大学计算机基础第二章计算机系统组成.ppt

2.1 2.1 计算机硬件系统计算机硬件系统2.2 2.2 计算机软件系统计算机软件系统2.3 2.3 计算机性能指标和基本配置计算机性能指标和基本配置 2.1.1 2.1.1 计算机硬件组成计算机硬件组成 CPU 硬盘硬盘 内存内存 主板主板 各种板卡各种板卡（声卡，显卡等）（声卡，显卡等）机箱、电源机箱、电源 电脑主机外设电脑主机外设v显示器显示器v键盘、鼠标键盘、鼠标v软盘、硬盘、光盘驱动器软盘、硬盘、光盘驱动器 v打印机打印机外外设设主机主机立式机箱立式机箱卧式机箱内部构造卧式机箱内部构造 计算机硬件的基本结构计算机硬件的基本结构冯冯冯冯 诺依曼原理：诺依曼原理：诺依曼原理：诺依曼原理：1)1)采用二进制表示数据和指令。采用二进制表示数据和指令。采用二进制表示数据和指令。采用二进制表示数据和指令。2)2)采用采用采用采用存储程序存储程序存储程序存储程序方式方式方式方式。3)3)计算机由运算器、控制器、计算机由运算器、控制器、计算机由运算器、控制器、计算机由运算器、控制器、存储器、存储器、存储器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成。输入设备和输出设备五大部分组成。输入设备和输出设备五大部分组成。输入设备和输出设备五大部分组成。中央处理器（中央处理器（CPU）内存储器内存储器（主存）（主存）外存储器（辅存）外存储器（辅存）输入设备输入设备输出设备输出设备运算器运算器控制器控制器数据流数据流数据流数据流控制流控制流五大部件之一五大部件之一运算器运算器运算器运算器的任务是对数据进行加工处理。的任务是对数据进行加工处理。算术逻辑单元算术逻辑单元ALU运算器运算器五大部件之二五大部件之二控制器控制器控制器控制器是计算机的神经中枢，是计算机的神经中枢，用于控制计算机操作用于控制计算机操作 控制器控制器控制器控制器 从存储器中取出指令，经过分析指令，产从存储器中取出指令，经过分析指令，产从存储器中取出指令，经过分析指令，产从存储器中取出指令，经过分析指令，产 生各种控制信号，从而指挥整个计算机有条不紊生各种控制信号，从而指挥整个计算机有条不紊生各种控制信号，从而指挥整个计算机有条不紊生各种控制信号，从而指挥整个计算机有条不紊 地、自动地执行程序。地、自动地执行程序。地、自动地执行程序。地、自动地执行程序。外部存储器外部存储器访问速度慢访问速度慢容量很大容量很大永久性永久性价格低价格低存储器存储器是计算机的记忆装置是计算机的记忆装置内部存储器内部存储器访问速度快访问速度快容量较小容量较小暂时性暂时性价格高价格高五大部件之三五大部件之三存储器存储器存储器的操作方式存储器的操作方式读和写读和写五大部件之四输入设备输入设备输入设备输入设备输入设备的任务的任务的任务的任务,是把输入操作者提供的原始信息转是把输入操作者提供的原始信息转是把输入操作者提供的原始信息转是把输入操作者提供的原始信息转换成电信号，并通过计算机的接口电路将这些信号换成电信号，并通过计算机的接口电路将这些信号换成电信号，并通过计算机的接口电路将这些信号换成电信号，并通过计算机的接口电路将这些信号顺序送入存储器中顺序送入存储器中顺序送入存储器中顺序送入存储器中常用的输入设备有常用的输入设备有常用的输入设备有常用的输入设备有:键盘、鼠标器、扫描仪、光笔等。键盘、鼠标器、扫描仪、光笔等。键盘、鼠标器、扫描仪、光笔等。键盘、鼠标器、扫描仪、光笔等。