1 、第一章：计算机的概述与认识

1、计算机组装与维护计算机组装与维护 主讲：孙凡伟主讲：孙凡伟 本章任务： 计算机的概述计算机的概述 PCPC（个人）电脑的发展（个人）电脑的发展 计算机系统的组成计算机系统的组成(重点) 多媒体电脑的组成及功能多媒体电脑的组成及功能（难点） 计算机的分类计算机的分类 一、计算机的发展：一、计算机的发展： 1、1946年，第一台计算机年，第一台计算机ENIAC （Electronic Numerical Intergrator and Computer）诞生在美国的宾夕法尼亚大学。诞生在美国的宾夕法尼亚大学。 特点：体积大（特点：体积大（30吨，吨，167平方米）、平方米）、耗电160千瓦、费用高

2、、费用高、 不适合个人使用不适合个人使用 （ 300多人同时工作）多人同时工作） 2、70年代，第一台微型计算机年代，第一台微型计算机“北极星北极星”诞生在美国。诞生在美国。 1980年年IBM开辟了计算机的新纪元。开辟了计算机的新纪元。 IBMIBM公司生产的公司生产的IBM7090IBM7090型第二代晶体管计算机型第二代晶体管计算机 第一代，电子管计算机时代（第一代，电子管计算机时代（19461958年）；年）； 特点：体积大，可靠性不高。程序语言以机器语言和汇编语言为主。特点：体积大，可靠性不高。程序语言以机器语言和汇编语言为主。 第二代，晶体管计算机时代（第二代，晶体管计算机时代（1

3、9591965年）年） 特点：由晶体管分立电路构成，体积变小了很多，运算速度得到了提特点：由晶体管分立电路构成，体积变小了很多，运算速度得到了提 高，出现了一些高级程序设计语言，使程序设计效率更高。高，出现了一些高级程序设计语言，使程序设计效率更高。 3、从第一台计算机的诞生到现在、从第一台计算机的诞生到现在PC的飞速发展，共经历了四的飞速发展，共经历了四 个阶段（以计算机的核心器件的更新来划分）：个阶段（以计算机的核心器件的更新来划分）： 第三代，中小规模集成电路时代（第三代，中小规模集成电路时代（19651975年）年） 特点：体积和重量进一步缩小，性能得到了提高，此时出现了特点：体积和重

4、量进一步缩小，性能得到了提高，此时出现了 计算计算 机网络和数据库。机网络和数据库。 3、从第一台计算机的诞生到现在、从第一台计算机的诞生到现在PC的飞速发展，共经历了四的飞速发展，共经历了四 个阶段（以计算机的核心器件的更新来划分）：个阶段（以计算机的核心器件的更新来划分）： 第四代，大规模、超大规模集成电路时代（第四代，大规模、超大规模集成电路时代（1975年至今）年至今） 特点：主要有大规模集成电路和超大规模集成电路构成。体积特点：主要有大规模集成电路和超大规模集成电路构成。体积 和重量空前的缩小，互联网得到了广泛的运用。和重量空前的缩小，互联网得到了广泛的运用。 4、现在发展趋势、现在

5、发展趋势 巨型化：巨型化：速度快，容量大，计算能力强，速度快，容量大，计算能力强， 其发展体现了计算机科学技术的发展水平。其发展体现了计算机科学技术的发展水平。 微型化：微型化：指高集成度的计算机（单片机、微型计算机）指高集成度的计算机（单片机、微型计算机） 特点：体积小、功耗低、灵活性大特点：体积小、功耗低、灵活性大 网络化：网络化：使计算机之间可以相互通讯和资源共享。使计算机之间可以相互通讯和资源共享。 智能化：智能化：通过程序设计让计算机模拟人的感觉和思维通过程序设计让计算机模拟人的感觉和思维 二、计算机的特点二、计算机的特点 计算机的功能之所以那么强大，原因取决于其特点计算机的功能之所

