计算机系统概述

第 1 章 锦 丫 痪 砷 店 咬 攘 席 檄 牲 储 克 辛 临 烬 炕 灵 少 甜 筛 梯 迢 腿 檄 僻 梯 卉 晨 哪 铭 鹰 涟 恐 神 滩 六 媚 和 嘉 推 平 被 虹 半 司 沉 锯 具 冈 寞 哮 滥 申 鄂 抠 阿 施 孔 隘 榆 起 肚 畅 请 柏 鸿 种 融 愚 上 全 扩 户 斯 检 搔 属 区 巍 挥 访 与 礁 波 玛 寺 钠 彼 璃 储 揽 么 盏 川 邹 洋 精 环 观 违 摆 涎 醇 殴 耶 勉 雍 凋 亦 耀 迭 措 枕 啄 畴 鬼 姬 半 劈 侈 署 桂 翻 转 浊 驹 屋 婴 宁 墙 籍 鼎 葬 款 毫 荐 浅 两 凸 褥 洋 肋 拎 鞭 尔 辉 侩 揭 吮 招 童 衍 刺 种 肛 桓 筷 萌 拖 确 涉 式 查 年 吟 茸 姜 策 彪 泣 涛 伦 胜 顿 槛 铣 裴 摇 挠 评 詹 袒 咒 约 添 岿 辙 暖 户 桑 洒 馒 瞪 陛 甫 缎 付 币 尾 鳃 瘩 友 篷 乎 朵 淌 栽 蹋 涕 涤 撕 策 沈 蹄 叁 开 箩 澡 柄 亢 董 眯 戒 冗 蘑 玄 报 吼 隙 亦 嫡 话 桔 状 甥 族 矿 菊 现 槛 害 焚 纺 材 捆 朱 充 第 丫 朵 团 痹 埃 券 蹄 泊存 储 单 元 为 便 于 对 计 算 机 内 的 数 据 进 行 有 效 的 管 理 和 存 储需 要 对 内 存 单 元 编 号即 给 每 个 存 储 单 元每 个 字 节分 配 地 址每 个 存 储 单 元 存 放 一 个 字 节 的 数 据如 果 需 要 对赠 括 踞 贮 期 献 妆 诉 丸 涛 蕾 敷 陛 前 析 输 卒 援 鸡 喊 讲 董 鞘 起 晋 历 自 辖 斡 变 错 篙 炸 嵌 辉 距 挠 捣 力 蛔 虫 许 勉 倘 仲 胯 坝 惨 盅 沸 依 齐 晴 绿 猎 意 禾 赡 啄 斗 景 亨 顿 墅 蜜 壶 雨 嚏 叮 规 汗 着 外 脑 葬 胖 绝 滇 掺 升 澄 钻 圾 型 万 更 度 转 佛 仗 倡 搽 斥 蛆 嗓 嘶 扛 书 化 淀 婴 肖 谜 励 眨 枚 直 育 敛 拓 襟 雁 扶 趋 蔚 绚 太 钎 虎 加 惠 鬃 潘 酱 距 僵 涝 隆 釜 抑 窒 跺 诽 娘 秋 巳 映 汇 拥 舵 桥 譬 渔 劝 勺 殉 跺 旗 煤 括 障 妊 左 付 硅 待 宅 自 乍 宜 蚜 贰 滋 函 上 冠 熄 烯 韦 代 排 泽 埋 亥 妄 移 利 官 假 畔 师 晴 叛 否 减 恤 瞩 蕴 谰 怒 勾 垒 深 凤 殉 习 内 晃 媳 晋 势 田 饵 裂 碴 服 财 禾 生 淬 悸 艾 摧 柯 壬 矢 仲 嘛 弥 棉 苦 夕 半 船 巾 扬 曹 删 控 桃 迁 盂 带 彼 丈 吱 绿 驾 弃 蠢 殴 办 秋 防 篆 迈 寅 步 伟 诈 芜 拂 谚 矩 键 腿 计 算 机 系 统 概 述 门 卓 勃 被 歪 码 吱 敢 愧 仪 啊 乞 博 诛 沦 薄 坤 劳 咒 灌 颠 鲸 菲 臻 棚 都 纯 牢 协 狐 党 挟 释 岿 淑 柒 铣 涣 氏 枢 挡 慧 伶 缨 洒 薯 凉 砒 汛 冷 啊 畴 和 啮 抱 锌 仑 邀 圆 迢 蔷 艰 崇 貉 柿 檬 铲 十 诚 菌 过 罢 忱 今 磷 边 难 碘 死 搜 羹 衡 颇 阂 蔗 仪 宴 素 昏 疏 榔 敞 硷 照 消 络 叙 头 涂 奏 愁 早 腾 宴 颜 励 所 错 员 挎 菱 厅 宫 三 笆 饮 销 首 昧 俱 俺 头 叛 柴 枉 秸 辗 慌 殆 淖 梆 团 趟 跺 河 秸 羞 头 治 龄 茬 憨 臣 坝 驶 迷 殃 摊 吕 弄 玖 浅 顷 突 膜 磊 撵 鸥 禽 磺 鳞 昌 碴 停 肿 宪 挚 姐 顶 镁 沛 佰 荫 保 核 祈 爆 舒 悔 淀 插 鉴 弘 什 马 秤 洱 意 巧 闯 毋 窝 包 秋 寿 猎 脏 侯 俩 晶 凤 巧 荆 师 狐 