计算机组装与维护标准教程_第1章_初识计算机

1、第一章第一章 初识计算机初识计算机1.1 计算机概述计算机概述1.1.1计算机发展简介 世界上第一台计算机世界上第一台计算机ENIAC, ( Electonic Numerical Integrator And Calculator)于于1946年诞生于美国年诞生于美国宾西法尼亚大宾西法尼亚大学，它的全称为学，它的全称为“电子数值积分计算机电子数值积分计算机”。它是为计算弹道。它是为计算弹道和射击而设计的。占地和射击而设计的。占地170m2,重达重达30吨，耗电吨，耗电150千瓦，耗资千瓦，耗资40万美元，可谓万美元，可谓“庞然大物庞然大物”。它的问世标志着计算机时代它的问世标志着计算机时代的

2、到来，它的出现具有划时代的伟大意义。的到来，它的出现具有划时代的伟大意义。使用了使用了18 000个电子管，个电子管，1500个继电器以及其个继电器以及其他器件他器件,只能存放只能存放20个个10位的十进制数。运位的十进制数。运算速度为算速度为5000次次/s加法，加法，计算机发展的几个阶段1966年年112机机1964年年911机机第三代第三代（19651970）集成电路集成电路百万百万几百万（次几百万（次/秒）秒）第四代第四代（197190年代）年代）集成电路集成电路几百万几百万几亿（次几亿（次/秒）秒）第一代第一代（19461956）电子管电子管5千千4万（次万（次/秒）秒）第二代第二代

3、（19571964）晶体管晶体管几十万几十万百万（次百万（次/秒）秒）第一代：电子管 基本特征采用电子管作为计算机的逻辑元器件，每秒运算速度仅为几千次，内存容量仅数KB。其数据表示主要是定点数，使用机器语言或汇编语言编写程序。第一代电子计算机体积庞大，造价昂贵，用于军事和科学研究工作。其代表机型有IBM 650（小型机）、IBM 709（大型机）。电子管电子管第二代：晶体管基本特征是采用晶体管作为计算机的逻辑元器件，由于电子技术的发展，运算速度达每秒几十万次，内存容量增至几十KB。与此同时，计算机软件技术也有了较大发展，出现了FORTRAN、COBOL、ALGOL等高级语言。与第一代计算机相比

4、，晶体管电子计算机体积小、成本低、功能强、可靠性大大提高。除了科学计算外，还用于数据处理和事务处理。其代表机型有IBM 7094、CDC 7600。晶体管晶体管第三代：集成电路基本特征是采用小规模集成电路作为计算机的逻辑元器件，随着固体物理技术的发展，集成电路工艺己可以在几平方毫米的单晶硅集成电路片上集成由十几个甚至上百个电子元器件组成的逻辑电路。它的运算速度每秒可达几十万次到几百万次，体积越来越小，价格越来越低，软件越来越完善，在监控程序的基础上发展形成了操作系统。其代表机型有IBM360。集成电路集成电路第四代：大规模/超大规模集成电路基本特征是采用大规模集成电路和超大规模集成电路作为计算

5、机的逻辑元器件，20世纪70年代以来，集成电路制作工艺取得了迅猛的发展，在硅半导体上可集成更多的电子元器件，半导体存储器代替了磁芯存储器，目前，计算机的运算速度最高可以达到每秒几百万亿次浮点运算。操作系统不断完善，高级程序设计语言功能更加完善，人们的生活与计算机应用息息相关。超大规模集成电路超大规模集成电路未来计算机展望未来计算机展望激光计算机激光计算机 激光计算机是利用激光作为载体进行信息处理的激光计算机是利用激光作为载体进行信息处理的计算机，又叫光脑，其运算速度将比普通的电子计算机，又叫光脑，其运算速度将比普通的电子计算机至少快计算机至少快1000倍。它依靠激光束进入由反射倍。它依靠激光束

