第1章计算机基础知识第一讲精.ppt

第第1章计算机基础知识第一讲章计算机基础知识第一讲第1页，本讲稿共77页1.1 计算机概述计算机概述1.2 微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成 1.3 计算机的数制计算机的数制 1.4 数据信息在计算机中的表示数据信息在计算机中的表示 1.5 信息化社会信息化社会本章内容本章内容2第2页，本讲稿共77页重点、难点重点、难点1.目的目的 (1)掌握计算机的基本概念与基础知识。掌握计算机的基本概念与基础知识。(2)掌握计算机的基本组成、工作原理及主要应用。掌握计算机的基本组成、工作原理及主要应用。(3)了解微型计算机系统的基本组成。了解微型计算机系统的基本组成。(4)了解了解数制的基本概念数制的基本概念，掌握掌握各类进制数间的转换各类进制数间的转换。(5)了解了解信息在计算机中的表示。信息在计算机中的表示。2.重点、难点重点、难点 计算机系统构成、工作原理计算机系统构成、工作原理。微型计算机的硬件构成。各类进制数间的转换。微型计算机的硬件构成。各类进制数间的转换。信息在计算机中的表示的理解。信息在计算机中的表示的理解。3.教学方法：教学方法：讲授、多媒体教学讲授、多媒体教学3第3页，本讲稿共77页1.1 计算机概述计算机概述计算机是一种能按照事先存储的程序，自动、高速进行大量数值计算和各种计算机是一种能按照事先存储的程序，自动、高速进行大量数值计算和各种信息处理的现代化智能电子装置。信息处理的现代化智能电子装置。4第4页，本讲稿共77页1.1 计算机概述计算机概述1.1.1计算机的发展计算机的发展 1.第一台电子计算机的诞生第一台电子计算机的诞生1946年年2月月15日，世界上第一台通用数字电子计算机日，世界上第一台通用数字电子计算机ENIAC研制成功，承担开发研制成功，承担开发任务的任务的“莫尔小组莫尔小组”由四位科学家和工程师埃克特、莫克利、戈尔斯坦、博克斯组成，由四位科学家和工程师埃克特、莫克利、戈尔斯坦、博克斯组成，总工程师埃克特当时年仅总工程师埃克特当时年仅24岁。岁。名字：名字：ENIAC(埃尼阿克埃尼阿克)，全称，全称:电子数字积分计算机电子数字积分计算机地点：美国宾夕法尼亚大学地点：美国宾夕法尼亚大学主要元器件主要元器件:电子管电子管研制目的：军事上的需要研制目的：军事上的需要意义：标志了电子计算机时代的到来意义：标志了电子计算机时代的到来5第5页，本讲稿共77页1.1 计算机概述计算机概述ENIAC特点特点器件：18800个电子管个电子管70000个电阻个电阻1500个电容个电容6000个开关个开关体积：90立方米立方米重量：30吨吨占地：170平方米平方米耗电：140千瓦千瓦/时时速度：5000次加法次加法/秒秒 500次乘法次乘法/秒秒 100次除法次除法/秒秒容量：存存20个字长的个字长的10位十进制数位十进制数6第6页，本讲稿共77页1.1 计算机概述计算机概述现代电子计算机之父现代电子计算机之父19441945年间，美籍匈牙利科学家冯年间，美籍匈牙利科学家冯诺伊诺伊曼在第一台现代计算机曼在第一台现代计算机ENIAC尚未问世时注意到其弱尚未问世时注意到其弱点，并提出一个新机型点，并提出一个新机型EDVAC的设计方案，其中提到了的设计方案，其中提到了两个设想：采用二进制和两个设想：采用二进制和“存储程序存储程序”。这两个设想对于。这两个设想对于现代计算机至关重要，也使冯现代计算机至关重要，也使冯诺伊曼成为诺伊曼成为“现代电子现代电子计算机之父计算机之父”，冯，冯诺伊曼机体系延续至今。诺伊曼机体系延续至今。7第7页，本讲稿共77页1.1 计算机概述计算机概述（1）第一代电子管计算机的兴盛）第一代电子管计算机的兴盛在在ENIAC研制成功后，相继出现了一批电子管计算机，主要用于科学计研制成功后，相继出现了一批电子管计算机，主要用于科学计算。采用电子管作为逻辑元件是第一代计算机的标志。算。采用电子管作为逻辑元件是第一代计算机的标志。UNIVAC由埃克特和莫克利研制成功，这也是第一个进行批量生产的计算由埃克特和莫克利研制成功，这也是第一个进行批量生产的计算机。机。1951年，电脑开始走出实验室服务于社会与公众。年，电脑开始走出实验室服务于社会与公众。1952年，年，UNIVAC因准因准确地预测美国总统大选结果而名声大噪。确地预测美国总统大选结果而名声大噪。IBM公司的公司的IBM701击败竞争对手击败竞争对手UNIVAC，一举奠定了蓝色巨人在计算，一举奠定了蓝色巨人在计算机产业界的领袖地位。机产业界的领袖地位。