计算机应用基础教案：计算机系统.pdf

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1、计算机系统教学目标：1、详细了解中央处理器和存储器的功能、构成及分类2、详细了解计算机的输入输出系统功能、构成3、了解输入输出控制方式、系统总线、I/O接口概念4、了解并掌握计算机主要技术指标的意义，了解微机硬件配置内容教学重点：冯诺依曼思想教学难点：计算机系统的组成一、计算机系统的组成1、一个完整的计算机系统由那几部分构成?2、计算机硬件系统由那几部分组成？计算机系统硬件系统主机中央处理器运算器控制器内存储器ROM,CACHE,RAM外部设备外存储器硬盘，软盘，光盘，优盘输入设备键盘、鼠标、扫描仪、光笔等总线、接口输出设备显示器、打印机、绘图仪等软件系统系统软件程序设计语言、操作系统、数据库

2、管理系统诊断程序、各种开发工具应用软件用户自己设计的程序各种软件包二、中央处理器（CPU）中央处理器CPU：CPU是计算机的核心部件，它完成计算机的运算和控制功能，由运算器、控制器等构成。1.运算器（1）作用：运算器是计算机的核心部件，主要负责对信息的加工处理。运算器不断地从存储器中得到要加工的数据，对其进行加、减、乘、除及各种逻辑运算，并将最后的结果送回存储器中，整个过程在控制器的指挥下有条不紊地进行。（2）组成：运算器由算术逻辑单元（ALU）、累加器、状态寄存器、通用寄存器等组成。2.控制器（1）作用：控制器是计算机的指挥中枢，主要作用是使计算机能够自动地执行命令。（2）组成：控制器山指令

3、指针寄存器、指令寄存器、控制逻辑电路和时钟控制电路等组成。（3）指令系统：CPU通过发出指令，让计算机识别并执行。如 ADD AH,78指令山操作码和地址码两种（为了便于对存储器内存放的信息进行管理，整个内存被划分成许多存储单元，每个存储单元都有一个编号，此编号称为地址（Address）。通常计算机按字节编址。地址与存储单元为一对一的关系，是存储单元的惟一标志。C PU 对存储器的读写操作都是通过地址来进行的。）寻址方式：立即寻址、直接寻址、间接寻址、相对寻址、变址寻址、寄存器直接寻址、寄存器间接寻址等。3、CPU主要的性能指标有：（1）主频：主频越高，C P U 的速度就越快，平时所说的1.

4、2 M H Z,1.7 G M H Z 等就是指主频。（2）时钟频率：C P U 的外部时钟频率，由电脑主板提供。（3）内部缓存（一级缓存）：C P U 的内部的高速缓存，用于暂存C P U 运算时的部分指令和数据。（4）外部缓存（二级缓存）：C P U 的外部的高速缓存。（5）制造工艺：现在的C P U 制造工艺是0.1 3 微米。三、存储系统1、存储系统 储系统：由内存储器（主存）和外存储器（辅存）组成 存储器的容量的基本单位B,K B,M B,GB,TB 之间的关系 存储器的介质材料：半导体存储器、磁表面存储器、光存储器。存储系统分层示意图CP U。CA T CH ER 、J 内存。R

5、A M 和 R O M，一软秘、优盘、石麟.JI 辅存光盘、磁带。2、主存 储 器（内存）内存分成只读存储器（ROM）、随机读写存储器（RAM）、高速缓冲存储器（C A C H E）三种。（1）只读存储器（ROM）作用：用于存储计算机中固定的程序和数据，如引导程序、监控程序等。介质：半导体存储器特点：只能进行“读”操作，不能进行“写”操作。计算机断电后，ROM内的原有固化程序和数据不会丢失.知识链接：OM既然只能进行“读”操作，不能进行“写”，那最初的程序和数据是怎么写去的？用紫外线擦除的只读存储器（E P R O M）和用电擦除的只读存储器（E E P R O M）（2）随机读写存储器（RA

