第2章-计算机硬件及软件系统

第2章

计算机硬件及软件系统

Computerhardwareandsoftwaresystem

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三二工.

三三■computer

计算机工作原理

计算机系统概述

计算机硬件系统

计算机软件系统

computer

一、计算机工作原理

计算机的基本工作原理是由美籍匈牙利

科学家冯・诺依曼于1946年首先提出的。

1.采用二进制的形式表示数据和指令。

2.采用存储程序方式。

3.计算机由运算器、存储器、控制器、输入设

备、输出设备5大部件组成。

3computer

述

1.计算机系统的组成

2.计算机的指令和程序

computer

KI

系统的组S3

一个完整的计算机系统由硬件与软件系统组成。

硬件系统(HardwareSystem)：

输入设备

主机：主板、CPU、存储器等

输出设备

软件系统(SoftwareSystem)：

系统软件和应用软件

运算器：执行各种算术运算和逻辑运算'

ACPU、

才空制器：控制程序运行，协调各部件动作J

硬件主机

《存储器：存储程序和数据＜内存（主存）-

系统

计I外存（辅存）、

算

机输入设备：接受用户的指令和数据小,5A

》外部设备

系

、输出设备：呈现程序运行结果

统

软件r系统软件：面向系统Windows、Unix、Dos

I应用软件：面向应用

系统Office、FIash>PhotoShop...

computer

2.计算机的指令和程序

指令：

包含两部分：操作码和操作数

操作码：指令完成操作的类型

操作数：参与操作的数、操作结果位置

例：MOVAX,BX

程序：

为解决某一问题而设计的一系列排列有序的指

令或语句（程序设计语言的语句实质包含了一系列

指令）的集合。

微机硬件系统工作原理图

computer

三、计算机的硬件系统

1、微机的基本结构

2、微机硬件系统组成

微机结构特点：

1）以CPU为中心

2）总线结构：一组为系统部件之间传递命令或数据

的公用信号线

总线分类：

1）CPU内部总线（ISA总线、EISA、PCI、USB）

2）局部总线：主板上CPU与外围芯片之间的总线。

3）系统总线：主板与插件板之间的总线。

（地址总线AB、控制总线CB、数据总线DB）

4）外总线

微机与其它设备、计算机之间通信的总线。

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computer

配置单：

CPU：IntelCorei52320

主板：微星Z68A-G43(B3)

内存：金邦白金4GDDR31600X2

硬盘：日立5K30002TB32MSATA3

显卡：映众GTX460游戏战神

光驱：先锋DVR-219CHV

显示器：明基G2411HD

键鼠：微软舒适曲线桌面套装3000

机箱：撒哈拉机器侠GT2

电源：台达NX550

总价：约6500元

主要作用是放置和固定各电脑配件，起到一个

承托和保护作用，此外，电脑机箱具有电磁辐射的

屏蔽的重要作用.

机箱一般包括外壳、支架、面板上的各种开关、

指示灯等。外壳用钢板和塑料结合制成，硬度高，

主要起保护机箱内部元件的作用；支架主要用于固

定主板、电源和各种驱动器。

机箱的品牌有金河田、动力火车、TT、多彩、

长城、华硕、酷冷至尊等。

鑫谷

荣者驾御

金河田

中国风

多彩透明机箱（水晶宫）

泡泡网PCPOP.COM

computer

主板(Mainboard)

多层电路印刷板，为其它设备提供住所（CPU、

内存、I/O接口）。又称系统板、母板等，微型计算

机的核心部件。

主板上面密布各种元件、接口、插槽。各种外

设、板卡、CPU、存储器等，都要接在主板上。主

板在一台计算机中扮演着躯干和中枢神经的角色，

它直接关系着一台计算机的种类、性能、功能。

computer

主板(Mainboard)

主板构成部分：

(D芯片部分

BIOS芯片：

是一块方块状的存储器，它保存着计算机最重

要的基本输入输出的程序、系统设置信息、开机上

电自检程序和系统启动程序。

北桥芯片主要负责处理CPU、内存、显卡三者

间的“交通”O

南桥芯片则负责硬盘等存储设备和PCI之间的

数据流通。南桥和北桥合称芯片组。芯片组在很大

程度上决定了主板的功能和性能。

computer

主板(Mainboard)

主板构成部分：

（2）扩展槽部分

主板上盟用来插入各种外设的适配卡来实现衔

接各种外设的。

内存插槽、PCI插槽

（3）对外接口部分

硬盘接口、软驱接口、USB接口、LPT接口

（打印机或扫描仪）

CPU的速度高，外部设备的速度低，所以需要在

系统总线与外部设备之间设置接口，来进行数据缓

冲、速度匹配和信息转换等工作。

computer

USB接口串口并口鼠标、键盘接口

ATX电源插口

总线扩展槽、

输入/输出接口

CPU插槽

芯片组

电池

内存插槽

BIOS芯片组IDE1,接硬盘或光驱FDC,接软驱

3computer

主板(Mainboard)

按照主板生产商生产主板时所使用的主板芯片分类:

Intel主板、AMD主板

国产品牌

华硕、技嘉、昂达、微星、七彩虹等

如：华硕P8h61-MLE(Intel)499

技嘉GA-Z68A-D3H(Intel)999

华硕M5A97(AMD)699

微星870-C45(AMD)449

中央处理器(CentraIProcessingUnit,CPU)

是计算机的指挥中心和心脏，主要完成算术和

逻辑运算，控制计算机各部件统一协调工作。

由运算器(ArithmeticLogicaIUnit,ALU)

和控制器(ControIUnit,CU)组成.