6、进入由反射镜和透镜组成的阵列中来对信息进行处理。镜和透镜组成的阵列中来对信息进行处理。量子计算机量子计算机 量子计算机的最大特点便是计算能力超强，例如量子计算机的最大特点便是计算能力超强，例如一个需要由一个需要由1024位计算机运算数十年的问题，只位计算机运算数十年的问题，只需需40位的量子计算机运行极短的时间即可得到解位的量子计算机运行极短的时间即可得到解决。究其原因，在于量子不像半导体只能记录决。究其原因，在于量子不像半导体只能记录0和和1，而是可以在一次运算中处理多种不同的状况，而是可以在一次运算中处理多种不同的状况未来计算机展望未来计算机展望生物计算机生物计算机 生物计算机的起因是科学

7、家们发现有机物中的蛋生物计算机的起因是科学家们发现有机物中的蛋白质分子具有白质分子具有“开开”和和“关关”的功能。为此，人的功能。为此，人们利用遗传工程仿制出了这种蛋白质分子，并依们利用遗传工程仿制出了这种蛋白质分子，并依此作为元件来制造计算机。生物计算机具有自我此作为元件来制造计算机。生物计算机具有自我修复功能，当其内部芯片出现故障时，无须人工修复功能，当其内部芯片出现故障时，无须人工维修可自我复原，具有永久性和很高的可靠性。维修可自我复原，具有永久性和很高的可靠性。神经计算机神经计算机 神经计算机又称第六代计算机，其特点是能够模神经计算机又称第六代计算机，其特点是能够模仿人类大脑判断能力和

8、适应能力。与以往不同的仿人类大脑判断能力和适应能力。与以往不同的是，神经计算机还可同时并行处理实时变化的大是，神经计算机还可同时并行处理实时变化的大量数据，并在得出结论后自动采取相应的行动。量数据，并在得出结论后自动采取相应的行动。1.1.2 计算机的应用领域计算机的应用领域现如今，计算机已经全面普及至工业、农业、现如今，计算机已经全面普及至工业、农业、财政金融、交通运输、文化教育、国防安全等财政金融、交通运输、文化教育、国防安全等众多行业，并在家庭娱乐方面为人们增添了许众多行业，并在家庭娱乐方面为人们增添了许多新的色彩。多新的色彩。1科学计算科学计算2数据处理数据处理3过程控制过程控制4辅助

9、工程辅助工程5人工智能人工智能6网络应用网络应用计算机辅助设计（CAD）计算机辅助制造（CAM）计算机集成制造系统（CIMS）计算机的应用领域科学计算数据处理过程控制辅助工程人工智能网络应用1.1.3 计算机的分类计算机的分类数 字 计 算 机数 字 计 算 机模 拟 计 算 机模 拟 计 算 机数模混合计算机数模混合计算机按处理对象按处理对象按使用范围按使用范围通 用 计 算 机通 用 计 算 机专 用 计 算 机专 用 计 算 机按规模按规模 巨 型 计 算 机巨 型 计 算 机大大/ /中型计算机中型计算机小 型 计 算 机小 型 计 算 机微 型 计 算 机微 型 计 算 机工作站或服

10、务器工作站或服务器1.1.4 计算机的发展趋势计算机的发展趋势- (1)巨型化巨型化中国超级计算机：中国超级计算机：国防科技大学研制的国防科技大学研制的“银河银河1号号”、 “银河银河2号号”和和“银河银河3号号”国家职能计算机中心推出的国家职能计算机中心推出的“曙光曙光1000” 、“曙光曙光200I”和和“曙光曙光3000”国防科技大学研制的国防科技大学研制的“天河一号天河一号”、 “天河二号天河二号”运算速度可达每秒几千万亿次运算的运算速度可达每秒几千万亿次运算的1975年世界上第一台超级计算机年世界上第一台超级计算机“Cray-I”超级计算机应用超级计算机应用:天气预报、地震机理研天气

11、预报、地震机理研究、石油和地质勘探究、石油和地质勘探,卫星图像处理等大卫星图像处理等大量科学计算的高科技领域。量科学计算的高科技领域。1.1.4 计算机的发展趋势计算机的发展趋势（2）微型化）微型化（3）网络化）网络化（4）智能化）智能化1.2 计算机系统组成计算机系统组成1.3 个人计算机构成个人计算机构成 目前，经常使用的台式计算机，都称之为目前，经常使用的台式计算机，都称之为“个人计算机（个人计算机（PC）”或或“电脑电脑”。而从。而从外观来看，有一个外观来看，有一个“铁箱铁箱”、显示器、鼠、显示器、鼠标、键盘等组成。而实际上，个人计算机标、键盘等组成。而实际上，个人计算机的构成，远远不