1950问世的第一台并行计算机问世的第一台并行计算机EDVAC，首次实现了冯，首次实现了冯诺依曼体系的两个诺依曼体系的两个重要设想：存储程序和采用二进制。重要设想：存储程序和采用二进制。2.根据计算机所采用的物理器件可将计算机的发展分为四个时代。根据计算机所采用的物理器件可将计算机的发展分为四个时代。8第8页，本讲稿共77页1.1 计算机概述计算机概述（2）第二代计算机）第二代计算机美国贝尔实验室于美国贝尔实验室于1954年研制成功第一台使用晶体管年研制成功第一台使用晶体管的第二代计算机的第二代计算机TRADIC。相比采用定点运算的第一代计。相比采用定点运算的第一代计算机，第二代计算机普遍增加了浮点运算，计算能力实现算机，第二代计算机普遍增加了浮点运算，计算能力实现了一次飞跃。了一次飞跃。IBM公司于公司于1958年制成的年制成的1401及后续的及后续的1410/1440系列系列计算机，是第二代计算机中的代表，用户在当时可以以每计算机，是第二代计算机中的代表，用户在当时可以以每月月2500美元的价格租用美元的价格租用IBM1401。9第9页，本讲稿共77页1.1 计算机概述计算机概述（3）第三代计算机）第三代计算机“蓝色巨人蓝色巨人”IBM于于1964年研制出计算机历史上最成功的机型年研制出计算机历史上最成功的机型之一之一IBMS/360。IBM由于由于S/360的成功，进一步巩的成功，进一步巩固了自己在业界的地位，固了自己在业界的地位，“蓝色巨人蓝色巨人”IBM几乎成为几乎成为计算机的代名词。计算机的代名词。10第10页，本讲稿共77页1.1 计算机概述计算机概述（4）第四代计算机）第四代计算机随着集成电路的迅速发展，采用大规模和超大规模集成电路的第四代计算机，计随着集成电路的迅速发展，采用大规模和超大规模集成电路的第四代计算机，计算性能飞速提高，应用范围渗透到社会的每个角落，计算机对社会生产的重要性日益凸算性能飞速提高，应用范围渗透到社会的每个角落，计算机对社会生产的重要性日益凸显。随着微处理器的问世和发展，微型计算机开始普及，计算机逐渐走进普通人家。显。随着微处理器的问世和发展，微型计算机开始普及，计算机逐渐走进普通人家。11第11页，本讲稿共77页1.1 计算机概述计算机概述代时间主要元器件软件 应用 第一代第一代19461958电子管电子管机器语言机器语言汇编语言汇编语言科学计算科学计算第二代第二代19591964晶体管晶体管程序设计语言程序设计语言系统管理程序系统管理程序数据处理数据处理工业控制工业控制第三代第三代19651971中小规模中小规模集成电路集成电路操作系统操作系统会话式语言会话式语言文字处理文字处理图形处理图形处理第四代第四代1971今今大、超大规模大、超大规模集成电路集成电路高级语言、系统软件、高级语言、系统软件、网络软件、数据库等网络软件、数据库等社会生活社会生活各个方面各个方面12第12页，本讲稿共77页1.1 计算机概述计算机概述3.计算机发展的趋势计算机发展的趋势巨型化巨型化指发展高速、大存储和功能更强大的巨型机以满足尖端科学的需要。指发展高速、大存储和功能更强大的巨型机以满足尖端科学的需要。微型化微型化发展小、巧、轻、价格低、功能强的微型计算机，以满足更广泛的应发展小、巧、轻、价格低、功能强的微型计算机，以满足更广泛的应用领域，如多媒体技术。用领域，如多媒体技术。网络化网络化计算机网络是计算机技术和通信技术结合的产物计算机网络是计算机技术和通信技术结合的产物,是信息系统的基础设是信息系统的基础设施。网络化是将各种资源连接在一起，被全体公民所共享。施。网络化是将各种资源连接在一起，被全体公民所共享。多媒体化多媒体化使计算机能更有效地处理文字、图形、动画、音频、视频等多种形式的使计算机能更有效地处理文字、图形、动画、音频、视频等多种形式的信息，使人们更自然、有效地使用信息。信息，使人们更自然、有效地使用信息。智能化智能化模拟人的感觉、行为、和思维。模拟人的感觉、行为、和思维。13第13页，本讲稿共77页1.1 计算机概述计算机概述4当代计算机的主要技术特征当代计算机的主要技术特征（1）流水线（）流水线（Pipeline）技术）技术（2）乱序执行（）乱序执行（Out-Of-OrderExecution）技术）技术（3）缓存（）缓存（Cashe）技术）技术（4）并行技术）并行技术（5）多核技术）多核技术 14第14页，本讲稿共77页1.1 计算机概述计算机概述1.1.2.