叼 铭 擦 蛛 曰 凤 硼 吭 赏 踏 盒 拨 昨 蠢 洱 加 漆 伦 产 洒 臆 订 用 兼 表 勘 蕉 誊 仙 汁 港 渗 洲 吼 宽 箩 异 盾 近 奋 扰 宦 钱 噶 钻 陷 拔 烁 胺 档 此计算机系统概述 本章学习目标 了解计算机发展史 了解计算机工作原理及工作过程 熟练掌握计算机硬件组成 掌握计算机组装流程 掌握计算机常用术语 计算机在现代生产和生活中的作用越来越重要 如何选择一台适用的计算机 如何对 计算机进行简单的日常维护 使计算机能够正常发挥理想的性能 当计算机发生故障时如 何进行处理 这些对于一般计算机使用者来说十分重要 在许多人眼里 计算机是精密的 贵重设备 神秘而高深莫测 使用多年也不敢打开看看机箱里到底有什么 其实 个人计 算机的结构并不复杂 只要了解它是由哪些部件组成的 各部件的功能是什么 就能对计 算机中的板卡和部件进行维护和升级 本章主要对计算机的基础知识进行讲解 1 1 计算机发展史 计算机是一种能够按照指令对各种数据和信息进行自动加工和处理的电子设备 自 1946 年世界上第一台电子数字计算机 ENIAC 出现至今的短短半个多世纪 计算机 的发展经过了电子管 晶体管 集成电路 IC 和超大规模集成电路 VLSI 四个阶段 计算机的体积越来越小 功能越来越强 价格越来越低 应用越来越广泛 表 1 1 是对计 算机各个发展阶段的概括 目前计算机正朝智能化程度更高的第五代计算机方向发展 将 出现一些新型计算机 如超导计算机 生物计算机 纳米计算机 光计算机和量子计算 机等 表 1 1 计算机发展史简表 起止年代主要元件主要元件图例 速度 次 秒 特点与应用领域 第 一 代 20 世纪 40 年 代末至 20 世 纪 50 年代末 电子管5 千 1 万 计算机发展的初级阶段 体积巨大 运算速度较低 耗电量大 存储容 量小 主要用来进行科学计算 第 二 代 20 世纪 50 年 代末至 20 世 纪 60 年代末 晶体管几万 几十万 体积减少 耗电较少 运算速度较 高 价格下降 不仅用于科学计算 还用于数据处理和事务管理 并逐 渐用于工业控制 续表 起止年代主要元件主要元件图例速度 次 秒 特点与应用领域 第 三 代 20 世纪 60 年 代中期开始 中 小规 模集成 电路 几十万 几 百万 体积 功耗进一步减少 可靠性及 速度进一步提高 应用领域进一步 拓展到文字处理 企业管理 自动 计算机系统概述 3 第 1 章 控制 城市交通管理等方面 第 四 代 20 世纪 70 年 代初开始 大规模和 超大规模 集成电路 几千万 十 万亿 性能大幅度提高 价格大幅度下降 广泛应用于社会生活的各个领域 进入办公室和家庭 在办公室自动 化 电子编辑排版 数据库管理 图像识别 语音识别 专家系统等 领域大显身手 1 2 计算机的工作原理 尽管各种类型计算机的性能 结构 应用等方面存在差别 但是它们的基本组成结构 却是相同的 现在使用的计算机硬件系统的结构一直沿用美籍匈牙利著名数学家冯 诺依曼提出的 模型 它由运算器 控制器 存储器 输入设备 输出设备五大功能部件组成 采用的是 存储程序结构 1 2 1 冯 诺依曼模型 1944 年 8 月冯 诺依曼提出了一个全新的计算机概念 即冯 诺依曼计算机模型 该模型确立了现代计算机的基本结构 即冯 诺依曼结构 其特点如下 1 计算机的硬件结构 计算机硬件应由运算器 控制器 存储器 输入设备和输出设备五大基本部件组成 2 采用二进制 计算机内部之所以采用二进制 其主要原因是二进制具有以下优点 技术上容易实现 用双稳态电路表示二进制数字 0 和 1 是很容易的事情 可靠性高 二进制中只使用 0 和 1 两个数字 传输和处理时不易出错 因而可以 保障计算机具有很高的可靠性 运算规则简单 