1第1章 微型计算机系统

计算机选配与维修技术普通高校本科计算机专业特色教材精选闵东等编著总目录第1篇基础第1章微型计算机系统第2章计算机系统维修基础第2篇硬件选择、组装与维修第3章CPU第4章主板第5章存储系统第6章显示系统第7章声音系统总目录第8章输入系统第9章网络设备第10章硬件组装与BIOS设置第3篇软件系统安装与维护第11章硬盘初始化第12章软件系统安装与调试第4篇微机系统选配与升级第13章计算机选配第14章计算机系统升级第1篇第1章微型计算机系统1.1计算机系统组成1.1.1体系结构1.1.2计算机系统组成1.1.3硬件系统1.1.4软件系统1.2计算机性能指标微软和惠普合作开发的新一代PC原型机冯.诺依曼体系结构－－计算机是由运算器、控制器、存储器、输入和输出（I/O）设备组成1.1计算机系统组成1.1.1体系结构根据冯·诺伊曼体系结构，一个完整的计算机系统包括两大部分，即硬件系统和软件系统。所谓硬件，是指构成计算机的物理设备，即由机械、电子器件构成的具有输入、存储、计算、控制和输出功能的实体部件。软件也称“软设备”，广义地说软件是指系统中的程序以及开发、使用和维护程序所需的所有文档的集合。1.1.2计算机系统组成┌控制器┐│├中央处理器（ＣＰＵ）├运算器┘│┌只读存储器（ＲＯＭ）┌硬件系统┤┌内存储器┤│├存储器┤└随机存储器（ＲＡＭ）││└外存储器（软盘、硬盘、光盘驱动器、USB等│├输入设备（键盘、鼠标、光笔、扫描仪、话筒、摄像头等│└输出设备（显示器、打印机、音箱等）计算机系统┤│┌操作系统│┌系统软件├程序设计语言└软件系统┤└系统服务程序│┌各种实际应用程序：如文字处理、图像处理及└应用软件┤用户专用的工资管理、人事档案管理、财务1└管理、图书管理、物资管理等1.1.2计算机系统组成1.运算器运算器又称算术逻辑单元（ArithmeticLogicUnit，简称ALU），是计算机对数据进行加工处理的部件，它的主要功能是对二进制数进行加、减、乘、除等算术运算和与、或、非等基本逻辑运算，实现逻辑判断。运算器在控制器的控制下实现其功能，运算结果由控制器指挥送到内存储器中。1.1.2计算机系统组成2.控制器控制器主要由指令寄存器、译码器、程序计数器和操作控制器等组成，控制器是用来控制计算机各部件协调工作，并使整个处理过程有条不紊地进行。它的基本功能就是从内存中取指令和执行指令，即控制器按程序计数器指出的指令地址从内存中取出该指令进行译码，然后根据该指令功能向有关部件发出控制命令，执行该指令。另外，控制器在工作过程中，还要接受各部件反馈回来的信息。1.1.2计算机系统组成3.存储器存储器具有记忆功能，用来保存信息，如数据、指令和运算结果等。存储器可分为两种：内存储器与外存储器。（1）内存储器内存储器也称主存储器（简称内存），它直接与CPU相联接，存储容量较小，但速度快，用来存放当前运行程序的指令和数据，并直接与CPU交换信息。内存储器由许多存储单元组成，每个单元能存放一个二进制数，或一条由二进制编码表示的指令。（2）外存储器外存储器又称辅助存储器（简称外存或辅存），它是内存的扩充。外存存储容量大，价格低，但存储速度较慢，一般用来存放大量暂时不用的程序、数据和中间结果。需要时，可成批地和内存储器进行信息交换。外存只能与内存交换信息，不能被计算机系统的其它部件直接访问。常用的外存有磁盘、磁带、光盘等。1.1.2计算机系统组成4.输入/输出设备（I/O）输入/输出设备（Input/Output，I/O）。用户通过输入设备将程序和数据输入计算机，输出设备将计算机处理的结果（如数字、字母、符号和图形）显示或打印出来。常用的输入设备有：键盘、鼠标器、扫描仪、数字化仪等。常用的输出设备有：显示器、打印机、绘图仪等。1.1.2计算机系统组成通常人们所说的计算机指的是在办公室或者家里所使用的微型计算机，简称“计算机”、“电脑”，又称为“个人计算机”，即PC（PersonalCompute）。它可以放置在桌面上，主要供个人使用。个人计算机的组成从外观上主要由各种功能不同的部件所组成。1.1.2计算机系统组成1.1.3硬件系统计算机的硬件由电子器件和机电元件组成，这是计算机系统中的物理实体部分。根据其结构位置及功能的不同，可划分为主机、外部设备两大部分。⒈主机主机包括CPU、主存储器、接口电路和总线电路。其中CPU是计算机的心脏，它的性能强弱是直接决定整个计算机的性能、衡量计算机档次的一个重要标志。⒉外部设备外部设备就是用线缆与主机板相连的设备，简称“外设”。按用途可分为：输入设备、输出设备、外存储器等等。1.1.4软件系统计算机软件由系统软件和应用软件组成。系统软件主要作用是协调计算机的工作，保证计算机正常运转，如操作系统。而应用软件则种类繁多，常常是为完成某种专门任务而开发，如：办公软件，事务处理软件、多媒体处理软件等。⒈系统软件⑴操作系统操作系统（OperationSystem）是一个管理计算机系统资源、控制程序运行的系统软件，是一组程序的集合。从用户的角度，操作系统是用户和计算机交互的接口；从管理的角度，操作系统又是计算机资源的组织者和管理者。操作系统的任务就是合理有效地组织、管理计算机的软硬件资源，充分发挥软硬件资源效率，为用户使用计算机提供一个良好的工作平台和环境。⑵计算机语言计算机语言也称为程序设计语言，是人与计算机交流信息的一种语言。