计算机的分类计算机的分类（1）按处理的数据分类 数字计算机、模拟计算机及混合式计算机数字计算机、模拟计算机及混合式计算机（2）按使用范围分类 通用计算机、专用计算机通用计算机、专用计算机（3）按性能分类巨型机、大型机、小型机、工作站、微型机巨型机、大型机、小型机、工作站、微型机15第15页，本讲稿共77页IBMSequola16第16页，本讲稿共77页日本日本KComputer17第17页，本讲稿共77页天河天河1号号A型型18第18页，本讲稿共77页1.1 计算机概述计算机概述1.1.3计算机的特点及主要应用领域计算机的特点及主要应用领域1.计算机的特点计算机的特点计算机具有存储容量大、处理速度快、工作全自动、计算精度和可靠计算机具有存储容量大、处理速度快、工作全自动、计算精度和可靠性高、逻辑推理和判断能力强等特点。性高、逻辑推理和判断能力强等特点。19第19页，本讲稿共77页1.1 计算机概述计算机概述2.计算机的主要应用领域计算机的主要应用领域（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）计算机辅助工程）计算机辅助工程（5）人工智能）人工智能20第20页，本讲稿共77页1.1 计算机概述计算机概述3.计算机技术在新兴领域的应用计算机技术在新兴领域的应用（1）计算机语音和字符识别功能）计算机语音和字符识别功能（2）计算机图形技术和图像处理功能在科研和生产中的广泛应用）计算机图形技术和图像处理功能在科研和生产中的广泛应用（3）现代化的计算机信息检索系统改变了传统的资料管理检索手段）现代化的计算机信息检索系统改变了传统的资料管理检索手段（4）计算机多媒体技术在人类工作与生活的各方面获得应用）计算机多媒体技术在人类工作与生活的各方面获得应用21第21页，本讲稿共77页1.1 计算机概述计算机概述1.1.4计算机系统计算机系统 （1）完整的计算机系统由硬件系统和软件系统组成）完整的计算机系统由硬件系统和软件系统组成（2）硬件系统：又称硬件或硬设备，指构成计算机的物理装置。）硬件系统：又称硬件或硬设备，指构成计算机的物理装置。（3）软件系统：又称软件或软设备，指使计算机硬件系统进行工作的各种程序、）软件系统：又称软件或软设备，指使计算机硬件系统进行工作的各种程序、数据和文档资料的集合。数据和文档资料的集合。（4）两者关系：相辅相成，缺一不可。）两者关系：相辅相成，缺一不可。（5）裸机裸机缺少软件系统的计算机缺少软件系统的计算机22第22页，本讲稿共77页1.1 计算机概述计算机概述1.1.4计算机系统计算机系统计计算算机机系系统统构构成成硬件系统硬件系统(Hardware System)软件系统软件系统(Software System)23第23页，本讲稿共77页1.2计算机系统的组成和工作原理计算机系统的组成和工作原理计算机系计算机系统统硬件系统硬件系统软件系统软件系统控制器控制器运算器运算器输入设备（输入设备（Input）输出设备（输出设备（Output）系统软件：系统软件：控制计算机运行，管理计算机的各种资源，为应用软件提供支持和服务的一类软件。应用软件：应用软件：利用计算机的软硬件资源为某一专门应用目的而开发的软件。主机主机外部设备外部设备内存内存CPU随机存储器随机存储器(RAM)只读存储器只读存储器(ROM)计算机系统：计算机系统：任何计算机系统都由硬件系统和软件系统组成任何计算机系统都由硬件系统和软件系统组成硬件系统硬件系统是指构成是指构成计算机的计算机的基本物理基本物理设备设备软件系统软件系统是指计算是指计算机上运行机上运行的程序、的程序、数据和文数据和文档的总和档的总和1.1计算机概述计算机概述24第24页，本讲稿共77页1.1 计算机概述计算机概述1.计算机硬件的构成计算机硬件的构成运算器运算器主机主机控制器控制器硬件硬件内存储器内存储器(内存内存)存储器存储器外存储器外存储器(外存外存)输入设备输入设备外设外设输出设备输出设备25第25页，本讲稿共77页1.1 计算机概述计算机概述运算器运算器简称简称ALU。是计算机数据运算部件。是计算机数据运算部件。控制器控制器是计算机的指挥系统。是计算机的指挥系统。存储器存储器是计算机具有记忆能力的部件。是计算机具有记忆能力的部件。输入设备输入设备是计算机用来输入程序和数据的部件。是计算机用来输入程序和数据的部件。输出设备输出设备是计算机用来输出数据的部件。是计算机用来输出数据的部件。26第26页，本讲稿共77页1.1 计算机概述计算机概述2.计算机软件系统计算机软件系统 操作系统操作系统 语言处理程序语言处理程序 诊断系统诊断系统 系统软件系统软件 数据库系统数据库系统 其它其它软件软件 画笔、媒体播放机、财务、仓储系统等画笔、媒体播放机、财务、仓储系统等 应用软件应用软件 CADCAD、CAMCAM、CIMSCIMS、CAICAI等等 27第27页，本讲稿共77页1.1 计算机概述计算机概述（1）系统软件）系统软件是指管理、控制和维护计算机，使其高效运行的软件。