键问题 于是克里斯托夫 拉森 授斯 ChristopherLathamSholes 发明了QWERTY键盘布局 他将最常用的几个字母安置在相反方向 最大限度放慢敲键速度以避免卡键 授斯在1868年申请专利 1873年使用此布局的第一台商用打字机成功投放市场 这就是为什么有今天键盘的排列方式 比QWERTY键盘快得多的DUORAK键盘 1930年奥格斯特 多冉柯 AugustDvorak 发明了一种更优越的DUORAK键盘系统 将9个最常用的字母放在键盘中列 这种设计使打字者手指不离键就能打至少3000多个字 而QWERTY只能做到50个字 DUORAK是通过减少手指的运动量来降低工作强度 提高工作效率的 使用DUORAK 打字者的手指平均每日运动1英里 而QWERTY则是12到20英里 鼠标的诞生 1968年12月9日 世界上第一款鼠标诞生于加利福尼亚 它的发明者是DouglasEnglebart博士 它是一款真正意义上的机械鼠标 鼠标绝对称得上是计算机历史上里程碑式的产品 它的出现成为奠定GUI的重要基础之一 并且为此后计算机行业的发展产生了深远影响 鼠标的分类 按结构可分为机械式 光电机械式和光电式鼠标按接口分 有串行通信口鼠标器 总线式鼠标器和PS 2鼠标器按按键的多少来分可分为两键鼠标器和三键鼠标器 鼠标的主要性能指标 分辨率 Resolution 指每移动一英寸所能检测出的点数 ppi 微软的无线键盘 鼠标 微机常用输入输出设备 键盘鼠标器扫描仪光笔条形码读入器等 显示器打印机绘图机等 输入设备 输出设备 显示器 显示器由监视器 Monitor 和显示控制适配器 显卡 组成监视器分为阴极射线管 Cathode RayTube 监视器和LCDCRT监视器比较便宜 显示器的主要性能指标 分辨率 每屏的像素数低分辨率 300 200左右中分辨率 640 350左右高分辨率 640 4801024 768等点距 0 28mm0 22mm0 21mm屏幕尺寸 15寸 17寸 18寸 19寸等 显卡 按总线类型分ISA VESA PCI AGP按显示卡发展的过程分MDA CGA EGA VGA SVGA XG 8514A等 打印机 按印字方式 可分为串行式打印机 行式打印机 页式打印机按印字原理 可分为击打式打印机 针式打印机非击打式打印机 激光打印机 喷墨打印机 热敏打印机 打印机的主要性能指标 打印速度 高速中速低速cps 20030 200600150 60084 8400dpi 噪音 国家标准 55dB 绘图仪 是一种输出图形硬拷贝的输出设备 在绘图软件的支持下 可绘出各种复杂 精确的图形 是CAD不可缺少的设备 软件系统 操作系统语言处理程序数据库管理系统网络通信管理程序 系统软件 应用软件 面向问题的各种应用程序 方便用户使用而开发的各种工具软件程序 软件系统 软件系统 计算机程序和相关文档资料 操作系统是系统软件中最重要的软件 用来管理和控制计算机系统的硬件资源和软件资源 操作系统的五大基本功能处理机管理存储管理设备管理文件管理作业管理 操作系统 OS 系统软件 操作系统的分类单用户操作系统 如DOS多道批处理操作系统分时操作系统 如Unix实时操作系统 网络操作系统 如Unix Linux WindowsNT 系统软件 分时操作系统 语言处理程序 对各种程序设计语言原程序进行翻译 使之产生计算机可直接执行的目标程序 用二进制代码表示的程序 的各种程序的集合 计算机语言也是在不断发展的机器语言 汇编语言 高级语言 机器语言 MachineLanguage 001010010100101001101011指令 由操作码和操作数 地址码 构成机器语言就是这些指令的集合 叫指令系统用机器语言编写的程序叫目标程序 计算机可以直接识别并执行缺点 难学 难记 难理解 各机器间不能通用 汇编语言 AssemblerLanguage 汇编语言是在机器语言的基础上发展起来的 用一些文字 符号和数字 按规定的格式表示不同的指令 是一种用符号表示的低级程序设计语言如LDSTAADDSUBDIVHALT 高级语言 HighLevelLanguage 是一种有统一的语法 独立于机器 便于人们理解和使用的程序设计语言高级语言