5 第2章计算机组成.ppt

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1、第五讲 计算机的组成第二章 计算机系统的基本组成 2.1 2.1 计算机系统概述计算机系统概述2.2 2.2 计算机的硬件系统计算机的硬件系统2.3 2.3 计算机的软件系统计算机的软件系统 2.1 2.1 计算机系统概述计算机系统概述计算机系统 操作系统系统软件 语言处理程序 数据库系统运算器控制器 主 机硬件 软件中央处理器 内存储器 外存储器外部设备 输入设备 输出设备 科学计算程序 信息管理程序 应用软件 辅助设计程序 文字处理程序 过程控制程序等一个完整的计算机系统由计算机硬件系统及软件系统两大部分构成。计算机硬件是计算机系统中由电子、机械和光电元件组成的各种计算机部件和设备的总称，

2、是计算机完成各项工作的物质基础。计算机软件是在计算机硬件设备上运行的各种程序及其相关文档的总称。冯冯诺伊曼诺伊曼 是20世纪最杰出的数学家之一，于1945年提出了程序内存式计算机的设计思想。他被誉为计算机之父。2.2 2.2 计算机的硬件系统计算机的硬件系统 主机 音箱 显示器 键盘 鼠标图图1.2 1.2 从外部看到的微机系统从外部看到的微机系统 2.2.1 主机1.主板 主板也称为主机板、系统板（主板也称为主机板、系统板（System BoardSystem Board）、母）、母板。主板上装有中央处理器板。主板上装有中央处理器CPUCPU或或CPUCPU插座、只插座、只读存储器读存储器R

3、OMROM、随机存储器、随机存储器RAMRAM（内存储器）或（内存储器）或RAMRAM插座、一些专用辅助电路芯片、输入输出扩插座、一些专用辅助电路芯片、输入输出扩展槽、键盘接口以及一些外围接口和控制开关等。展槽、键盘接口以及一些外围接口和控制开关等。2.CPU(微处理器)计算机的核心部件计算机的核心部件,控制整个计算机的工作。目前用得控制整个计算机的工作。目前用得最多的是最多的是x86 CPUx86 CPU，最初由最初由IntelIntel公司生产，公司生产，x86 CPUx86 CPU的生的生产厂家主要是产厂家主要是IntelIntel、AMDAMD、威盛等公司。威盛等公司。3.内存 RAM

4、RAM（随机存取存储器）俗称内存，是计算机系统必随机存取存储器）俗称内存，是计算机系统必不可少的基本部件。不可少的基本部件。CPUCPU需要的信息要从内存读出来，需要的信息要从内存读出来，CPUCPU运行的结果要暂存到内存中，运行的结果要暂存到内存中，CPUCPU与各种外部设备与各种外部设备打交道，也要通过内存才能进行，内存在电脑中担任的任打交道，也要通过内存才能进行，内存在电脑中担任的任务就是务就是“记忆记忆”。包括只读存储器和随机存储器。包括只读存储器和随机存储器。图图1.3 1.3 主机内部的结构主机内部的结构 光驱 机箱 软盘驱动器 内存条 硬盘驱动器 主机板 电源 CPU PCI显示

5、卡 ISA声卡主板主板内存卡内存卡硬盘硬盘4.4.高速缓冲存储器高速缓冲存储器 Cache Cache是高速缓冲，在内存和是高速缓冲，在内存和CPUCPU之间增加可预读的高之间增加可预读的高速缓冲区。速缓冲区。5.5.总线总线 一组连接各个部件的公共通信线，即系统各部件之间一组连接各个部件的公共通信线，即系统各部件之间传送的公共通道。传送的公共通道。可分为数据总线、地址总线和控制总线。可分为数据总线、地址总线和控制总线。6.6.电源电源 电电源源是是安安装装在在一一个个金金属属壳壳体体内内的的独独立立部部件件。机机箱箱中中的的电电源有两种：老式的源有两种：老式的ATAT电源和新型的电源和新型的

6、ATXATX电源。电源。显显示示器器和和打打印印机机本本身身有有自自己己独独立立的的电电源源系系统统，不不需需要要系系统装置的电源供电。统装置的电源供电。7.7.主机箱主机箱 主机箱由金属体和塑料面板组成，通常有卧式和立式主机箱由金属体和塑料面板组成，通常有卧式和立式两种。上述所有系统装置的部件均安装在主机箱内部。两种。上述所有系统装置的部件均安装在主机箱内部。5.5.各种接口适配器各种接口适配器 各种接口适配器的作用是沟通主板与各种外部设备之各种接口适配器的作用是沟通主板与各种外部设备之间间 的联系渠道。的联系渠道。包括显卡、网卡、声卡、调制解调器包括显卡、网卡、声卡、调制解调器卡（猫）等。