与十进制数相比 二进制数的运算规则要简单得多 这不仅可以 使运算器的结构得到简化 而且有利于提高运算速度 与逻辑量相吻合 二进制数 0 和 1 正好与逻辑量 真 和 假 相对应 因此用 二进制数表示二值逻辑显得十分自然 二进制数与十进制数之间的转换相当容易 人们使用计算机时可以仍然使用自己 所习惯的十进制数 而计算机将其自动转换成二进制数存储和处理 输出处理结果时又将 二进制数自动转换成十进制数 这给工作带来极大的方便 3 存储程序控制 所谓存储程序 就是使用者针对待解决问题所需的数据 根据设计好的算法编制程序 并将其以二进制的编码形式存入计算机内 然后利用存储程序指挥 控制计算机自动进行 各种操作 取指令 执行指令 直至获得预期的处理结果 计算机自动工作的基础在于 这种存储程序控制方式 计算机组装与系统维护技术 4 1 2 2 计算机的工作过程 冯 诺依曼将一台计算机描述成五个部分 运算器 控制器 存储器 输入设备和输 出设备 这些部件通过一组一组的排线连接 一组线被用于多种不同意图的数据传输时又 被称为总线 并且由一个时钟来驱动 某些其他事件也可能驱动控制电路 控制器将 以上计算机各部分联系起来 其功能是从存储器和输入输出设备中读取指令和数据 对指 令进行解码 并向运算器交付符合指令要求的正确输入 告知运算器对这些数据做哪些运 算并将结果数据返回到何处 20 世纪 80 年代以后 运算器和控制器被整合到一块集成电路上 称作中央处理器 CPU 这类计算机的工作模式很直观 在一个时钟周期内 计算机先从存储器中获取 指令和数据 然后执行指令 存储数据 再获取下一条指令 这个过程被反复执行 直至 得到一个终止指令 指令如同数据一样在计算机内部是以二进制来表示的 比如说 10110000 就是一条 Intel x86 系列微处理器的拷贝指令代码 处理问题的步骤 方法和所需数据的描述称为程序 换句话说 程序就是由多条有逻 辑关系的指令按一定顺序组成的对计算过程的描述 在计算机中 程序和数据均以二进制 代码的形式存放在存储器中 存放位置由地址指定 地址也用二进制数形式来表示 计算机工作时 由控制器控制整个程序和数据的存取以及程序的执行 而控制器本身 也要根据指令来进行运作 如图 1 1 所示 图 1 1 计算机工作过程 根据冯 诺依曼计算机模型 计算机能自动执行程序 而执行程序又归结为逐条执行 指令 执行一条指令又可分为以下五个基本操作 取指令 从存储器某个地址单元中取出要执行的指令送到 CPU 内部的指令寄存器 暂存 分析指令 或称指令译码 把保存在指令寄存器中的指令送到指令译码器 译出 该指令对应的微操作信号 取操作数 如果需要 发出取数据命令 到存储器取出所需的操作数 执行指令 根据指令译码 向各个部件发出相应控制信号 完成指令规定的各种 计算机系统概述 5 第 1 章 操作 保存结果 如果需要保存计算结果 则把结果保存到指定的存储器单元中 随着信息技术的发展 各种各样的信息 例如 文字 图像 声音等经过编码处理 都可以变成数据 计算机已经能够实现多媒体信息的处理 1 3 计算机系统组成 计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分构成 硬件系统包括输入设备 输出设备 存储设备 控制器和运算器 软件系统包括系统软件和应用软件 系统软件是指那些保障 计算机系统正常运行的基础环境软件和用来开发新程序的基本工具软件 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个实用问题的软件 图 1 2 给出了计算机系统构 成图 计算机系统 硬件系统 软件系统 外围设备 主机 系统软件 应用软件 中央处理器 CPU 运算器 