6、M）作用：内存的主要部分，用于动态地存放和输出数据和程序。介质：半导体存储器特点：既能进行“读”操作，也能进行“写”操作。计算机断电后，RAM内的程序和数据全部丢失。所以关机前要把所有程序、文件关闭，保存到外存中。知识链接：根据制造原理的不同，RAM可分为静态随机存储器SRAM和动态随机存储器D RAM两种。(3)高速缓冲存储器(CACHE)作用：作 为 CPU与的RAM与间的缓冲，用于提高CPU“读写”程序、数据的速度，从而提高计算机整体的工作速度。介质：半导体存储器特点：既能进行“读”操作，也能进行“写”操作。与 RAM比较，CACHE存储容量小,“读写”速度快，价格高。计算机断电后，CA

7、CHE内的内容全部丢失。知识链接：CMOS是主板上的一块可读写RAM芯片，是用来保存BIOS的硬件配置和用户对某些参数的设定，一种用电池供电的存储器。它是确定系统的硬件配置，优化微机整体性能，进行系统维护的重要工具。它保存一些有关系统硬件设置等方面的信息，即使系统掉电，信息也不会丢失。开机时，计算机需要用这些信息来启动系统。如果不慎或发生意外而弄乱了CMOS中保留的信息，电脑系统将不能正常启动。3、辅助存储器(外存)外存分成磁带存储器、软盘存储器、优盘存储器、硬盘存储器、光盘存储器等。(1)磁带存储器作用：用于存储大中型计算机中的程序、图像和数据。介质：磁表面存储器特点：只能按顺序进行“读写”

8、操作，不能随机“读写”。存储容量大，“读写”速度慢，成本低。计算机断电后，内容保存。(2)软盘存储器作用：在微型机中用于存放和输出小型程序或数据。软盘目前主要使用的是3.5寸软盘。它可以为我们存储小容量的内容，最多只能存1.44M,因为它个头小，因此携带方便，在前几年颇为盛行，但是终因为容量的限制，目前已逐渐被优盘和光盘所取代。介质：磁表面存储器特点：既能进行“读”操作，也能进行“写”操作。便于携带。计算机断电后，RAM内的程序和数据全部保留。存放容量小。容量最多为L2MB。知识链接：软盘片主要有5.25英寸和3.5英寸两种。若按存储面数和存储信息的密度可分为单面单密 度(SS,SD)、单面双

9、密度(SS,DD)、双面单密度(DS,SD)、双面双密度(DS,DD)、单面高密度(SS,H D)和双面高密度(DS,H D)o 目前主要使用的是3.5英寸的双面高密度软盘存储器。软盘片山外向里分成许多同心圆的槽，称之为磁道。各种信息都存放在磁道上，通常软磁盘的磁道数为8 0,编号07 9,最外面的磁道为0 磁道，它是DOS的保留区。每条磁道又被划分为若干等分，每一等分称为扇区，每条磁道上的扇区数是相等的。一个扇区含有512个字节。软磁盘片上的磁道密度由磁盘驱动器决定，-条磁道的扇区数由操作系统决定。一般情况下，3.5英寸软盘片的每个磁道被分成18个扇区，它的容量是：2 面x80磁道/面x 1

10、8扇区/道4 1 2 字节/扇区=1474560字节=1.44MB(3)优盘(OnlyDisk)存储器作用：优盘是一种新型的移动存储产品，主要用于存储较大的数据文件和在电脑之间方便地交换文件。优盘不需要物理驱动器，也不需外接电源，可热插拔，使用非常简单方便。优盘体积很小，重量极轻，可抗震防潮，特别适合随身携带，是移动办公及文件交换理想的存储产品。特点：不需要驱动器，无外接电源 容 量 大(16MB-256MB,未来可达2GB)体积非常小，仅大拇指般大小，重量仅约20 克 使用简便，即插即用，带电插拔 存取速度快，约为软盘速度的15倍 可靠性好，可擦写达100万次，数据至少可保存10年 抗震、防

