大学计算机基础 第二章 计算机系统组成

2.1计算机硬件系统2.2计算机软件系统2.3计算机性能指标和基本配置2.1.1计算机硬件组成CPU硬盘内存主板各种板卡（声卡，显卡等）机箱、电源主机电脑＝主机＋外设显示器键盘、鼠标软盘、硬盘、光盘驱动器打印机外设主机立式机箱卧式机箱内部构造计算机硬件的基本结构冯·诺依曼原理：1)采用二进制表示数据和指令。2)采用存储程序方式。3)计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成。中央处理器（CPU）内存储器（主存）外存储器（辅存）输入设备输出设备运算器控制器数据流控制流五大部件之一——运算器运算器的任务是对数据进行加工处理。算术逻辑单元ALU运算器五大部件之二——控制器控制器是计算机的神经中枢，用于控制计算机操作控制器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地、自动地执行程序。存储器是计算机的记忆装置.主存.内存.辅存.外存五大部件之三——存储器存储器的操作方式——读和写五大部件之四——输入设备输入设备的任务,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顺序送入存储器中常用的输入设备有:键盘、鼠标器、扫描仪、光笔等。五大部件之五——输出设备输出设备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常用输出设备：显示器、打印机、绘图仪等硬件主机中央处理器(CPU)运算器控制器寄存器内存储器随机存储器(RAM)只读存储器(ROM)高速缓冲存储器(cache)其他——网卡、调制解调器、声卡、显卡等外部设备外存储器——硬盘、软盘、光盘输入设备——键盘、鼠标、光笔、扫描仪输出设备——显示器、打印机、绘图仪个人计算机的硬件组成关于存储器的几个术语⒈位（Bit):1位二进制信息称为1位，是二进制数的基本单位。⒉字节（Byte):8位二进制信息称为一个字节。2.1.2信息存储原理信息的存储单位K字节1K=1024byteM字节1M=1024KG字节1G=1024MByte：最常用的基本单位b7b6b5b4b3b2b1b0Bit：度量数据的最小单位0或1存储单元地址0000H0001H0002HFFFFH存储体结构图存储位存储单元（字节）存储体内存储器分为：ROM,RAM,cache1.ROM——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BIOS程序的ROM芯片。2.RAM——随机存储器，可存可取。断电后内容消失.按照RAM是否需要周期性充电，分为DRAM(动态内存，即我们所说的内存条)，SRAM（静态内存，主要用于高速缓冲存储器）3.cache——高速缓存，缓解高速CPU和低速RAM的速度冲突2.1.3内存储器辅存储器磁盘、磁带、光盘磁介质速度更低海量存储器CacheSRAM，几百KB速度匹配CPU常集成在CPU中主存储器DRAM速度稍低几MB～几GBCPU微型机存储层次1.容量如何取舍——不同版本的Windows操作系统对于系统资源的需求也不相同。WindowsXP操作系统512MB-1GB这样的配置能够满足日常使用需求，而且也不会造成浪费。WindowsVista/7操作系统1GB-2GB2G运行Vista和其他程序时才会比较流畅,windows7系统配置较vista低一些内存条的参数及选购2.选择什么样的频率——针对不同规格的内存，所选择的内存频率也有很大不同。以前购机，使用DDR内存用户在升级时购买DDR400规格产品DDR2内存用户可以直接购买2GBDDR2-800规格产品如果要选择DDR3内存，建议购买DDR3-1333或者DDR3-1600产品内存条的参数及选购3.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品，因此不同内存之间的兼容性不得不考虑。捷径：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必然经过严格的兼容性测试。内存条的参数及选购外存储器也称为辅助存储器，用于存放暂时不用的程序和数据。常见的存储设备有：硬盘、光盘、U盘、软盘等。2.1.4外存储器硬盘(Harddisk），由硬盘片、硬盘控制器、硬盘驱动器及连接电缆组成，如图所示硬盘正面、反面及内部结构硬盘其特点是：存储容量大、存取速度快磁盘格式化磁道与扇区的组合磁道•磁道(cylinders)。磁道是以轴孔为中心的同心圆。０磁道中存有引导记录和文件分配表(FAT)等信息。扇区•扇区(Sectors)每一扇区规定存储512字节信息。•簇（Cluster）一个磁道上的两个或更多扇区组合成一个簇。簇是DOS用来存储文件信息的最小单位。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盘片转速高达5400r/min、7200r/min，甚至10000r/min，因此存取速度很快，而且容量已从过去的几百MB，发展到目前的几十个GB甚至几百GB。磁盘容量=柱面数(一个盘面上的磁道数)×盘面数×扇区数×每扇区字节数(512B)目前常见硬盘容量在160G-2TB之间1.转速目前台式机硬盘转速依然为7200转。主流笔记本的转速正在由5400转过渡到7200转，性能提升明显2.单碟容量单碟容量就是指一个存储碟所能存储的最大数据量。单碟容量越大其内部数据传输速率就越快、稳定性越好。3.平均寻道时间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。越快越好。4.缓存缓存：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32MB，而对于大容量产品则均为64MB。硬盘的选购光盘存储器光盘存储器是一种新颖的存储器,由于具有存储容量大、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行光学读写。光盘及光盘驱动器光盘（OpticalDisk）是利用激光进行读写信息的圆盘。光盘存储器系统是由光盘片、光盘驱动器和光盘控制适配器组成2.1.5CPUCPU（CentralProcessUnit，中央处理器）CPU是电脑中最关键的部件。个人电脑的CPU其主要的生产厂家是Intel、AMD等公司。比较新的CPU是Intel酷睿和AMD羿龙、速龙CPU性能指标字长（64位字长为当前主流）主频（主频越高、运算速度越快）核心（单核、双核、三核、四核、六核）CPU插座4个ISA总线扩展槽3个PCI总线扩展槽4个内存条插槽2个IDE接口1个软驱接口电源连接键盘接口并行接口串行接口2.1.6主板主板IDE插槽CPU插槽内存插槽总线扩展插槽主板外部接口是用来连接键盘、鼠标、音箱、麦克风、显示器、电源线、电话线等其它外部设备的。I/O接口数据总线位数与机器字长一致8位、16位或32位等地址总线位数决定存储器最大容量20位、24位或32位等2.1.7总线--是连接各部件的公共信息通道CPU主存或外设接口READWRITEBUSYREADY输入/输出设备输入设备键盘鼠标器数字化仪麦克风输出设备显示器打印机绘图机音箱显示器(Display)monitor+adapter显示器件的种类*阴极射线管显示器件(CRT,CathodeRayTube)*液晶显示器(LCD,LiquidCrystalDisplay)*发光二极管显示器(LED,LightEmittingDiode)LED显示器与LCD显示器区别在电压驱动下LED是自己发光（俗称放光二级管）；在电压驱动下LCD可以变色但是不发光，我们看到LCD发的光其实是LCD模组的背光灯发的光。LED显示器与LCD显示器相比，LED在亮度、功耗、可视角度和刷新速率等方面，都更具优势。输出设备2.2计算机软件系统硬件操作系统软件用户程序或文档2.2.2程序设计机器语言汇编语言高级语言编写的程序叫源程序编写的程序叫目标程序翻译程序设计语言计算机可识别执行软件系统软件应用软件支持软件、系统服务程序OfficeFlashPhotoshop其他应用程序操作系统语言处理程序2.2.3软件分类