包括操作系统、是指管理、控制和维护计算机，使其高效运行的软件。包括操作系统、数据库管理系统、语言编译系统和系统工具软件。数据库管理系统、语言编译系统和系统工具软件。28第28页，本讲稿共77页1.1 计算机概述计算机概述l操作系统操作系统是计算机正常运行的必要软件，负责管理计算机的软硬件资源。常见：是计算机正常运行的必要软件，负责管理计算机的软硬件资源。常见：DOS、Windows，UNIX，Linux，Netware等等l数据库管理系统数据库管理系统对计算机中所存放的大量数据进行组织、管理、查询并提供处理功能的软件。常对计算机中所存放的大量数据进行组织、管理、查询并提供处理功能的软件。常见有：见有：FoxBase、Dbase、Oracle、Sybase、SQLServer等等l语言处理程序语言处理程序计算机语言分为计算机语言分为3类：机器语言、汇编语言、高级语言。类：机器语言、汇编语言、高级语言。l系统工具软件系统工具软件一类服务性程序，如故障诊断程序、纠错程序、调试程序等一类服务性程序，如故障诊断程序、纠错程序、调试程序等。29第29页，本讲稿共77页1.1 计算机概述计算机概述机器语言机器语言是计算机指令代码的集合。用它编写的程序是计算机指令代码的集合。用它编写的程序CPU可直接识别并执行。可直接识别并执行。汇编语言汇编语言采用英文缩写符号代替机器语言的操作码和操作地址所形成的计算机语言，又叫采用英文缩写符号代替机器语言的操作码和操作地址所形成的计算机语言，又叫符号语言。用它编写的程序计算机不能直接识别和运行，必须将其转换成机器语符号语言。用它编写的程序计算机不能直接识别和运行，必须将其转换成机器语言程序后才能被执行。把汇编语言程序翻译成机器语言程序的程序称为汇编程序。言程序后才能被执行。把汇编语言程序翻译成机器语言程序的程序称为汇编程序。高级语言高级语言是一种比较接近人类自然语言和数学描述的语言。翻译方式：解释是一种比较接近人类自然语言和数学描述的语言。翻译方式：解释和编译和编译30第30页，本讲稿共77页1.1 计算机概述计算机概述（2）应用软件）应用软件为解决用户的具体问题，面向某个领域而设计的软件。如：财务管理为解决用户的具体问题，面向某个领域而设计的软件。如：财务管理软件、学习软件、游戏软件、软件、学习软件、游戏软件、Office、WPS等等31第31页，本讲稿共77页1.1 计算机概述计算机概述1.1.5计算机工作原理计算机工作原理指令指令指示计算机如何工作的命令，是计算机能实现的基本操作，每一个计算机系指示计算机如何工作的命令，是计算机能实现的基本操作，每一个计算机系统都有它的指令集。指令是由一串二进制代码表示，通常由操作码和地址码两个部分组统都有它的指令集。指令是由一串二进制代码表示，通常由操作码和地址码两个部分组成。成。程序是由指令序列组成的，它是为解决某一问题而设计的一系列排列有序的程序是由指令序列组成的，它是为解决某一问题而设计的一系列排列有序的指令的集合。指令的集合。地址地址内存中每个存储单元的编号。内存中每个存储单元的编号。32第32页，本讲稿共77页1.1 计算机概述计算机概述1.存储程序控制原理存储程序控制原理计算机的工作过程：计算机的工作过程：（1）控制器控制输入设备将数）控制器控制输入设备将数据和程序从输入设备输入到据和程序从输入设备输入到内存；内存；（2）在控制器指挥下，从内存取在控制器指挥下，从内存取出指令送入控制器；出指令送入控制器；（3）控制器分析指令，指挥运算控制器分析指令，指挥运算器、存储器执行指令规定的操作；器、存储器执行指令规定的操作；（4）运算结果由控制器控制运算结果由控制器控制送存储器保存或送输出设备输出；送存储器保存或送输出设备输出；（5）重复）重复，直到程序结束。，直到程序结束。33第33页，本讲稿共77页1.1 计算机概述计算机概述1.1.6计算机的性能指标计算机的性能指标（1）字长）字长位位(bit)：是一个二进制数码。其值只有：是一个二进制数码。其值只有0和和1。字节字节(byte)：8个二进制数位组成个二进制数位组成1个字节。个字节。字字(word)：若干二进制数位组成：若干二进制数位组成1个字。一般是字节的整数倍。个字。一般是字节的整数倍。字长字长(wordlength)：计算机一次能同时处理的二进制数的位数。：计算机一次能同时处理的二进制数的位数。（2）计算速度）计算速度通常指计算机每秒钟所能执行的加法指令的数目。通常指计算机每秒钟所能执行的加法指令的数目。（3）存储容量）存储容量表示计算机存储数据的能力。