五大部件之五五大部件之五输出设备输出设备输出设备输出设备是将计算机的运算和处理结果以能是将计算机的运算和处理结果以能为人们或其他机器所接受的形式输出为人们或其他机器所接受的形式输出常用输出设备：显示器、打印机、绘图仪等常用输出设备：显示器、打印机、绘图仪等硬件硬件硬件硬件主机主机主机主机中央处理器中央处理器中央处理器中央处理器(CPU)(CPU)运算器运算器运算器运算器控制器控制器控制器控制器寄存器寄存器寄存器寄存器内存储器内存储器内存储器内存储器随机存储器随机存储器随机存储器随机存储器(RAM)(RAM)只读存储器只读存储器只读存储器只读存储器(ROM)(ROM)高速缓冲存储器高速缓冲存储器高速缓冲存储器高速缓冲存储器(cache)(cache)其他其他其他其他网卡、调制解调器、声卡、显卡等网卡、调制解调器、声卡、显卡等网卡、调制解调器、声卡、显卡等网卡、调制解调器、声卡、显卡等外部设备外部设备外部设备外部设备外存储器外存储器外存储器外存储器硬盘、软盘、光盘硬盘、软盘、光盘硬盘、软盘、光盘硬盘、软盘、光盘输入设备输入设备输入设备输入设备键盘、鼠标、光笔、扫描仪键盘、鼠标、光笔、扫描仪键盘、鼠标、光笔、扫描仪键盘、鼠标、光笔、扫描仪输出设备输出设备输出设备输出设备显示器、打印机、绘图仪显示器、打印机、绘图仪显示器、打印机、绘图仪显示器、打印机、绘图仪个人计算机的硬件个人计算机的硬件组成组成关于存储器的几个术语关于存储器的几个术语位（位（位（位（Bit):Bit):Bit):Bit):1 1 1 1位二进制信息称为位二进制信息称为位二进制信息称为位二进制信息称为1 1 1 1位，是二进制数位，是二进制数位，是二进制数位，是二进制数的基本单位。的基本单位。的基本单位。的基本单位。字节（字节（字节（字节（Byte):Byte):Byte):Byte):8 8 8 8位二进制信息称为一个字节。位二进制信息称为一个字节。位二进制信息称为一个字节。位二进制信息称为一个字节。2.1.2 2.1.2 信息存储原理信息存储原理信息的存储单位信息的存储单位K K 字节字节 1K=1024 byte 1K=1024 byteM M 字节字节 1M=1024 K 1M=1024 KG G 字节字节 1G=1024 M 1G=1024 M ByteByte：最常用的基本单位：最常用的基本单位b b7 7 b b6 6 b b5 5 b b4 4 b b3 3 b b2 2 b b1 1 b b0 0 BitBit：度量数据的最小单位：度量数据的最小单位0 0或或1 1存储体结构图存储体结构图存储位存储位存储单元存储单元（字节）（字节）存储体存储体内存储器分为：内存储器分为：内存储器分为：内存储器分为：ROM,RAM,cacheROM,RAM,cacheROM,RAM,cacheROM,RAM,cache1.1.1.1.ROMROMROMROM只读存储器，只取不存。一次写入永久保只读存储器，只取不存。一次写入永久保只读存储器，只取不存。一次写入永久保只读存储器，只取不存。一次写入永久保存，不因断电而丢失。例如存放存，不因断电而丢失。例如存放存，不因断电而丢失。例如存放存，不因断电而丢失。例如存放BIOSBIOSBIOSBIOS程序的程序的程序的程序的ROMROMROMROM芯片。芯片。芯片。芯片。2.2.2.2.RAMRAMRAMRAM随机存储器，可存可取。断电后内容消失随机存储器，可存可取。断电后内容消失随机存储器，可存可取。断电后内容消失随机存储器，可存可取。断电后内容消失.按照按照按照按照RAMRAMRAMRAM是否需要周期性充电，分为是否需要周期性充电，分为是否需要周期性充电，分为是否需要周期性充电，分为DRAM(DRAM(DRAM(DRAM(动态内存，动态内存，动态内存，动态内存，即我们所说的内存条即我们所说的内存条即我们所说的内存条即我们所说的内存条)，SRAMSRAMSRAMSRAM（静态内存，主要用于高（静态内存，主要用于高（静态内存，主要用于高（静态内存，主要用于高速缓冲存储器）速缓冲存储器）速缓冲存储器）速缓冲存储器）3.3.3.3.cache cache cache cache 高速缓存，缓解高速高速缓存，缓解高速高速缓存，缓解高速高速缓存，缓解高速CPUCPU和低速和低速和低速和低速RAMRAM的速度冲突的速度冲突的速度冲突的速度冲突2.1.3 内存储器内存储器 辅存储器辅存储器磁盘、磁带、光盘磁盘、磁带、光盘磁介质磁介质速度更低速度更低海量存储器海量存储器CacheSRAMSRAM，几百，几百KBKB速度匹配速度匹配CPUCPU常集成在常集成在CPUCPU中中主存储器主存储器DRAM DRAM 速度稍低速度稍低几几MB几几GB C P U微微型型机机存存储储层层次次1.1.