7、卡（猫）等。2.2.2 2.2.2 外存（外存（软盘、硬盘、光盘驱动器）软盘、硬盘、光盘驱动器）软软盘盘、硬硬盘盘、光光盘盘存存储储器器是是微微机机系系统统中中最最主主要要的的外外部部存存储设备。此外还包括储设备。此外还包括U U盘、磁带存储器。盘、磁带存储器。软盘软盘 可分可分3.53.5英寸英寸1.44MB1.44MB和和5.255.25英寸英寸1.22MB1.22MB软盘软盘硬盘硬盘 计算机中最重要的存储设备计算机中最重要的存储设备光盘光盘 利用光学方式进行读写信息的存储设备利用光学方式进行读写信息的存储设备U U盘盘 一种新型可移动存储设备。一种新型可移动存储设备。1软盘与软盘驱动器

8、软盘与软驱软盘使用的基本常识一般新软盘在使用前要进行格式化。格式化后才一般新软盘在使用前要进行格式化。格式化后才能被系统识别和使用。格式化的目的是将磁盘划能被系统识别和使用。格式化的目的是将磁盘划分为磁道和扇区同时还将磁盘分成分为磁道和扇区同时还将磁盘分成4 4个区域：引导个区域：引导扇区（扇区（BOOTBOOT），），文件分配表（文件分配表（FATFAT），），文件目录表文件目录表（FDTFDT）和数据区和数据区 此外，在使用和保管软盘的过程中，应注意不要此外，在使用和保管软盘的过程中，应注意不要把软盘放在过热或过冷的地方，不要接近强磁场，把软盘放在过热或过冷的地方，不要接近强磁场，不要划坏

9、外套内部的软盘记录面，不要在软盘上不要划坏外套内部的软盘记录面，不要在软盘上放置重物等。否则，有可能损坏软盘上的数据。放置重物等。否则，有可能损坏软盘上的数据。2硬盘的外观硬盘硬盘是计算机中非常重要的存储设备，它对计算机的整体性能有很大的影响。硬盘具有存储容量大、读写速度快和稳定性好等特点，目前微型机上使用的硬盘容量常见的有60G、80G等，最大容量已超过200GB。硬盘在使用前要进行分区和格式化 3光盘与光盘驱动器的外观光盘与光驱光盘驱动器光光盘盘驱驱动动器器简简称称光光驱驱，其其速速度度对对于于观观看看动动画画和和电电影影是是十十分分重重要要的的，速速度度过过慢慢就就会会导导致致图图像像跳

10、跳动动和和声声音音不不连连续续。光光驱驱的的速速度度是是指指传传输输数数据据的的速速度度，光驱最早的速度为光驱最早的速度为150KB/s150KB/s后来光驱的速度越来越快，都以单速的倍数表示后来光驱的速度越来越快，都以单速的倍数表示其速度，并表示为多少其速度，并表示为多少X X的形式。比如，某光驱的的形式。比如，某光驱的速度为速度为16X16X，就是说该光驱每秒钟可传送就是说该光驱每秒钟可传送16*150KB16*150KB的数据，即每秒的数据，即每秒2.4MB2.4MB。目前，光驱的目前，光驱的速度一般是速度一般是40X40X或或52X52X，光驱的传输速度越高，播光驱的传输速度越高，播放

11、的图像和声音就越平滑放的图像和声音就越平滑 光盘的分类只读型光盘只读型光盘 l l只读型光盘包括只读型光盘包括CD-ROMCD-ROM和一次写型光盘。和一次写型光盘。CD-ROMCD-ROM由厂家预先写入数据，用户不能修改，这种光盘主要由厂家预先写入数据，用户不能修改，这种光盘主要用于存储文献和不需要修改的信息。用于存储文献和不需要修改的信息。一次写型光盘一次写型光盘 l l可以由用户写入信息，但只能写一次，写后将永久存可以由用户写入信息，但只能写一次，写后将永久存在盘上不可修改。在盘上不可修改。可重写型光盘可重写型光盘 l l类似于磁盘，可以重复读写，它的材料与只读型光盘类似于磁盘，可以重复