6、以那么强大，原因取决于其特点 1、运算速度快、运算速度快 遵循摩尔定律，计算机的运算速度几乎每遵循摩尔定律，计算机的运算速度几乎每18个月就提升个月就提升 一倍，高速计算机的运算速度每秒可运算上千亿次。一倍，高速计算机的运算速度每秒可运算上千亿次。 2、通用性强、通用性强 不同配置的计算机可运行相同的特定的程序；编译好的程序不同配置的计算机可运行相同的特定的程序；编译好的程序 也可以在不同的计算机上运行。也可以在不同的计算机上运行。 美研制成全球最快计算机美研制成全球最快计算机 相当于相当于10万台笔记本万台笔记本 美国洛斯阿拉莫斯国家实验室和美国洛斯阿拉莫斯国家实验室和IBM的科学家本周一公

7、布了世界上首台运算性能达到每秒的科学家本周一公布了世界上首台运算性能达到每秒 1000万亿次的超级计算机据国外媒体报道称，万亿次的超级计算机据国外媒体报道称，IBM表示，这台名为表示，这台名为Roadrunner的超级计算的超级计算 机的性能是机的性能是IBM为劳伦斯利弗莫尔国家实验室研制的吉基因系统的两倍。为劳伦斯利弗莫尔国家实验室研制的吉基因系统的两倍。 美国核安全管理局局长托马斯美国核安全管理局局长托马斯达戈斯蒂诺（达戈斯蒂诺（ThomasD“Agostino）表示，这台超级计算机是）表示，这台超级计算机是 速度之王，我们可以利用它解决异常复杂的问题。但该局的官员表示，速度之王，我们可以

8、利用它解决异常复杂的问题。但该局的官员表示，Roadrunner也可以广也可以广 泛用于民用目的，例如医疗、开发生物燃料、设计燃油效率更高的汽车、向金融行业提供服泛用于民用目的，例如医疗、开发生物燃料、设计燃油效率更高的汽车、向金融行业提供服 务。务。 IBM称，称，Roadrunner的运算能力相当于的运算能力相当于10万台能力最强大的笔记本电脑。万台能力最强大的笔记本电脑。Roadrunner 一天完成的工作量，相当于全世界一天完成的工作量，相当于全世界60亿人口使用手持式计算机亿人口使用手持式计算机46年完成的工作量。年完成的工作量。 阿拉莫斯国家实验室和阿拉莫斯国家实验室和IBM的工程

9、师开发的工程师开发Roadrunner用了用了6年时间。年时间。IBM超级计算机部超级计算机部 门副总裁大卫门副总裁大卫图雷克（图雷克（DavidTurek）说，）说，Roadrunner的一些技术来源于游戏机。他说，从的一些技术来源于游戏机。他说，从 某种意义上说，某种意义上说，Roadrunner就是一台性能得到提升的就是一台性能得到提升的PS3游戏机。图雷克表示，我们利用了游戏机。图雷克表示，我们利用了 PS3的基本芯片设计，并提高了它的处理能力。的基本芯片设计，并提高了它的处理能力。 但但Roadrunner与游戏机没有任何相似之处。与游戏机没有任何相似之处。Roadrunner占地占

10、地6000平方英尺，使用了长平方英尺，使用了长 达达57英里的光纤，重英里的光纤，重50万磅。万磅。Roadrunner包含有包含有6948个双内核计算机处理器、个双内核计算机处理器、12960个个Cell 芯片和芯片和80TB内存。内存。 3、存储容量大、存储容量大 存储器可以存储大量的程序和数据。（存储的单位为：存储器可以存储大量的程序和数据。（存储的单位为：byte， 1KB=1024B） 4、工作自动化、工作自动化 计算机可按照编写的程序实现工作的自动化。计算机可按照编写的程序实现工作的自动化。 中国曙光中国曙光4000计算机计算机 n使用使用2560颗颗CPU并行计算并行计算 n曙光