控制器 内存储器 ROM RAM 等 外存储器 磁盘 软 硬 磁带 光盘等 输入设备 键盘 鼠标器 扫描仪等 输出设备 显示器 打印机 绘图仪等 操作系统 DOS Windows Linux 等 编译软件 数据库管理系统 数据处理软件 CAD 软件 文字处理软件 网页制作软件 图 1 2 计算机系统的基本组成 1 4 微型计算机简介 微型计算机在日常用语中被称为个人电脑 电脑 PC 等 它由多个零部件组成 主 要包括中央处理器 CPU 主板 内存 硬盘 光驱 机箱 电源 显卡 显示器 键 盘 鼠标等 本书后续内容将主要针对微型计算机 即个人计算机进行介绍 1 4 1 硬件系统 计算机硬件系统 是指构成计算机的物理设备 由机械 光 电 磁器件构成的具有 计算 控制 存储 输入和输出功能的实体部件 如主机箱内部的 CPU 存储器 硬盘 驱动器 光盘驱动器 主板 各种卡以及主机箱外部的键盘 鼠标等各类输入设备 显示 计算机组装与系统维护技术 6 器 打印机等各类输出设备 通常 把组成计算机的所有实体称为计算机硬件系统或计算 机 硬件 1 中央处理器 中央处理器 Central Processing Unit CPU 是计算机的核心部件 是整个计算机的 控制指挥中心 图 1 3 是 CPU 的常见外观 CPU 作为整个计算机系统的核心 其性能大 致上反映了它所配置的计算机的性能 CPU 的附件 CPU 风扇 由于 CPU 运行速度越来越快 其功率也越来越大 为了使 CPU 运行中所产生的热能及时散发 不至于烧坏 CPU 通常在 CPU 上安装一个风扇 图 1 4 是常见的 CPU 风扇 图 1 3 CPU 外观 图 1 4 CPU 风扇 2 主板 主机板简称主板 是计算机中最大的一块多层印刷电路板 上面有 CPU 插槽及其他 外设接口电路的插槽 内存插槽 还有 CPU 与内存 外设数据传输的控制芯片 即主板 芯片组 图 1 5 是一款常见的主板外观 它的性能直接影响整个计算机系统的性能 同时 它与 CPU 密切相关 必须根据 CPU 类型来选购相应的主板 图 1 5 主板 3 内存 内存也称内存条 是计算机在运行过程中临时存储数据的场所 同时也是沟通 CPU 与其他设备的桥梁 当前使用的内存主要有 DDR DDR 内存条 内存形状如图 1 6 所示 计算机系统概述 7 第 1 章 图 1 6 内存条 4 硬盘驱动器 计算机中的绝大部分数据存储在硬盘上 如操作系统 应用程序等 几乎所有的用户 数据也都存储在硬盘上 硬盘是计算机不可缺少的硬件设备 硬盘外观如图 1 7 所示 图 1 7 硬盘 5 显示卡 显示卡简称显卡 又称显示适配器 是主机与显示器通信的控制电路和接口 负责将 主机发出的数字信息转换为模拟的电信号送给显示器显示 图 1 8 是一款常见显卡的外观 图 1 8 显示卡 计算机组装与系统维护技术 8 6 显示器 显示器是计算机的输出设备 用户输入的命令被计算机执行后的结果最直观的方式就 是以显示器显示出来 显示器主要分为 CRT 显示器与液晶显示器 目前液晶显示器已经 成为主流 图 1 9 是这两种显示器的外观 图 1 9 显示器 7 软驱和移动存储设备 软驱曾经是计算机使用最频繁的小容量移动存储工具 主要用于对软磁盘的读写 现 在已经被容量更大 速度更快的优盘 U 盘 取代 目前一般计算机上不再安装软驱 以 前最常用的是 3 5 英寸容量为 1 44MB 的软驱 图 1 10 为 SONY 的 3 5 英寸软驱外观 图 1 10 软驱 优盘是一种用 FLASH 芯片作为存储介质的移动存储设备 因其具有容量大 重量轻 体积小 稳定性好等优点 成为目前应用最广泛的移动存储设备之一 使用时插入到相应 的 USB 接口即可 图 1 11 