容量如何取舍容量如何取舍容量如何取舍容量如何取舍不同版本的不同版本的不同版本的不同版本的WindowsWindows操作系统对操作系统对操作系统对操作系统对于系统资源的需求也不相同。于系统资源的需求也不相同。于系统资源的需求也不相同。于系统资源的需求也不相同。2.Windows XP操作系统操作系统 512MB-1GB 3.这样的配置能够满足日常使用需求，而且也不会造成浪费。这样的配置能够满足日常使用需求，而且也不会造成浪费。4.Windows Vista/7操作系统操作系统 1GB-2GB5.2G运行运行Vista和其他程序时才会比较流畅和其他程序时才会比较流畅,windows 7系统配系统配置较置较vista低一些低一些内存条的参数及选购内存条的参数及选购 2.2.2.2.选择什么样的频率选择什么样的频率选择什么样的频率选择什么样的频率针对不同规格的内存，所选择的针对不同规格的内存，所选择的针对不同规格的内存，所选择的针对不同规格的内存，所选择的内存频率也有很大不同内存频率也有很大不同内存频率也有很大不同内存频率也有很大不同。以前购机，使用以前购机，使用DDRDDR内存用户在升级时购买内存用户在升级时购买DDR400DDR400规格产品规格产品 DDR2DDR2内存用户可以直接购买内存用户可以直接购买2GB DDR2-8002GB DDR2-800规格产品规格产品 如果要选择如果要选择DDR3DDR3内存，建议购买内存，建议购买DDR3-1333DDR3-1333或者或者DDR3-1600DDR3-1600产品产品内存条的参数及选购内存条的参数及选购 3.3.3.3.兼容性更重要兼容性更重要兼容性更重要兼容性更重要在升级过程中我们很难购买到与之前内存批次一模一样的产在升级过程中我们很难购买到与之前内存批次一模一样的产在升级过程中我们很难购买到与之前内存批次一模一样的产在升级过程中我们很难购买到与之前内存批次一模一样的产品，因此不同内存之间的兼容性不得不考虑。品，因此不同内存之间的兼容性不得不考虑。品，因此不同内存之间的兼容性不得不考虑。品，因此不同内存之间的兼容性不得不考虑。捷径捷径：如果知道之前使用的内存是那个品牌、频率、规格参：如果知道之前使用的内存是那个品牌、频率、规格参数，在升级时优先购买同品牌、同频率、同规格参数的产数，在升级时优先购买同品牌、同频率、同规格参数的产品，容量则不需要与之前产品相同。如果无法了解以上信品，容量则不需要与之前产品相同。如果无法了解以上信息，笔者建议大家购买大品牌内存，大品牌内存在出场前息，笔者建议大家购买大品牌内存，大品牌内存在出场前必然经过严格的兼容性测试。必然经过严格的兼容性测试。内存条的参数及选购内存条的参数及选购 外存储器也称为辅助存储器，外存储器也称为辅助存储器，外存储器也称为辅助存储器，外存储器也称为辅助存储器，用于存放暂时不用的程用于存放暂时不用的程用于存放暂时不用的程用于存放暂时不用的程序和数据。序和数据。序和数据。序和数据。常见的存储设备有：硬盘、光盘、常见的存储设备有：硬盘、光盘、常见的存储设备有：硬盘、光盘、常见的存储设备有：硬盘、光盘、U U U U盘、软盘等。盘、软盘等。盘、软盘等。盘、软盘等。2.1.4 外存储器外存储器 硬盘硬盘(Hard disk），由硬盘片、），由硬盘片、硬盘控制器、硬硬盘控制器、硬盘驱动器及连接盘驱动器及连接电缆组成，如图电缆组成，如图所示硬盘正面、所示硬盘正面、反面及内部结构反面及内部结构硬盘硬盘其其特特点点是是：存存储储容容量量大大、存存取取速度快速度快磁盘格式化磁盘格式化磁道与扇区磁道与扇区的组合的组合磁道磁道磁道磁道(cylinders)(cylinders)。