单位有：表示计算机存储数据的能力。单位有：B、KB、MB、GB1KB=1024B1MB=1024KB1GB=1024MB1TB=1024GB34第34页，本讲稿共77页1.1 计算机概述计算机概述1.1.7特点特点（1）运算速度快）运算速度快（2）高精确度和可靠性）高精确度和可靠性（3）具有存储记忆能力）具有存储记忆能力（4）具有逻辑判断能力）具有逻辑判断能力（5）内部操作自动控制进行）内部操作自动控制进行 35第35页，本讲稿共77页1.21.2微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机系统微型计算机系统硬件硬件软件软件主机主机外部设备外部设备CPU存储器存储器I/O接口接口运算器运算器控制器控制器寄存器寄存器系统软件系统软件应用软件应用软件36第36页，本讲稿共77页1.21.2微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成存存储储器器I/O接接口口输输入入设设备备I/O接接口口数据总线数据总线 DB控制总线控制总线 CB地址总线地址总线 AB输输出出设设备备CPU37第37页，本讲稿共77页1.21.2微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成38第38页，本讲稿共77页1.21.2微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成39第39页，本讲稿共77页1.21.2微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成主板（主板（MotherBoard，MainBoard，SystemBoard）是一台）是一台PC的主体，的主体，主板要完成微型计算机系统的管理和协调，支持主板要完成微型计算机系统的管理和协调，支持CPU、各种功能卡和各总线接口、各种功能卡和各总线接口的正常运行，它是的正常运行，它是PC的的“总司令部总司令部”。它包括以下几个重要组成部分。它包括以下几个重要组成部分 1.2.1主板主板40第40页，本讲稿共77页1.21.2微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成1CPU插槽 2芯片组 3AGP插槽 4PCI插槽 5内存插槽 6IDE接口和软驱接口 7BIOS 41第41页，本讲稿共77页1.21.2微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成42第42页，本讲稿共77页1.21.2微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成1.2.2CPU CPU（CentralProcessingUnit）即中央处理单元，是微机系统的核心，）即中央处理单元，是微机系统的核心，也是整个系统最高的执行单位。它负责整个系统指令的执行，数学与逻辑的运也是整个系统最高的执行单位。它负责整个系统指令的执行，数学与逻辑的运算，数据的存储与传送，以及对内对外输入与输出的控制。算，数据的存储与传送，以及对内对外输入与输出的控制。时钟频率（主频）是时钟频率（主频）是CPU的主要性能指标，以的主要性能指标，以Hz（Hertz）为基本单位。）为基本单位。一般一般CPU的工作时钟频率（主频）以它的型号来表示，如的工作时钟频率（主频）以它的型号来表示，如Pentium166中的中的166MHz，Pentium3.0中的中的3.0GHz。在相同的结构下，。在相同的结构下，CPU型号的数值越高，型号的数值越高，其速度越快，当然价格也越高。其速度越快，当然价格也越高。43第43页，本讲稿共77页1.21.2微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成intel 4004，intel 