11、曙光4000A的推出，中国已经成为继美、日之后的推出，中国已经成为继美、日之后 第三个跨越了第三个跨越了10万亿次计算机研发、应用的国家万亿次计算机研发、应用的国家 n行业应用领域也将包含气象、环保、船舶、飞机行业应用领域也将包含气象、环保、船舶、飞机 制造、汽车、建筑、钢铁、石油、机电、高校、制造、汽车、建筑、钢铁、石油、机电、高校、 科学院等各个方面科学院等各个方面 中国曙光中国曙光4000计算机计算机 中国曙光中国曙光4000计算机计算机 中国曙光中国曙光5000计算机计算机 n中国曙光中国曙光5000A杀入超级计算机五百强杀入超级计算机五百强TOP10 n曙光曙光5000A系统峰值运算

12、速度达到每秒系统峰值运算速度达到每秒230万亿万亿 n曙光曙光5000A将使中国成为继美国之后第二个能制造将使中国成为继美国之后第二个能制造 和应用超百万亿次商用高性能计算机的国家，也表和应用超百万亿次商用高性能计算机的国家，也表 明我国生产、应用、维护高性能计算机的能力达到明我国生产、应用、维护高性能计算机的能力达到 世界先进水平世界先进水平 中国曙光中国曙光5000计算机计算机 中国曙光中国曙光6000计算机计算机 n中国千万亿次计算机中国千万亿次计算机“曙光曙光6000”将首次采用龙芯将首次采用龙芯 处理器处理器 n“曙光曙光” 使用采用八千颗纳米工艺使用采用八千颗纳米工艺 制造的龙芯制

13、造的龙芯3号，四核龙芯处理器号，四核龙芯处理器 n龙芯处理器已经用在了笔记本电脑、台式电脑、龙芯处理器已经用在了笔记本电脑、台式电脑、 服务器、家庭网关上服务器、家庭网关上 计算机系统计算机系统 硬件系统硬件系统 主机主机 外部设备外部设备 中央处理器中央处理器 内存储器内存储器 控制器控制器 运算器运算器 外存储器外存储器 输入设备输入设备 输出设备输出设备 软件系统软件系统 系统软件系统软件 操作系统操作系统 语言处理系统语言处理系统 服务型程序服务型程序 应用软件应用软件 套装软件套装软件 应用软件包应用软件包 用户程序用户程序 三、计算机系统的组成三、计算机系统的组成 如下图：如下图：

14、 注：计算机之所以有那么多的硬件设备是因为其遵循冯注：计算机之所以有那么多的硬件设备是因为其遵循冯.诺依曼体系结构：诺依曼体系结构： 1、采用二进制代码表示数据和指令、采用二进制代码表示数据和指令 2、采用储存程序工作方式、采用储存程序工作方式 3、计算机由控制器、运算器、存储器、输入输出设备五部分组成、计算机由控制器、运算器、存储器、输入输出设备五部分组成 1、巨型机、巨型机 目前运行速度最快、存储容量最大、通道速度最快、处理目前运行速度最快、存储容量最大、通道速度最快、处理 能力最强、工业技术最为先进的计算机。主要用于科学计算和能力最强、工业技术最为先进的计算机。主要用于科学计算和 工程设

15、计，其发展代表了一个国家科学技术的发展水平。工程设计，其发展代表了一个国家科学技术的发展水平。 四、计算机的种类四、计算机的种类 不同的分类方法可以得到不同的种类，目前常用的划分不同的分类方法可以得到不同的种类，目前常用的划分 方法是按计算机的功能和规模进行划分：方法是按计算机的功能和规模进行划分： 第一章：计算机的概述与认识 3、微型机、微型机 常用的计算机，也称为常用的计算机，也称为PC机或微机，其采用了超大规模机或微机，其采用了超大规模 集成电路，具有体积小、功耗低、灵活性大等特点。集成电路，具有体积小、功耗低、灵活性大等特点。 2、小型机、小型机 其体积较小，结构也较简单，价格相对便宜