运算器的功能是完成各种算术和逻辑运算，是

对信息加工和处理的部件。

控制器是对计算机发布命令的决策机构，用来

协调和指挥整个计算机系统的操作。

CPU：是决定计算机性能的核心部件。

computer

中央处理器(CentraIProcessingUnit,CPU)

双核处理器(DualCoreProcessor)

双核处理器是指在一个处理器上集成两个运算

核心，从而提高计算能力。也就是将两个物理处理

器核心整合入一个核中。

三核处理器

四核处理器

将四个物理处理器核心整合入一个核中。

六核处理器

采用请生六核心设计，六个核心分成两组，每

三个核心为一组

computer

中央处理器(CentraIProcessingUnit,CPU)

InteI是生产CPU的老大哥，它占有80%多的市场份额,

除Intel公司外，较著名的微处理器生产厂家还有

AMD公司、IBM公司等。

2010年1月，英特尔酷睿处理器家族全新Core

i3/i5/i7系列处理器在北京发布。

i3代表低端产品双核

i5代表中端产品双核和四核

i7代表高端产品四核和六核

computer

中央处理器(CentraIProcessingUnit,CPU)

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computer

中央处理器（CentraIProcessingUnit,CPU）

常见的处理器有两种类型：

Intel和AMD处理器

Intel处理器：

CeleronG5302.4GHZ（赛扬）270

PentiumE65002.93GHZ（奔腾）430

COREi321053.1GHZ800

COREi523203.OGHZ1240

COREi726003.4GHZ1990

Corei73960K3.3GHz7999

computer

中央处理器（CentraIProcessingUnit,CPU）

AMD处理器:、、

Sempron（闪龙）

AthlonIIX22553.1GHZ（速龙）400

AthlonIIX34503.1GHZ450

AthlonIIX46403.OGHZ750

Phenom（羿龙）

PhenomIIX49653.4GHZ850

PhenomIIX61055T2.8GHZ980

A434002.7GHZ380

A636702.7GHZ799

A838502.9GHZ1000

AMDFX-61003.3GHZ1200

AMDFX-81203.1GHZ1700

computer

存储器(Memory)

“读”：把数据从存储器中取出的过程

“写”：把数据存入存储器的过程

存储程序和数据的部件,分为内部存储器和外部

存储器。

内部存储器（又称内存、主存）：

用来存放正在使用或随时要使用的程序和数据。

容量小，速度快。CPU可以直接访问内存。

外部存储器：

用于永久存放程序和数据容量大，速度慢。

r静态RAM(SRAM)

随机存储器(RAM)"

...CL।.♦ww.

L动态RAM(DRAM)

厂内存（主存）J7永久性的掩膜.ROM

可编程ROM（PROM）

存储器-<l只读存储器（ROM）［可擦除可编程ROM（EPROM）

L电可擦除PROM（EFROM）

r赧盘-软盘、硬盘

I外存（辅存七曲带［CD.ROM-只读型光盘（65QMB）

.光盘，MO-可擦写光盘

CD-R-一次性可写入光盘

〔CD-RW-可重写光盘

computer

Primarystorage(memory)

♦：♦只读存储器（ROM）

主要用来存放各种固定程序和数据，它的内容

只能读（取），不能写（存），断电后，其中的

信息不会丢失

如：ROMBlOS（基本输入输出系统），其中部分

内容用于启动计算机,每次开机时都要执行。

♦:♦随机存储器（RAM）

主要用来存放操作数、中间结果、最终结果,

能读也能写，断电后信息丢失.

微机内存容量的大小主要是指RAM的容量

computer

Primarystorage(memory)

RAM的种类:

动态内存DRAM:

动态随机存取存储器，需要不断的刷新(电容

充电)，才能保存数据。存取速度慢，价格较低。

静态内存SRAM:

静态的随机存取存储器，加电情况下，不需要

经常刷新，价格较高。用于缓存。

高速缓冲存储器(cache)：

为提高CPU的处理速度而为计算机配备的，主要

是为了解决高速CPU与低速内存的速度匹配问题。存

储频繁执行的指令或数据。

我们经常说的“内存”是指DRAM。

computer

内部存储器Primarystorage(memory)

SDRAM,即SynchronousDRAM（同步动态随机存储

器）采用与系统时钟同步技术，比DRAM快得多。

DDR是DoubleDataRateSDRAM的缩写（双倍数据

速率）。

DDR2内存实现了在每个时钟周期处理多达4bit的数

据，比传统DDR内存可以处理的2bit数据高了一倍

DRAM——SDRAM——DDR——DDR2——DDR3

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computer

Primarystorage(memory)