的发展史就是从这块的发展史就是从这块cpu起步的起步的44第44页，本讲稿共77页1.21.2微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成8008808545第45页，本讲稿共77页1.21.2微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成808646第46页，本讲稿共77页1.21.2微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成80286，intel最后一块最后一块16位位cpu47第47页，本讲稿共77页1.21.2微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成80386，intel第一代第一代32位位cpu486，这是，这是intel最后一代以数字编号的最后一代以数字编号的cpu48第48页，本讲稿共77页1.21.2微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成pentium，传说中的，传说中的586pentium pro49第49页，本讲稿共77页1.21.2微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成pentiumceleron，引发超频热潮，引发超频热潮50第50页，本讲稿共77页1.21.2微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成pentium_katmaiIntel pentium tualatin/coppermine51第51页，本讲稿共77页1.21.2微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成intel pentium_423intel pentium_47852第52页，本讲稿共77页1.21.2微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成1.2.3内存条内存条 用来存放数据和程序信息的半导体器件，简称内存，分为用来存放数据和程序信息的半导体器件，简称内存，分为RAM和和ROM两种。两种。RAM(RandomAccessMemory随机存储器随机存储器)可读可写，断电后数据全部丢失可读可写，断电后数据全部丢失ROM(ReadOnlyMemory只读存储器只读存储器)只读不可写，断电后数据保持不只读不可写，断电后数据保持不变变53第53页，本讲稿共77页1.21.2微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成1.2.3内存条内存条RAM现在主要分为以下现在主要分为以下3种。种。（1）同步动态随机存取存储器（）同步动态随机存取存储器（SynchronousDynamicRAM，SDRAM）（2）二倍速率（）二倍速率（DoubleDataRate，DDR）同步动态随机存取存储器）同步动态随机存取存储器（3）高频动态随机存取存储器（）高频动态随机存取存储器（RambusDynamicRAM，RDRAM）54第54页，本讲稿共77页1.21.2微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成55第55页，本讲稿共77页1.21.2微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成1.2.4外部存储器外部存储器 用来存放用来存放“暂时不用暂时不用”的数据或程序。它的容量比内存大得多，但存取速的数据或程序。它的容量比内存大得多，但存取速度比内存慢。外存可长期保存信息，价格便宜。度比内存慢。外存可长期保存信息，价格便宜。当计算机内存不够用时，会借用硬盘的空间作为计算机的虚拟存储器。当计算机内存不够用时，会借用硬盘的空间作为计算机的虚拟存储器。56第56页，本讲稿共77页1.21.2微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成（1）软盘存储器）软盘存储器一张表面上涂有磁性材料的圆状薄塑料片，一张表面上涂有磁性材料的圆状薄塑料片，封装在一个方形保护套内。封装在一个方形保护套内。常用：常用：3.5英寸英寸容量容量1.44MB写写写写保保保保护护护护开开开开关关关关写保护状态：写保护状态：写保护状态：写保护状态：只能读、不只能读、不只能读、不只能读、不能写入能写入能写入能写入未未未未写写写写保保保保护护护护状状状状态态态态：可可可可以以以以读读读读写写写写57第57页，本讲稿共77页1.21.2微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成（2）硬盘）硬盘由若干个涂有磁性材料的铝合金圆盘组成，把磁头、盘片由若干个涂有磁性材料的铝合金圆盘组成，把磁头、盘片及执行机构都密封在腔体内，与外界环境隔绝。及执行机构都密封在腔体内，与外界环境隔绝。