磁道是以轴磁道是以轴孔为中心的同心圆。磁道中存孔为中心的同心圆。磁道中存有引导记录和文件分配表有引导记录和文件分配表(FAT)(FAT)等信息。等信息。扇区扇区扇区扇区(Sectors)(Sectors)每一扇区规定每一扇区规定 存储存储512512字节信息。字节信息。簇（簇（ClusterCluster）一个磁道上的两一个磁道上的两个或更多扇区组合成一个簇。簇个或更多扇区组合成一个簇。簇是是 DOS DOS 用来存储文件信息的最用来存储文件信息的最小单位。小单位。硬盘驱动器将磁盘片完全密封在驱动器内，盘片硬盘驱动器将磁盘片完全密封在驱动器内，盘片不可更换。大多数硬盘驱动器的不可更换。大多数硬盘驱动器的盘片转速盘片转速高达高达5400r/min、7200r/min，甚至，甚至10000r/min，因此存取速度很快，而，因此存取速度很快，而且容量已从过去的几百且容量已从过去的几百MB，发展到目前的几十个，发展到目前的几十个GB甚甚至几百至几百GB。磁盘容量磁盘容量=柱面数柱面数(一个盘面上的磁道数一个盘面上的磁道数)盘面数盘面数 扇区数扇区数每扇每扇区字节数区字节数(512B)目前常见硬盘容量在目前常见硬盘容量在160G-2TB之间之间1.1.1.1.转速转速转速转速2.目前台式机硬盘转速依然为目前台式机硬盘转速依然为7200转。转。3.主流笔记本的转速正在由主流笔记本的转速正在由5400转过渡到转过渡到7200转，性能提升明转，性能提升明显显4.4.2.2.单碟容量单碟容量单碟容量单碟容量5.5.5.5.单碟容量就是指一个存储碟所能存储的最大数据量单碟容量就是指一个存储碟所能存储的最大数据量单碟容量就是指一个存储碟所能存储的最大数据量单碟容量就是指一个存储碟所能存储的最大数据量 。6.6.单碟容量越大其内部数据传输速率就越快、稳定性越好。单碟容量越大其内部数据传输速率就越快、稳定性越好。7.7.7.7.3.3.3.3.平均寻道时间平均寻道时间平均寻道时间平均寻道时间8.指硬盘在盘面上移动读写磁头到指定磁道寻找相应目标数据指硬盘在盘面上移动读写磁头到指定磁道寻找相应目标数据所用的时间，单位为毫秒。所用的时间，单位为毫秒。越快越好。越快越好。9.9.4.4.缓存缓存缓存缓存10.缓存：硬盘与外部交换数据的临时场所。目前大多数硬盘缓缓存：硬盘与外部交换数据的临时场所。目前大多数硬盘缓存已经达到存已经达到32MB，而对于大容量产品则均为，而对于大容量产品则均为64MB。硬盘的选购硬盘的选购 光盘存储器光盘存储器 光盘存储器是一种新颖的存储器光盘存储器是一种新颖的存储器,由于具由于具有存储容量大、可靠性高、存取速度快等优点。有存储容量大、可靠性高、存取速度快等优点。其基本原理：利用聚焦激光束在存储介质上进其基本原理：利用聚焦激光束在存储介质上进行光学读写。行光学读写。光盘及光盘光盘及光盘驱动器驱动器 光光盘盘（Optical Disk）是是利利用用激激光光进进行行读读写写信信息息的的圆圆盘盘。光光盘盘存存储储器器系系统统是是由由光光盘盘片、光盘驱动器和光盘控制适配器组成片、光盘驱动器和光盘控制适配器组成 CPU CPUCPUCPUCPU（Central Process UnitCentral Process UnitCentral Process UnitCentral Process Unit，中央处理器），中央处理器），中央处理器），中央处理器）CPU是电脑中最关键的部件。个人电脑的个人电脑的CPUCPU其主要的生其主要的生产厂家是产厂家是Intel Intel、AMDAMD等公等公司。司。