12、读写，它的材料与只读型光盘有很大的不同，是磁光材料有很大的不同，是磁光材料 4U盘 外观U盘U盘是采用闪存芯片作为存储介质的一种新型移动存储设备，因其采用标准的USB接口与计算机连接而得名。存储容量大、体积小、重量轻、数据保存期长、可靠性好和便于携带等优点 使用U盘注意事项拔拔除除时时，必必须须等等指指示示灯灯停停止止闪闪烁烁（停停止止读读写写数数据据）时时方方可可进行。进行。拔拔除除前前，应应先先单单击击任任务务栏栏右右边边的的“安安全全删删除除硬硬件件”图图标标，然然后后单单击击安安全全删删除除USB USB Mass Mass Storage Storage DeviceDevice，在

13、在电电脑脑显显示示“安全地移除硬件安全地移除硬件”时才能拔下时才能拔下U U盘。盘。U U盘拔下后才能进行写保护的关闭和打开。盘拔下后才能进行写保护的关闭和打开。不不使使用用U U盘盘的的时时候候，应应该该用用盖盖子子把把U U盘盘盖盖好好，放放在在干干燥燥阴阴凉的地方，避免阳光直射凉的地方，避免阳光直射U U盘。盘。使用使用U U盘时要注意小心轻放，防止跌落造成外壳松动。盘时要注意小心轻放，防止跌落造成外壳松动。不要触摸不要触摸U U盘的盘的USBUSB接口，以免汗水氧化导致接触不良，接口，以免汗水氧化导致接触不良，引起电脑识别不到引起电脑识别不到U U盘。盘。2.2.3 2.2.3 基本基

14、本I/OI/O设备设备1 1 键盘键盘2 2 鼠标3 显示器4 打印机打印机 2.2.5 其他设备 声卡视频卡 显卡调制解调器“猫”2.3.1 2.3.1 计算机的软件系统计算机的软件系统 1.1.系统软件系统软件(1)(1)操作系统操作系统 操作系统管理计算机系统的全部硬件资源、软件资源及数据资源，操作系统管理计算机系统的全部硬件资源、软件资源及数据资源，使计算机系统所有资源最大限度地发挥作用，为用户提供方便的、有使计算机系统所有资源最大限度地发挥作用，为用户提供方便的、有效的、友善的服务界面。所有的其他软件（包括系统软件与应用软件）效的、友善的服务界面。所有的其他软件（包括系统软件与应用软

15、件）都建立在操作系统基础上，并得到它的支持和取得它的服务。都建立在操作系统基础上，并得到它的支持和取得它的服务。操作系统是用户与计算机之间的接口。操作系统是用户与计算机之间的接口。(2)(2)程序设计语言和语言处理程序程序设计语言和语言处理程序程程序序是是计计算算机机语语言言的的具具体体体体现现，是是用用计计算算机机程程序序设设计计语语言言为为解解决决问问题题而而编编的的。对对于于用用高高级级语语言言编编写写的的程程序序，计计算算机机是是不不能能直直接接识识别别和和执执行行的的。要要执执行行高高级级语语言言编编写写的的程程序序，首首先先要要将将高高级级语语言言编编写写的的程程序序翻翻译译成成计

16、算机能识别和执行的二进制机器指令，然后才能供计算机执行计算机能识别和执行的二进制机器指令，然后才能供计算机执行 程程序序设设计计语语言言是是用用户户用用来来编编写写程程序序的的语语言言，它它是是人人与与计计算算机机之之间间交交换换信信息息的的工工具具。程程序序设设计计语语言言是是软软件件系系统统重重要要的的组组成成部部分分。一一般般可可分分为为机器语言、汇编语言和高级语言机器语言、汇编语言和高级语言3 3类。类。语语言言处处理理就就是是将将编编写写的的源源程程序序转转换换成成机机器器语语言言的的形形式式，以以便便计计算算机机能够运行能够运行 (3)(3)数据库系统数据库系统 数据库系统主要面向

17、解决数据处理的非数值计算问题，目前主要用于数据库系统主要面向解决数据处理的非数值计算问题，目前主要用于档案管理、财务管理、图书资料管理及仓库管理等方面的数据处理。档案管理、财务管理、图书资料管理及仓库管理等方面的数据处理。2.2.应用软件应用软件 应应用用软软件件是是指指计计算算机机用用户户利利用用计计算算机机及及其其提提供供的的系系统统软软件件，为为解解决决某某一一专专门门的的应应用用问问题题而而编编制制的的计计算算机机程程序序。应应用用软软件件是是多多种种多多样样的的。例例如如科科学计算、工程设计、文字处理、辅助教学、游戏等方面的程序。学计算、工程设计、文字处理、辅助教学、游戏等方面的程序