磁盘片马达磁头磁头驱动辅助电路58第58页，本讲稿共77页1.21.2微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成59第59页，本讲稿共77页1.21.2微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成硬盘的磁头是悬浮在磁盘表面上的（一般只有硬盘的磁头是悬浮在磁盘表面上的（一般只有0.30.6 m）。硬盘的）。硬盘的转速极高，一般有转速极高，一般有3600/5400/7200r/min（RoundPerMinute）等品种。）等品种。按硬盘采用的接口分类，一般有按硬盘采用的接口分类，一般有ESDI硬盘、硬盘、IDE硬盘、硬盘、EIDE硬硬盘和盘和SCSI硬盘。硬盘。SCSI具有真正的全球标准，全世界的生产厂商生产的具有真正的全球标准，全世界的生产厂商生产的SCSI设设备都具有统一的标准。备都具有统一的标准。60第60页，本讲稿共77页1.21.2微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成一些有关驱动器及盘片的基本概念：一些有关驱动器及盘片的基本概念：磁头（磁头（Head）：又称读写头，为读写磁道数据的装置，盘片有上下两面，故）：又称读写头，为读写磁道数据的装置，盘片有上下两面，故有上下磁头。软盘的读写头与盘片相接触，故磁头脏了就容易把软盘刮伤，从而有上下磁头。软盘的读写头与盘片相接触，故磁头脏了就容易把软盘刮伤，从而造成盘片的损坏。造成盘片的损坏。磁道（磁道（Track）：为盘片存放数据的同心圆轨道。盘片最外圈的磁道为）：为盘片存放数据的同心圆轨道。盘片最外圈的磁道为0磁道。磁道。文件分配表文件分配表FAT（FileAllocationTable）：是盘片内部管理文件分配的存储单元的一）：是盘片内部管理文件分配的存储单元的一种系统，它记录着盘片的容量和文件存储空间的分配情况。种系统，它记录着盘片的容量和文件存储空间的分配情况。磁道密度（磁道密度（TrackDensity）：沿盘片同心圆半径区域每英寸所含的磁道数。）：沿盘片同心圆半径区域每英寸所含的磁道数。扇区（扇区（Sector）：将每个磁道分成几个小区域，此区域称为扇区。一般每个扇区可存）：将每个磁道分成几个小区域，此区域称为扇区。一般每个扇区可存放放512B的数据。的数据。柱面：盘片各面上半径相同的磁道围成的面为柱面。柱面：盘片各面上半径相同的磁道围成的面为柱面。磁盘转速（磁盘转速（r/min）：磁盘盘片每分钟旋转的次数。）：磁盘盘片每分钟旋转的次数。盘片容量的计算：盘片容量的计算：软盘总容量软盘总容量=磁盘面数（磁盘面数（2）磁道数磁道数扇区数扇区数扇区字节数（扇区字节数（512）硬盘总容量硬盘总容量=磁头数磁头数柱面数柱面数扇区数扇区数扇区字节数（扇区字节数（512）61第61页，本讲稿共77页1.21.2微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成62第62页，本讲稿共77页1.21.2微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成（3）光盘CD-ROM光驱光驱光驱是读取光盘二进制数据的设备，主要的部分就是激光发生器和光监测器。它光驱是读取光盘二进制数据的设备，主要的部分就是激光发生器和光监测器。它采用与激光唱片相同的技术，将激光束聚集成约采用与激光唱片相同的技术，将激光束聚集成约1 m的光斑，在盘面上读写数据。如果的光斑，在盘面上读写数据。如果光盘不反射激光，则代表那里有一个小坑，那么微型计算机就知道它代表一个光盘不反射激光，则代表那里有一个小坑，那么微型计算机就知道它代表一个“1”；如果激光被反射回来，则代表那里有一个平面，微型计算机就知道这个点是一如果激光被反射回来，则代表那里有一个平面，微型计算机就知道这个点是一个个“0”。当光盘在光驱中高速转动时，激光头在电机的控制下前后移动，数据。当光盘在光驱中高速转动时，激光头在电机的控制下前后移动，数据就这样源源不断地被读取出来了。就这样源源不断地被读取出来了。光驱的一个重要技术指标是光驱的光驱的一个重要技术指标是光驱的“倍速倍速”。CD-ROM光驱的光驱的1倍速就是倍速就是150kbit/s，DVD-ROM光驱的光驱的1倍速是倍速是1.3Mbit/s。市场上常见的。市场上常见的CD-ROM光驱有光驱有40倍速、倍速、50倍速等，倍速等，DVD-ROM光驱有光驱有16倍速、倍速、32倍速等。倍速等。