比较新的比较新的比较新的比较新的CPUCPU是是是是IntelIntel酷睿和酷睿和酷睿和酷睿和AMDAMD羿龙、速龙羿龙、速龙羿龙、速龙羿龙、速龙CPUCPU性能指标性能指标 字长（字长（6464位字长为当前主流）位字长为当前主流）主频（主频越高、运算速度越快）主频（主频越高、运算速度越快）核心（单核、双核、三核、四核、六核）核心（单核、双核、三核、四核、六核）CPU插座插座4个个ISA总线总线扩展槽扩展槽3个个PCI总总线扩展槽线扩展槽4个内存条个内存条插槽插槽2个个IDE接口接口1个软驱接口个软驱接口电源连接电源连接键盘接口键盘接口并行接口并行接口串行接口串行接口主板主板主板主板IDE插槽CPU插槽内存插槽总线扩展插槽总线扩展插槽总线扩展插槽总线扩展插槽 主板外部接口主板外部接口主板外部接口主板外部接口是用来连接键盘、是用来连接键盘、是用来连接键盘、是用来连接键盘、鼠标、音箱、麦克鼠标、音箱、麦克鼠标、音箱、麦克鼠标、音箱、麦克风、显示器、电源风、显示器、电源风、显示器、电源风、显示器、电源线、电话线等其它线、电话线等其它线、电话线等其它线、电话线等其它外部设备的。外部设备的。外部设备的。外部设备的。I/OI/O接口接口接口接口数据总线数据总线位数与机器字长一致位数与机器字长一致8 8位、位、1616位位 或或 32 32 位等位等地址总线地址总线位数决定存储器最大容量位数决定存储器最大容量2020位、位、2424位位 或或 32 32 位等位等总线总线-是连接各部件的公共信息通道是连接各部件的公共信息通道是连接各部件的公共信息通道是连接各部件的公共信息通道C CP PU U主主存存或或外外设设接接口口控制总线控制总线READWRITEBUSYREADY输入输入/输出设备输出设备输入设备输入设备键盘键盘键盘键盘鼠标器鼠标器鼠标器鼠标器数字化仪数字化仪数字化仪数字化仪麦克风麦克风麦克风麦克风输出设备输出设备显示器显示器显示器显示器打印机打印机打印机打印机绘图机绘图机绘图机绘图机音箱音箱音箱音箱显示器显示器(Display)monitor+adapter 显示器件的种类显示器件的种类显示器件的种类显示器件的种类 *阴极射线管显示器件阴极射线管显示器件阴极射线管显示器件阴极射线管显示器件(CRT,Cathode Ray Tube)(CRT,Cathode Ray Tube)*液晶显示器液晶显示器液晶显示器液晶显示器(LCD,Liquid Crystal Display)(LCD,Liquid Crystal Display)*发光二极管显示器发光二极管显示器发光二极管显示器发光二极管显示器(LED,Light Emitting Diode)(LED,Light Emitting Diode)LEDLED显示器与显示器与显示器与显示器与LCDLCD显示器区别显示器区别显示器区别显示器区别在电压驱动下在电压驱动下在电压驱动下在电压驱动下LEDLED是自己发光（俗称放光二级管）；在电压驱动下是自己发光（俗称放光二级管）；在电压驱动下是自己发光（俗称放光二级管）；在电压驱动下是自己发光（俗称放光二级管）；在电压驱动下LCDLCD可可可可以变色但是不发光，我们看到以变色但是不发光，我们看到以变色但是不发光，我们看到以变色但是不发光，我们看到LCDLCD发的光其实是发的光其实是发的光其实是发的光其实是LCDLCD模组的背光灯发的光。模组的背光灯发的光。模组的背光灯发的光。模组的背光灯发的光。LEDLED显示器与显示器与显示器与显示器与LCDLCD显示器相比显示器相比显示器相比显示器相比，LEDLED在亮度、功耗、可视角度和刷新速率在亮度、功耗、可视角度和刷新速率在亮度、功耗、可视角度和刷新速率在亮度、功耗、可视角度和刷新速率等方面，都更具优势。等方面，都更具优势。等方面，都更具优势。等方面，都更具优势。输出设备 2.2 2.2 计算机软件系统计算机软件系统 2.2.2 2.2.2 程序设计程序设计机器语言机器语言汇编语言汇编语言高级语言高级语言编写的程序叫编写的程序叫源程序源程序编写的程序叫编写的程序叫目标程序目标程序翻译翻译程序设计语言程序设计语言计算机可识别执行计算机可识别执行软件系统系统软件软件应用软件应用软件支持软件、系统服务程序OfficeFlash Photoshop其他应用程序操作系统语言处理程序 2.2.3 2.2.3 软件分类软件分类