18、。2.4 计算机工作原理计算机工作原理“程序和存储控制程序和存储控制”原理设计计算机，也称冯原理设计计算机，也称冯.诺依曼原理。诺依曼原理。2.4.1 2.4.1 计算机指令计算机指令指指令令 是是计计算算机机完完成成某某一一个个操操作作而而发发出出的的指指示示或或命命令令。指令由操作码和操作数两大部分组成。指令由操作码和操作数两大部分组成。指指令令系系统统 一一台台计计算算机机所所有有指指令令的的集集合合称称为为该该计计算算机机的的指令系统。指令系统。指令的执行过程指令的执行过程 1 1取指令取指令 2 2分析指令分析指令 3 3执行指令执行指令 2.4.2 2.4.2 计算机语言计算机语言

19、计算机语言计算机语言 分为机器语言、汇编语言和高级语言分为机器语言、汇编语言和高级语言1.1.机器语言机器语言以二进制代码组成的机器指令的集合，计算机能直接识以二进制代码组成的机器指令的集合，计算机能直接识别和执行的语言。别和执行的语言。2.2.汇编语言汇编语言用助记符表示指令功能的计算机语言。用助记符表示指令功能的计算机语言。2.2.高级语言高级语言接近人类语言和数学语言的计算机语言。接近人类语言和数学语言的计算机语言。执行 （a）汇编过程执行 （b）编译过程 （c）解释过程汇编源程序目标程序汇编结果汇编程序高级语言源程序编译目标程序结果解释程序高级语言源程序解释执行编译程序结果2.5 计算

20、机系统配置及主要性能指标计算机系统配置及主要性能指标 计算机系统配置一般包括硬件系统配置和软件系计算机系统配置一般包括硬件系统配置和软件系统配置两大部分统配置两大部分 硬件系统配置一般包括：微处理器、内存储器、硬件系统配置一般包括：微处理器、内存储器、软盘、硬盘、光盘、显示器和相应的接口。软盘、硬盘、光盘、显示器和相应的接口。软件系统配置中一般首先配置操作系统，比如软件系统配置中一般首先配置操作系统，比如Windows 2000Windows 2000、Windows XPWindows XP等。至于其他的软等。至于其他的软件用户应根据系统硬件性能和工作需要进行合理件用户应根据系统硬件性能和工

21、作需要进行合理的配置。的配置。2.5.2 计算机的性能指标 1字长字长一一般般说说来来，字字长长是是计计算算机机内内部部一一次次可可以以处处理理的的二二进进制制数数码码的的位位数数。在在其其他他指指标标相相同同时时，字字长长越越长长计计算算机机处处理理数数据据的的能能力力强强。微微型型计算机的字长一般有计算机的字长一般有16位、位、32位、位、64位等。位等。2运算速度 运算速度是衡量计算机性能的一项重要指标。通常所说的计算机运算速度（平均运算速度），是指每秒钟所能执行的指令条数，一般用“百万条指令秒”（MIPS，Million Instruction Per Second）来描述。3内存容量

22、 内存储器容量的大小反映了计算机即时存储和处理信息的速度。随着操作系统的升级，应用软件的不断丰富及其功能的不断扩展，人们对计算机内存容量的需求也不断提高。例如，运行Windows 2000操作系统至少需要 64MB的内存容量，Windows XP则需要128 MB以上的内存容量。2.5 病毒的特征及危害病毒的特征及危害2.5.12.5.1 什么是计算机病毒什么是计算机病毒什么是计算机病毒什么是计算机病毒 计算机病毒实际上就是一段计算机程序，只是这种程序可以计算机病毒实际上就是一段计算机程序，只是这种程序可以在计算机之间传染。它不仅会给计算机系统带来故障，破坏系统在计算机之间传染。它不仅会给计算

23、机系统带来故障，破坏系统资源，干扰机器运行，甚至会导致系统瘫痪。由于这种程序在计资源，干扰机器运行，甚至会导致系统瘫痪。由于这种程序在计算机之间的传染与生物机体之间的传染有许多类似之处，因此也算机之间的传染与生物机体之间的传染有许多类似之处，因此也就把这种具有传染性的计算机程序称为计算机病毒。就把这种具有传染性的计算机程序称为计算机病毒。计计算算机机病病毒毒是是一一种种能能够够通通过过修修改改程程序序，尽尽可可能能地地把把自自身身复复制制进进去去，进进而而去去传传染染给给其其它它程程序序的的程程序序。这这一一说说法法比比较较准准确确地地揭揭示示了了计计算算机机病病毒毒所所具具有有的的基基本本特