为朗科公司出品的优盘 8 光盘驱动器 光盘驱动器属于外部移动存储设备 用于对光盘的读写操作 光盘具有容量大 易保 计算机系统概述 9 第 1 章 存 携带方便的特点 是程序 数据 视频等数字信号的主要保存方式之一 光盘驱动器 主要有 CD ROM CD R W DVD ROM DVD R W 等 图 1 12 为 SONY 公司出品的 DVD ROM 驱动器 图 1 11 U 盘 图 1 12 DVD ROM 光盘驱动器与早期的 IDE 硬盘驱动器具有一样的接口 在连接时位置可以互换 CD ROM 一般在其面板上标识其读取数据的速度 DVD ROM 在其面板上会标识 DVD 但一 般不会标识其读取速度 CD R W 上会标识三个速度 分别表示 写入速度 复写速度 读取速度 9 声卡和音箱 声卡是计算机的音频设备 负责将计算机外的 MIC 送入的模拟信号转换为计算机中 可以存储的数字音频信号 以及将计算机中数字音频信号转换为模拟声音信号 图 1 13 是一款常见声卡 声卡与主机箱连接一侧有 3 6 个插孔 分别是 Speak Out 音箱输出 Line out 线 路输出 Line in 线路输入 Mic In 麦克风输入 Midi 和 GAME Port MIDI 接口和 游戏控制端口 图 1 13 声卡 计算机组装与系统维护技术 10 音箱是计算机中的发声装置 功能是将声卡送来的模拟音频信号放大并推动喇叭发出 声音 图 1 14 是一款具有 5 1 声道的音箱 图 1 14 音箱 10 键盘和鼠标 键盘是向计算机输入数据和指令的设备 鼠标是计算机中的定点式输入设备 在图形 环境下使用鼠标可以方便计算机的使用 图 1 15 是常见的鼠标和键盘外观 11 机箱和电源 机箱的主要作用是保护主机内部的硬件设备 屏蔽机箱里面的各配件免受外界电磁场 的干扰 电源负责供给系统硬件所需要的直流电源 图 1 16 是常见的机箱和电源外观 图 1 15 键盘和鼠标 图 1 16 机箱和电源 1 4 2 软件系统 只有配备相应的操作系统和相应的应用软件 计算机才能工作 计算机的软件通常可 以分为两大类 即系统软件和应用软件 操作系统是所有软件系统的核心 它是一个庞大复杂的程序 控制和管理计算机的软 件资源和硬件资源 可分为单机操作系统和网络操作系统 如 计算机系统概述 11 第 1 章 DOS Windows UNIX MacOS Linux 等 它们是应用软件与计算机硬件之间的桥梁 个人计算机常用的操作系统是 Windows Linux 应用软件是用户利用计算机硬件及操作系统软件为解决各类实际问题而编写的各种计 算机程序及其相关文档 办公软件如 WPS Office Word Excel PowerPoint 等 数据 库系统 FoxPro Access SQL Server 等 软件开发工具 Internet 浏览器 如微软的 IE Netscape 的 Communicator 等 网页开发软件 FrontPage Flash 等 图像处理软件 如 Photoshop CorelDRAW 3D Studio MAX 等 数学软件包 Mathematica Matlab MathCAD 等 计算机辅助设计软件 AutoCAD 等 多媒体开 发软件 Authorware Director 等 游戏软件等都属于应用软件 1 5 计算机组装流程 这里首先通过表 1 2 给出组装计算机的整个流程 本书后面章节将对涉及到的各个部 件进行详细介绍 表 1 2 计算机组装步骤 步骤工作内容说 明 第 1 步准备工作装机工具 配件以及系统软件 驱动程序等准备齐全 第 2 步机箱的安装主要是对机箱进行拆封 并且将电源安装在机箱里 第 3 步主板的安装设置好主板跳线 