11、潮、耐高低温、携带十分方便 USB接口，带写保护功能介质：当前最为先进的Flash闪存芯片为存储介质知识链接：CF卡随着数码产品的高速普及，近年来闪存卡也进入了高速发展时期，得到了越来越广泛的应用，相机、掌上电脑、随身听上处处都可能用到闪存卡。闪存卡有很多种类，常见的有C F卡、SD 卡、MMC卡、记忆棒、SM 卡、xD 卡等，其中CF卡已经有了相当长的历史，由于其建立标准的时间长、兼容性好、容量大、价格低等原因而得到了广泛的应用，是通用性最强的存储卡之一。C F 卡作为一种先进的移动数码存储产品，它具有高速度、大容量、体积小、重量轻、功耗低等优点。CF卡使用flash作为存储媒介，无需供电也

12、能保存资料，适合用在移动设备上。(4)硬盘存储器作用：用于存储计算机中的程序、图像和数据。介质：硬金属外面的磁表面存储器特点：存储容量大，常用的有120GB。“读写”速度快，成本低。计算机断电后，内容保留。注意：使用时要注意防震，硬盘正在操作时，千万不能切断电源。下面介绍几个有关硬盘的关键参数：1.硬盘的转速(Rotational Speed)：也就是硬盘电机主轴的转速，转速是决定硬盘内部传输率的关键因素之一，它的快慢在很大程度上影响了硬盘的速度，同时转速的快慢也是区分硬盘档次的重要标志之一。现在的主流硬盘转速一般为7200rpm以上。2.平均寻道时间(Average seek time)：指

13、硬盘在盘面上移动读写头至指定磁道寻找相应目标数据所用的时间，它描述硬盘读取数据的能力，单位为毫秒。当单碟片容量增大时，磁头的寻道动作和移动距离减少，从而使平均寻道时间减少，加快硬盘速度。3.最大内部数据传输率(Internal data transfer rate)：指磁头至硬盘缓存间的最大数据传输率,一般取决于硬盘的盘片转速和盘片数据线密度(指同一磁道上的数据间隔度)。知识链接：移动硬盘移动硬盘是以硬盘为存储介制，强调便携性的存储产品。因为采用硬盘为存储介质，因此移动硬盘在数据的读写模式与标准IDE硬盘是相同的。移动硬盘的特点：一是容量大。移动硬盘可以提供相当大的存储容量，是一种较具性价比的

14、移动存储产品，目前比较常见的移动硬盘有10GB、20GB、40GB等容量；二是传输速度快;三是使用方便。(5)光盘存储器作用：用于存储计算机中的程序、图像和数据。介质：光介质存储器分类：只 读 型 光 盘 CD-ROM,一次写多次读型光盘WORM、可擦写型光盘CD-RW、DVD-ROM 光盘特点：存储容量大，常用的有540MB18GB。成本低。只能进行“读”操作，不能进行“写”操作。在光盘的使用过程当中，我们主要应该注意以下问题：1.不要将不清洁的光盘放入光驱。2.和软盘不一样，不要在光盘上贴标签，即使是在光盘的背面。3.不要在光盘工作时强行按弹出钮弹出光盘。4.不要曝晒光盘。5.千万不要用标识笔在光盘表面书写。6.不要将变形的光盘放入光盘驱动器，这样会造成光驱机械部件的变形和损坏。7.不要用手或硬物触摸光盘的底面，接触和碰磨会破坏光盘表面的凹凸结构，造成数据的错误读取和丢失。8.不要用有油渍、污垢的手拿光盘，否则，脏物会粘在光盘表面，这样有可能使数据无法读取。另外，将光盘放入光驱和光盘保护盒中时要小心轻放，避免损坏光盘的表面。