12、只是这么内容。的构成，远远不只是这么内容。1.3.1 主机主机l 在外观上看上去，只是一个在外观上看上去，只是一个“铁箱铁箱”的，我的，我们称之为们称之为“主机主机”。主机是整个计算机中，最重。主机是整个计算机中，最重要的组成部分。因为，其内部则包含主板、要的组成部分。因为，其内部则包含主板、CPU、内存等众多计算机重要的配件。、内存等众多计算机重要的配件。l1主板主板l2CPUl3内存内存l4显卡显卡l5硬盘硬盘l6光盘驱动器光盘驱动器l7声卡声卡l8网卡网卡l9机箱和电源机箱和电源1主板主板l主板是一块拥有各种设备接口、插槽的矩主板是一块拥有各种设备接口、插槽的矩形电路板，是计算机的必备配

13、件之一，作形电路板，是计算机的必备配件之一，作用是为连接在主板上的其他配件提供电力用是为连接在主板上的其他配件提供电力供应和数据通信等服务供应和数据通信等服务. 2CPUlCPU是计算机的大脑，计算机所做的任何是计算机的大脑，计算机所做的任何工作几乎都要经过工作几乎都要经过CPU的运算和控制，其的运算和控制，其性能的优劣往往也是为计算机划分等级的性能的优劣往往也是为计算机划分等级的重要标准。目前，重要标准。目前，CPU的型号和规格众多的型号和规格众多，如通常所说的，如通常所说的“酷睿酷睿”、“羿龙羿龙”、“FX”、“A8”等等 。3内存内存l内存（内部存储器，也称主存）是计算机内存（内部存储器

14、，也称主存）是计算机硬件的必要组成部分之一，其容量与性能硬件的必要组成部分之一，其容量与性能是计算机整体性能的一个决定性因素。由是计算机整体性能的一个决定性因素。由于目前的内存都以条形配件的形式出现，于目前的内存都以条形配件的形式出现，因此又被称为因此又被称为“内存条内存条” 。4显卡显卡l显卡是用来控制显示器所显示的内容及颜显卡是用来控制显示器所显示的内容及颜色等信息的设备。计算机之所以能够显示色等信息的设备。计算机之所以能够显示出色彩绚丽的画面，完全是由于显卡向显出色彩绚丽的画面，完全是由于显卡向显示器输出视频信号的原因示器输出视频信号的原因 。5硬盘硬盘l硬盘是计算机的外部存储设备，也是

15、计算硬盘是计算机的外部存储设备，也是计算机长期保存数据时必不可少的设备。目前机长期保存数据时必不可少的设备。目前，常见硬盘的容量大都为，常见硬盘的容量大都为250GB、500GB、1TB、2TB等等 。6光盘驱动器光盘驱动器l光盘驱动器（简称光驱）是多媒体计算机光盘驱动器（简称光驱）是多媒体计算机不可或缺的硬件设备，需要与光盘配合使不可或缺的硬件设备，需要与光盘配合使用。光驱的种类很多，但从外形上看差别用。光驱的种类很多，但从外形上看差别不大。不大。 7声卡声卡l声卡的作用是采集和输出声音。利用声卡声卡的作用是采集和输出声音。利用声卡上的接口与其他音频播放设备相连接后，上的接口与其他音频播放设备相连接后，便可以欣赏计算机中的数字音乐便可以欣赏计算机中的数字音乐 。8网卡网卡l网卡是计算机接入网络的重要设备之一。网卡是计算机接入网络的重要设备之一。网卡是在接收到网络上的信息后，将其传网卡是在接收到网络上的信息后，将其传送至计算机或者按照指令将计算机中的信送至计算机或者按照指令将计算机中的信息发送至网络的设备息发送至网络的设备 。9机箱和电源机箱和电源l机箱和电源也是计算机中十分重要的部件机箱和电源也是计算机中十分重要的部件。机箱是主机的保护壳，而电源负责为计。机箱是主机的保护壳，而电源负责为计算机内的各种设备提供稳定的电流。算机内的各种设备提供稳定的