人们在利用计算机处理信息时，必须事先把处理问题的方法、步骤以计算机可以识别和执行的指令形式表示出来，也就是设计程序。这种用于编写计算机程序的语言就称为程序设计语言。程序设计语言分为机器语言、汇编语言和高级语言。⑶系统服务程序主要指一些为系统提供服务的工具或支撑软件。如系统诊断软件、测试软件、维护软件等。1.1.4软件系统⒉应用软件运行在计算机上的软件，除了操作系统外，应用软件必不可少，否则，计算机只是一个摆设。应用软件主要是针对专门的应用而开发的软件，用户可根据自己不同需要来安装、使用不同类型的应用软件。目前安装在微型计算机上的应用软件主要有以下几大类。⑴办公自动化软件办公自动化是指利用先进的信息技术，代替传统的人工事务流程。其目的就是尽可能充分地利用信息资源，提高生产率、工作效率和质量，辅助决策，求取更好的经济效率，以达到既定的（即经济、政治、军事等）目标。目前，常用的办公自动化软件分为两类，一类为事务处理软件，如LotusNotes、财务管理软件、人力资源管理软件、图书管理软件等；另一类为文字、表格处理软件，如微软的Office系列、金山公司的WPSOffice等；1.1.4软件系统⑵网络软件网络软件的品种繁多、功能强大。按其功能来分，网络软件可以分为以下几类：第一，浏览器，如InternetExpleror、Netscape、Operal等；第二，邮件软件，如Outlook、Foxmail等；第三，文件传输软件，包括Http下载、ftp下载和上载、Netant、Getright等，目前下载软件大多支持多线程下载和断点续传，用户可分几次来下载一个文件；第四，服务器软件，包括建立网站的IIS、WebSite等。其它软件还有网络聊天软件、新闻组软件等等；⑶多媒体软件多媒体软件是用户必不可少的工具。常见的多媒体软件包括音频软件和视频软件，前者有著名的播放Mp3音乐的Winamp，后者有播放网络电影的RealPlayer以及国产的优秀软件——超级解霸等；1.1.4软件系统⑷图像软件主要用来处理和浏览图片，简单的如Windows附带的画图，复杂的如Adobe公司的PhotoShop等，而浏览图片的软件则以Acdsee最为流行；⑸游戏软件这是最吸引人的一类软件，从简单的扫雷到需要几张光盘的FiFa以及网上的各种游戏，无不让一批又一批用户通宵达旦；一台完整的计算机离不开功能多样的软件系统，而这些软件与硬件之间的关系可以说互相依靠、互相作用。没有软件的计算机被称为“裸机”，而没有硬件的软件也将无用武之地。计算机硬件操作系统应用软件用户1.1.4软件系统1.2计算机性能指标⒈字长所谓字长是计算机能够同时处理的二进制数据的位数，能处理8位二进制数据的CPU就是8位字长的CPU。字长直接关系到计算机的计算精度和速度，字长越长，可以表示的有效位数就越多，因而精度和速度就越高。目前，市场流行的计算机字长主要是32位和64位，在此以前则是16位和伪32位等。⒉运算速度运算速度就是指计算机执行指令的速度，常以MIPS（MillionofInstructionsPerSecond）——每秒执行百万指令数为单位，现在通常以文字处理、分类排序、矩阵求逆、随机文件存取和通用数字程序等基准程序（Benchmark）来计算。运算速度当然越高越好，它常常与计算机CPU的频率有关。CPU的频率分为频率分为主频、外频、倍频，前者是后二者的乘积。如PIII800，其外频为133MHz，倍频为6，故主频为800MHz。一般在同样主频的基础上，外频越高计算机的性能越好，目前计算机的外频已达200MHz以上，主频也开始以GHz（109）为单位。⒊内存内存有速度和容量两个指标，其中容量是指随机存储器RAM存储容量的大小，它决定了可运行程序的大小和程序运行的效率。随着操作系统的不断升级和各种应用软件对内存要求的不断提高，所要求的内存容量也在不断增大。例如，最初的DOS仅需要几百KB内存，而在Windows2000环境下，标准要求128MB的内存。内存越大，主机和外设交换数据所需的时间越少，因而运行速度越高。⒋存储容量一般指硬盘，在初期的286、386计算机上硬盘只有数十兆，能运行的软件也不多。随着硬盘制造工艺的发展，现在主流计算机的硬盘比以前大了数千倍。1.2计算机性能指标⒌外设配置一台计算机除了运行速度外，其它如显示系统的性能高低、鼠标键盘的好坏、是否配备附属设备等也成为计算机性能高低的重要标志之一。⒍软件配置计算机运行离不开软件的支持，随着DOS、Windows、Linux等操作系统的出现，不同操作系统也决定了计算机不同的运行性能，再加上办公软件、娱乐软件等不断升级，计算机的整体性能也不断得到提高和发展。除此之外，还有一些指标一样也影响着计算机的性能。如生产工艺，主要以集成电路上各组件的距离来衡量，目前已达0.13微米以下。又如CPU附加的指令集，包括Inter的MMX指令集、SSE指令集，AMD公司的3DNOW！指令集等。还有所谓的一、二级高速缓存（Cache，存储速度比内存快），可明显提高CPU工作效率。1.2计算机性能指标习题1、计算机的组成有哪些部分？各部分的主要功能是什么？2、请各列举几家国内外著名计算机厂商及产品。3、你所使用或了解的操作系统和软件有哪些，各有什么功能？4、请说明一台计算机的配置信息。第1章微型计算机系统完