24、特征征：寄寄生生性性、传传染染性性、潜潜伏伏性性和和危危害害性。性。2.5.2.计算机病毒的主要特征(1)传染性(2)程序性（隐蔽性）(3)破坏性(4)扩散性2.5.3.2.5.3.计算机病毒的分类计算机病毒的分类计算机病毒的分类计算机病毒的分类 常见有以下常见有以下3 3种分类方法：种分类方法：(1)(1)按按病病毒毒的的寄寄生生媒媒介介可可分分为为入入侵侵型型、源源码码型型、外外壳壳型型和操作系统型和操作系统型4 4种类型。种类型。(2)(2)按按病病毒毒的的表表现现性性质质可可分分为为良良性性病病毒毒和和恶恶性性病病毒毒两两种种类型。类型。(3)(3)按按病病毒毒感感染染的的目目标标可可

25、分分为为引引导导型型病病毒毒、文文件件型型病病毒毒和混合型病毒和混合型病毒3 3种类型。种类型。2.5.4 2.5.4 计算机病毒的防治计算机病毒的防治 1.1.计算机病毒的预防措施计算机病毒的预防措施 (1)(1)不不随随便便使使用用外外来来软软盘盘。如如果果必必须须使使用用时时，应应先先检检测测，确确信信无无病病毒后再使用。毒后再使用。(2)(2)不不准准将将各各种种游游戏戏软软件件随随意意装装入入计计算算机机系系统统（游游戏戏软软件件是是计计算算机机病毒的主要载体）。病毒的主要载体）。(3)(3)在在可可能能条条件件下下，尽尽量量不不用用软软盘盘启启动动系系统统。若若用用，必必须须用用原

26、原始始系系统软盘启动。统软盘启动。(4)(4)不要在系统引导盘上存放用户数据和程序。不要在系统引导盘上存放用户数据和程序。(5)(5)对对重重要要软软件件要要做做备备份份，万万一一遇遇到到系系统统崩崩溃溃时时，可可最最大大限限度度地地恢恢复系统。复系统。(6)(6)给给系系统统设设置置使使用用权权限限及及专专人人使使用用的的保保护护机机制制，禁禁止止来来历历不不明明的的人和软件进入系统。人和软件进入系统。(7)(7)选用优秀的反病毒产品定期对磁盘作检查，及时发现病毒，消选用优秀的反病毒产品定期对磁盘作检查，及时发现病毒，消除病毒。除病毒。2.2.计算机病毒的症状计算机病毒的症状 (1)(1)屏

27、幕显示异常屏幕显示异常 屏屏幕幕上上的的字字符符出出现现脱脱落落；屏屏幕幕上上显显示示异异常常提提示示信信息息；屏屏幕幕上上出出现现异异常常图图形形；屏屏幕幕突突然然变变暗暗，显显示示信信息息消消失失；屏屏幕幕上上出出现现雪雪花花滚滚动动或静止的雪花亮点等。或静止的雪花亮点等。(2)(2)计算机系统异常计算机系统异常 系系统统出出现现异异常常死死机机；系系统统的的运运行行速速度度减减慢慢；系系统统引引导导过过程程变变慢慢；系系统统的的蜂蜂鸣鸣器器出出现现异异常常声声响响；系系统统不不承承认认硬硬盘盘或或硬硬盘盘不不能能引引导导系系统统；丢丢失失文文件件或或数数据据；文文件件的的长长度度改改变变或或磁磁盘盘发发生生变变化化；可可用用系系统统空空间间异异常常减减少少；磁磁盘盘容容量量异异常常减减少少，无无法法存存入入文文件件；程程序序运运行行出现异常现象或不合理结果。出现异常现象或不合理结果。(3)(3)打印机异常打印机异常 打印机的打印速度降低；调用汉字驱动程序后不打印汉字。打印机的打印速度降低；调用汉字驱动程序后不打印汉字。3.3.计算机病毒的检测和消除计算机病毒的检测和消除 对计算机病毒可以利用软件或硬件技术来检测和消除。对计算机病毒可以利用软件或硬件技术来检测和消除。杀病毒软件可以检查和消除单机或网络中多种常见病毒。杀病毒软件可以检查和消除单机或网络中多种常见病毒。