常见的内存条有:

DDR2800、DDR31333、DDR31600

DDR2800内存条的主频为800MHz

DDR31333内存条的主频为1333MHz

DDR31600内存条的主频为1600MHz

品牌：金士顿、威刚、宇瞻等

DDR2800威刚万紫千红1GB90

DDR31333宇瞻经典4GB135

DDR31600金士顿骇客神条2GB120

computer

外部存储器Secondarystorage(memory)

利用磁性材料制成，用于永久存放程序

和数据。

硬盘、闪存、可移动硬盘、光盘

硬盘片

读写磁头

硬磁盘由硬质合金材料构成的多张盘片组成，

与硬盘驱动器作为一个整体被密封在一个金属盒内,

合称为硬盘。

特点：

存储容量大、可靠性高。

品牌：希捷酷鱼、西部数据、日立等

希捷酷鱼1TB800

西部数据2TB（绿版）990

■

111computer

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光驱刻录机

computer

iTSllr盘

computer

可移动硬盘

computer

微机的其他部件:

［声卡：听、说、唱的功能

接显卡：显示控制适配器，显示器与主机之间

<

口的接口

网卡/MODEM（调制解调器）

输入输出设备

电源

computer

声卡

声卡(SoundCard)也叫音频卡：声卡是多媒体

技术中最基本的组成部分，是实现声波/数字信号

相互转换的一种硬件。声卡的基本功能是把来自话

筒、磁带、光盘的原始声音信号加以转换，输出到

耳机、扬声器、扩音机、录音机等声响设备，或通

过音乐设备数字接口(MIDI)使乐器发出美妙的声音。

麦克风和喇叭所用的都是模拟信号，而电脑所

能处理的都是数字信号，两者不能混用，声卡的作

用就是实现两者的转换。

集成在主板上。

computer

显示卡(DisplayCard)的基本作用就是控制

计算机的图形输出，由显示卡连接显示器。

分集成显卡和独立显卡。

集成显卡是指芯片组集成了显示芯片。集成的

显卡不带有显存，使用系统的一部分主内存作为显

存，对整个系统的影响会比较明显。

独立显卡是指将显示芯片、显存及其相关电路

单独做在一块电路板上，自成一体而作为一块独立

的板卡存在。

显卡

独立显卡按照显卡使用芯片分类:

NVIDIA（英伟达）和AMD

品牌有：

微星、七彩虹、华硕、昂达等。

computer

网卡

网卡也叫“网络适配器”，英文全称为

“NetworkInterfaceCard”,简称“NIC”,网卡

是局域网中最基本的部件之一，它是连接计算机与

网络的硬件设备。

computer

输入设备:

人和计算机对话的设备

常用设备：键盘、鼠标、扫描仪

computer

港电通网

computer

人体工学键盘摆脱了传统“一”字型键盘的反关节、

易疲劳等劣处，自然、舒适、易用。

computer

computer

computer

computer

扫描仪

computer

输出设备

把主机处理完成的信息变成人们可以识别的形

式显示或打印出来。

常用设备：

显示器、打印机、音响、投影设备、刻录机等

computer

显示器

CRT纯平显7F命LED液晶显示器

SAMSUNG

computer

显不器

分辨率(ResoIution)

我们通常所看到的分辨率都以乘法形式表现的,

比如1024*768,其中“1024”表示屏幕上水平方向显

示的点数，“768”表示垂直方向的点数。

CRT分辨率越高，点距越小，显示效果越好。

LED的分辨率是固定的。

17英寸的分辨率是1024X768

19宽屏的分辨率是1440X900

22英寸分辨率是1680X1050

24英寸分辨率是1920X1200

27英寸分辨率是1920X1080

32英寸分辨率是1366X768

品牌：三星、LG、明基等

22英寸三星2233RZ1999

27英寸飞利浦273G3DHSW3799

针式打印机喷墨打印机激光打印机

3computer

平板电脑

苹果iPad3

屏幕尺寸：9.7英寸

操作系统：iOS5

处理器：AppleA5X1.4GHz（4核）

系统内存：2GB

存储容量：32GB

屏幕分辨率：2048x1536

产品重量：510g

computer

绿色环保电脑

指从使用材料、噪音、能耗、辐射等方面考虑,

组建了一台安静、节能、无污染、低辐射的环保电

脑。

绿色环保型配置要求：

1）液晶显示器

2）无铅主板

3）防辐射机箱及静音电源

4）人体工程学外设

computer

小结

运算器：执行各种算术运算和逻辑运算'

ACPU、

才空制器：控制程序运行，协调各部件动作J

硬件主机

《存储器：存储程序和数据＜内存（主存）-

系统

计I外存（辅存）、

算

机输入设备：接受用户的指令和数据小,5A

》外部设备

系

、输出设备：呈现程序运行结果

统

软件r系统软件：面向系统Windows、Unix、Dos

I应用软件：面向应用

系统Office、FIash>PhotoShop...

computer

小结

机箱

主板

CPU

内存

硬盘

显卡网卡声卡

光驱

键鼠

I—I--□□

显示肃