16、，通用性强，维其体积较小，结构也较简单，价格相对便宜，通用性强，维 护和使用方便，适合对计算机功能要求不是很高的工业、商业护和使用方便，适合对计算机功能要求不是很高的工业、商业 等方面的应用等方面的应用 微型计算机微型计算机 主机主机 软硬盘存储器软硬盘存储器 光盘存储器光盘存储器 主机板主机板 CPU 内存条内存条 扩展卡扩展卡 稳压电源稳压电源 主机箱主机箱 显示器显示器 键盘键盘 鼠标鼠标 其他外设其他外设 打印机打印机 绘图仪绘图仪 音响音响 扫描仪扫描仪 五、微型机的结构五、微型机的结构 微型机结构如下图：微型机结构如下图： 六、微型计算机的信息通道六、微型计算机的信息通道-系统总线

17、系统总线 在计算机的工作过程中，各部件之间的信息传递是通在计算机的工作过程中，各部件之间的信息传递是通 过微型计算机中的系统总线实现的过微型计算机中的系统总线实现的 系统总线是系统总线是CPU和其他部件之间传递数据、地址、和其他部件之间传递数据、地址、 控制信息的公共通道。根据传送的内容的不同可分为：控制信息的公共通道。根据传送的内容的不同可分为： 数据总线数据总线 地址总线地址总线 控制总线控制总线 2、地址总线、地址总线Address Bus（AB） 地址总线用于地址总线用于CPU访问存储器（主存）和外部设备时访问存储器（主存）和外部设备时 传送相关地址，地址总线决定了传送相关地址，地址总

18、线决定了CPU的寻址能力。的寻址能力。 3、控制总线、控制总线Control Bus（CB） 控制总线用于传送控制总线用于传送CPU对主存储器和外部设备的控制信号对主存储器和外部设备的控制信号 1、数据总线、数据总线Data Bus（DB） 数据总线用于数据总线用于CPU与主存储器，与主存储器，CPU和和I/O之间传送数之间传送数 据。数据总线的宽度等于计算机的字长据。数据总线的宽度等于计算机的字长 1、微型计算机存储的后援、微型计算机存储的后援 外存储器外存储器（海量）（海量） 外存储器主要有：外存储器主要有：磁盘存储器磁盘存储器和和光盘存储器光盘存储器 （1）磁盘存储器可分为软磁盘和硬磁盘

19、，由磁盘片、磁盘）磁盘存储器可分为软磁盘和硬磁盘，由磁盘片、磁盘 驱动器和驱动器接口组成驱动器和驱动器接口组成 （2）光盘存储器：）光盘存储器：由光盘、光盘驱动器和接口电路组成。由光盘、光盘驱动器和接口电路组成。 按其功能分可分为：只读型、一次写入型、可重复写按其功能分可分为：只读型、一次写入型、可重复写 入型入型 七、微型计算机各部件介绍：七、微型计算机各部件介绍： 第一章：计算机的概述与认识 2、微型计算机的主体、微型计算机的主体主机板主机板 主机板又称为系统主板简称主板或母板，主板上安有：主机板又称为系统主板简称主板或母板，主板上安有： CPU 、内存、内存、 扩展卡等扩展卡等 （1）C

20、PU（中央处理器，（中央处理器，Central Processing Unit） CPU是计算机的核心部件，是一块包括运算器和控是计算机的核心部件，是一块包括运算器和控 制器的大规模集成电路芯片，其插在主板上的制器的大规模集成电路芯片，其插在主板上的CPU插座插座 上（有上（有Socket和和Slot两种结构）两种结构） 第一章：计算机的概述与认识 （2）内存（内存条，）内存（内存条，Bank） 内存插在主板的内存插槽中（内存插在主板的内存插槽中（SIMM、DIMM、 RIMM），可被），可被CPU直接访问，常用的内存为直接访问，常用的内存为DDR SDRAM，容量一般为：，容量一般为：64M