63第63页，本讲稿共77页1.21.2微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成CD-ROM光驱1倍速=150KB/SDVD-ROM光驱1倍速=1.3MB/S64第64页，本讲稿共77页1.21.2微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成光盘光盘光盘是光盘是20世纪世纪70年代发展起来的一种新型信息存储设备。常用的光盘有如下几年代发展起来的一种新型信息存储设备。常用的光盘有如下几种。种。只读型光盘，即只读存储器光盘（只读型光盘，即只读存储器光盘（CompactDisc-ReadOnlyMemory，CD-ROM）一次写入型光盘（一次写入型光盘（CD-Recorder，CD-R）可擦写型光盘（可擦写型光盘（CD-Rewriteable，CD-RW）数字多功能光盘（数字多功能光盘（DigitalVersatileDisc，DVD）：）：DVD光盘有光盘有3种格式，即种格式，即DVD-R（只读数字光盘）和（只读数字光盘）和DVD-WO（单次写入光盘）和（单次写入光盘）和DVD-RAM（可重复写入的光（可重复写入的光盘）。盘）。CD-ROM光盘的容量常见的为光盘的容量常见的为700MB，DVD光盘存储容量常见的为光盘存储容量常见的为4.7GB，最高可，最高可存储的数据达存储的数据达17.8GB 65第65页，本讲稿共77页1.21.2微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成（4）移动存储器 l移动硬盘移动硬盘l闪存盘闪存盘66第66页，本讲稿共77页1.21.2微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成1.2.5总线总线计算机总线是一组连接各个部件的公共通信线。计算机总线是一组连接各个部件的公共通信线。在在CPUCPU，存储器，存储器，I/OI/O接口之间接口之间传输信息的总线称为传输信息的总线称为“系统总线系统总线”。67第67页，本讲稿共77页1.21.2微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成系统总线包括：数据总线，地址总线和控制总线。系统总线包括：数据总线，地址总线和控制总线。（1 1）数据总线（）数据总线（data bus,DBdata bus,DB）数据总线用来传输数据信息，是双向总线数据总线用来传输数据信息，是双向总线 （2 2）地址总线（）地址总线（address bus,ABaddress bus,AB）地址总线用于传送地址总线用于传送CPUCPU发出的地址信息，是单向总线发出的地址信息，是单向总线（3 3）控制总线（）控制总线（control bus,CBcontrol bus,CB）控制总线用来传送控制信号、时序信号和状态信息等。其中有的是控制总线用来传送控制信号、时序信号和状态信息等。其中有的是CPUCPU向内存和外设发出的信息，有的则是内存或外设向向内存和外设发出的信息，有的则是内存或外设向CPUCPU发出的信息。可见，发出的信息。可见，CBCB中每一根线的方向是一定的、单向的，但中每一根线的方向是一定的、单向的，但CBCB作为一个整体是双向的作为一个整体是双向的68第68页，本讲稿共77页1.21.2微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成69第69页，本讲稿共77页1.21.2微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成1.2.6键盘与鼠标键盘与鼠标1键盘键盘键盘是实现人机对话最基本的输入设备，同时也是计算机与外界交换信键盘是实现人机对话最基本的输入设备，同时也是计算机与外界交换信息的主要途径。息的主要途径。（1）键盘的分类）键盘的分类按键盘键数区分：常用键盘有按键盘键数区分：常用键盘有101键盘和键盘和104键盘。键盘。按键盘内部结构区分：分为机械式键盘和电容式键盘。电容式键盘是目前广按键盘内部结构区分：分为机械式键盘和电容式键盘。电容式键盘是目前广泛使用的一种键盘。泛使用的一种键盘。（2）键盘的分区）键盘的分区键盘按其功能可划分为功能键区、主键盘区、编辑控制键区和数字小键盘区，另外还键盘按其功能可划分为功能键区、主键盘区、编辑控制键区和数字小键盘区，另外还有一个指示灯面板有一个指示灯面板70第70页，本讲稿共77页1.21.2微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬件构成微型计算机硬