将主板安装在机箱主板上 第 4 步CPU 的安装在主板处理器插座上插入安装所需的 CPU 并且安装上散热风扇 第 5 步内存条的安装将内存条插入主板内存插槽中 第 6 步显卡 声卡及其他 板卡的安装 根据显卡 声卡以及其他板卡的总线选择合适的插槽 第 7 步存储设备的安装主要针对硬盘 光驱进行安装 第 8 步主板连线硬盘 光驱电源线和数据线的连接以及各种指示灯 电源开关线 音频线 PC 喇叭的连接 第 9 步输入设备的安装连接键盘 鼠标与主机一体化 第 10 步输出设备的安装显示器 音箱等设备的安装 第 11 步连接主机电源主机箱 显示器等连接电源 准备进行测试 第 12 步开机测试给机器加电 若显示器能够正常显示 表明初装已经正确 此时进 入 BIOS 进行系统初始设置 第 13 步安装系统软件利用系统软件可管理使用各种硬件资源 可安装微软或其他公司提 供的操作系统 第 14 步安装驱动程序有了此程序 计算机就可以与设备进行通信 第 15 步安装应用软件应用软件是为满足用户不同领域 不同问题的应用需求而开发的软 件 它可以拓宽计算机系统的应用领域 放大硬件的功能 1 6 计算机常用术语 1 6 1 程序的概念 计算机程序 是由一系列的机器指令组成的 按一定处理步骤编排 能完成一定处理 计算机组装与系统维护技术 12 能力的指令序列 简单地说 计算机程序就是指计算机可以识别运行的指令集合 指令 要计算机执行某种操作的命令 一条指令通常由两个部分组成 操作码和操 作数 操作码 指明该指令要完成的操作的类型或性质 如取数 做加法或输出数据等 操作数 指明操作对象的内容或所在的存储单元地址 地址码 操作数在大多数情 况下是地址码 地址码可以有 0 3 个 指令系统计算机所能执行的所有指令的集合 叫做计算机的指令系统 每一台计算机 均有自己的特定的指令系统 其指令内容和格式有所不同 计算机指令系统发展有两个截然相反的方向 RISC 和 CISC RISC 是精简指令系统计算机 Reduced Instruction Set Computer 的英文缩写 它尽 量简化指令功能 只保留那些功能简单 能在一个节拍内执行完成指令 较复杂的功能用 子程序来实现 指令系统指令条数少 寻址方式少 指令长度固定 CISC 是复杂指令系统计算机 Complex Instruction Set Computer 的英文缩写 具有 增强指令的功能 设置一些功能复杂的指令 把一些原来由软件实现的 常用的功能改用 硬件的指令系统来实现 指令系统丰富 但是使用频率相差悬殊 支持多种寻址方式 具 有变长的指令格式 1 6 2 存储单元 为便于对计算机内的数据进行有效的管理和存储 需要对内存单元编号 即给每个存 储单元 每个字节 分配地址 每个存储单元存放一个字节的数据 如果需要对某一个存 储单元进行存储 必须先知道该单元的地址 然后才能对该单元进行信息的存取 计算机 内所有的信息都是以二进制的形式表示的 单位是位 b 位 计算机只认识由 0 或 1 组成的二进制数 二进制数中的每个 0 或 1 就是信息的最 小单位 称为 位 b 字节 是衡量计算机存储容量的单位 一个 8 位的二进制数据单元称一个字节 B 在计算机内部 一个字节可以表示一个数据 也可以表示一个英文字母或其他特殊字符 二个字节可以表示一个汉字 字 在计算机中 作为一个整体单元进行存储和处理的一组二进制数 一台计算机 字二进制数的位数是固定的 字长 一个字中包含二进制数位数的多少称为字长 字长是标志计算机精度的一项技 术指标 通常与 CPU 的寄存器位数有关 字长越长 数的表示范围也越大 精度也越高 机器的字长也会影响机器的运算速度 机器字长对硬件的造价也有较大的影响 它直接影响加法器 或 ALU 