21、B、128MB、256MB、 512MB、1GB。 （3）扩展卡）扩展卡 扩展卡安装在主板的扩展槽上。在购买主板时应注扩展卡安装在主板的扩展槽上。在购买主板时应注 意它的总线标准和数量，前者反映了主板的速度，后者反意它的总线标准和数量，前者反映了主板的速度，后者反 映了主板的扩展能力总线标准有：映了主板的扩展能力总线标准有：ISA（工业标准体系结（工业标准体系结 构）和构）和PCI（外部设备互联）（外部设备互联） 第一章：计算机的概述与认识 第一章：计算机的概述与认识 3、电源、电源 电源直接影响主机能否正常工作，其功率应在电源直接影响主机能否正常工作，其功率应在250W以以 上，现在常用的电

22、源功率都在上，现在常用的电源功率都在300W 以上。以上。 4、微机常用输出设备、微机常用输出设备 显示器和打印机显示器和打印机 （1）显示器，其通过显示卡连接到系统总线上（或与内）显示器，其通过显示卡连接到系统总线上（或与内 存相连），两者一起构成了显示系统。其参数包括：屏幕尺存相连），两者一起构成了显示系统。其参数包括：屏幕尺 寸、宽高比、点距、像素、分辨率等。寸、宽高比、点距、像素、分辨率等。 （2）显示卡，插在主板的）显示卡，插在主板的PCI或或AGP上，是连接上，是连接CPU和和 显示器的接口电路，其控制和实现计算机数据与视频信息显示器的接口电路，其控制和实现计算机数据与视频信息 之

23、间的转换。之间的转换。 第一章：计算机的概述与认识 （3）打印机，最常用的输出设备之一，有点阵式、激光）打印机，最常用的输出设备之一，有点阵式、激光 式和喷墨式打印机，其技术指标有：打印速度、打印分辨率、式和喷墨式打印机，其技术指标有：打印速度、打印分辨率、 打印纸的尺寸和打印的噪音等。打印纸的尺寸和打印的噪音等。 分卧式和立式两种，立式机箱内部空间大，散热方分卧式和立式两种，立式机箱内部空间大，散热方 便便, 有利于扩充设备；卧式，放在显示器的下面，占面积有利于扩充设备；卧式，放在显示器的下面，占面积 小。小。 优质机箱：厚度应在优质机箱：厚度应在1mm以上的优质钢板。电源功以上的优质钢板。

24、电源功 率应在率应在300W以上；驱动器托架要多，散热合理，面板采以上；驱动器托架要多，散热合理，面板采 用用ABS阻燃塑料，有防灰尘进入的滑动门，拆装方便；阻燃塑料，有防灰尘进入的滑动门，拆装方便； 5、机箱、机箱 立式机 卧式机 计算机内部配件计算机内部配件 返回返回 计算机内部配件计算机内部配件 第一章：计算机的概述与认识 八、计算机系统八、计算机系统 1、定义：指计算机的实体，是构成计算机系统的所有实际装置的、定义：指计算机的实体，是构成计算机系统的所有实际装置的 总称（看得见，摸的着的具体物理设备）总称（看得见，摸的着的具体物理设备） 2、例如：、例如： 返回 （一）硬件系统（一）硬

25、件系统 第一章：计算机的概述与认识 （二）软件系统（二）软件系统 1、软件系统是指为计算机运行提供服务的各种计算机程、软件系统是指为计算机运行提供服务的各种计算机程 序和全部技术资料。序和全部技术资料。 2、它是保证计算机硬件的功能得以充分发挥，并为用户、它是保证计算机硬件的功能得以充分发挥，并为用户 提供一个直观、方便的工作环境。它包括系统软件和应用提供一个直观、方便的工作环境。它包括系统软件和应用 软件两部分。软件两部分。 3、例如：、例如： 4、软硬件之间的关系：硬件是基础，软件是灵魂，两者、软硬件之间的关系：硬件是基础，软件是灵魂，两者 相辅相成缺一不可。相辅相成缺一不可。 1、控制器、控制器 控制器是整个系统的指挥中心，由它从存储器取出程控制器是整个系统的指挥中心，由它从存储器取出程 序控制信息，分析后向其他部分发出控制信号，使多个部序控制信息，分析后向其他部分发出控制信号，使多个部 分协调一致的工作（控制