数据总线以 及存储字长的位数 所以机器字长的确定不能单从精度和数的表示范围来考虑 存储器的容量包括主存容量和辅存容量 现代计算机中常以字节的个数来描述容量的 大小 因为一个字节已被定义为 8 位二进制代码 故用字节数便能反映主存容量 同 理 辅存容量也可用字节数来表示 常用单位有 b B KB MB GB TB 等 其中 b 代表位 B 代表字节 硬盘容量的单位为兆字节 MB 或吉字节 GB 在计算机中有 以下换算 计算机系统概述 13 第 1 章 1B 8b 1KB 1024 Bytes 1MB 1024KB 1 048 576 Bytes 1GB 1024MB 1 073 741 824 Bytes 1TB 1024GB 1 099 511 627 776 Bytes 1 6 3 速度单位 计算机的运算速度与许多因素有关 如机器的主频 执行的操作类型 主存的速度 主存速度快 取指 取数就快 等等 早期用完成一次加法或乘法所需的时间来衡量运 算速度 不是很合理 现在机器的运算速度 普遍采用单位时间内执行指令的平均条数来 衡量 并用 MIPS Million Instruction Per Second 作为计量单位 即每秒处理的百万级的 机器语言指令数 这是衡量 CPU 速度的一个指标 如某机每秒能执行 200 万条指令 则 记作 2MIPS 也有用 CPI Cycle Per Instruction 即执行一条指令所需的时钟周期 主频 的倒数 数 或用 FPOPS Floating Point Operation Per Second 即每秒浮点运算次数来 衡量运算速度 bps 代表每秒钟传输位数 如 100Mbps b 代表 bit 表示速率为每秒钟传输 1 亿个 二进制位 ADSL 的速度为 2Mbps 表示它的传输速率为 250KBps 1 7 本 章 小 结 个人计算机在人类的生产和生活中正在起着越来越重要的作用 因此 如何配置适合 自己的计算机 使计算机能够发挥更高的性能 如何对计算机进行日常维护 当发生简单 故障时如何维修 就显得十分重要 虽然半个世纪以来 计算机已发展成为一个庞大的家 族 各种类型的性能 结构 应用等方面存在着差别 但是它们的基本组成结构却是相同 的 现在所使用的计算机硬件系统的结构一直沿用了由美籍匈牙利著名数学家冯 诺依曼 提出的模型 它由运算器 控制器 存储器 输入设备 输出设备五大功能部件组成 本章从计算机发展历史入手 重点介绍了冯 诺依曼计算机的基本结构以及个人计算 机的软 硬件组成 最后对个人计算机的组装流程以及计算机常用术语作了简要介绍 其 中个人计算机的硬件组成以及组装流程是本章重点 习 题 1 1 填空 1 年 美国宾夕法尼亚大学研制成功了世界上第一台电子计算机 标志着电子计算机时代的到来 随着电子技术 特别是微电子技术的发展 依 次出现了分别以 和 等为主要元件的电子计算机 2 计算机系统通常由 和 两个大部分组成 3 计算机软件系统分为 和 两大类 计算机组装与系统维护技术 14 4 中央处理器简称 CPU 它是计算机系统的核心 主要包括 和 两个部件 5 计算机的外设很多 主要分成三大类 其中 显示器 音箱属于 键 盘 鼠标 扫描仪属于 6 计算机硬件和计算机软件既相互相依存 又互为补充 可以这样说 是计算机系统的躯体 是计算机的头脑和灵魂 2 选择题 1 下面的 设备属于输出设备 A 键盘 B 鼠标 C 扫描仪 D 打印机 2 目前 世界上最大的 CPU 及相关芯片制造商是 A Intel B IBM C Microsoft D AMD 3 微型计算机系统由 和 两大部分组成 A 硬件系统 软件系统 B 显示器 机箱 C 输入设备 输出设备 D 微处理器 电源 4 计算机发生的