大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課件第1.3章(新)

1.3計(jì)算機(jī)技術(shù)及微機(jī)常識(shí)一、計(jì)算機(jī)的定義與特點(diǎn)

1、計(jì)算機(jī)的定義

“計(jì)算機(jī)”是一種計(jì)算的機(jī)器，由一系列電子器件組成?，F(xiàn)在我們所使用的計(jì)算機(jī)是現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)的簡(jiǎn)稱。

它不同于以往的任何計(jì)算工具，可以對(duì)數(shù)字、文字、顏色、聲音、圖形、圖像等各種形式的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理。

計(jì)算機(jī)是一種能按照事先存儲(chǔ)的程序，自動(dòng)高速地進(jìn)行大量數(shù)值計(jì)算和各種信息處理的現(xiàn)代化智能電子設(shè)備。2、計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)

（一）運(yùn)行速度快（二）精確度高（三）存儲(chǔ)容量大（四）具有記憶能力（五）自動(dòng)運(yùn)行能力和一定邏輯判斷能力二、計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域1、科學(xué)與工程計(jì)算2、信息管理3、電子商務(wù)4、人工智能5、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造三、計(jì)算機(jī)的分類1、按處理能力分類（1）巨型計(jì)算機(jī)（2）大型計(jì)算機(jī)（3）小型計(jì)算機(jī)（4）微型計(jì)算機(jī)2、按照其工作模式分類（1）服務(wù)器（2）工作站“存儲(chǔ)程序控制”理論特點(diǎn):（1）采用二進(jìn)制形式的0、1代碼串表示數(shù)據(jù)和程序。（2）由程序控制計(jì)算機(jī)的工作，通過(guò)改變程序就可以改變計(jì)算機(jī)的行為。（3）計(jì)算機(jī)由運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、控制器、輸入和輸出設(shè)備五大基本部件組成。盡管計(jì)算機(jī)制造技術(shù)已經(jīng)發(fā)生了很大的變化，但馮·諾依曼的設(shè)計(jì)思想沒(méi)有改變。

馮.諾依曼計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

計(jì)算機(jī)的代際劃分第1代第2代第3代第4代年代1946-1957年1958-1964年1965-1971年1972年至今主要電子元器件電子管晶體管中小規(guī)模集成電路大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路內(nèi)存儲(chǔ)器汞延遲線磁芯存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器外存儲(chǔ)器紙袋、卡片、磁帶和磁鼓磁盤、磁帶磁盤、磁帶磁盤、光盤等大容量存儲(chǔ)器處理速度（指令數(shù)/s）幾千-幾萬(wàn)條幾十萬(wàn)條幾百萬(wàn)條上億條代表機(jī)型UNIVAC-1IBM-7000系列IBM-360系列IBM4300系列一、計(jì)算機(jī)的基本組成由運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、控制器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大部分組成。

（l）運(yùn)算器運(yùn)算器是計(jì)算機(jī)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算與邏輯運(yùn)算的主要部件，它受控制器的控制，對(duì)存儲(chǔ)器送來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行指定的運(yùn)算。

(2)控制器控制器是計(jì)算機(jī)的指揮中心，它逐條取出存儲(chǔ)器中的指令并進(jìn)行譯碼，根據(jù)程序所確定的算法和操作步驟，發(fā)出命令指揮與控制計(jì)算機(jī)各部件的工作。CPU控制器與運(yùn)算器一起組成了計(jì)算機(jī)的核心，稱為中央處理器.簡(jiǎn)稱CPU(3)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)部件，用于存放原始數(shù)據(jù)和程序。把存儲(chǔ)器按8位（二進(jìn)制位）或其倍數(shù)劃分存儲(chǔ)單元。所有存貯單元的總存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量叫存儲(chǔ)容量，存儲(chǔ)容量通常以字節(jié)（byte)為單位計(jì)算。一個(gè)字節(jié)包括8位二進(jìn)制位，記為1B，1024B=1KB（1千字節(jié)），1024KB=1MB，1024MB=1G,1024G=1T。內(nèi)部存儲(chǔ)器簡(jiǎn)稱內(nèi)存，又稱為主存儲(chǔ)器，主要存放當(dāng)前要執(zhí)行的程序及有關(guān)數(shù)據(jù)。CPU可以直接對(duì)其進(jìn)行存取操作。其存取速度很快，但造價(jià)高（以存儲(chǔ)單元計(jì)算），容量比外存儲(chǔ)器小。內(nèi)部存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)交換的中心。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器通常有內(nèi)部存儲(chǔ)器及外部存儲(chǔ)器兩種.

內(nèi)部存儲(chǔ)器按其工作方式可分為兩大類:只能讀不能寫的只讀存儲(chǔ)器(ROM-ReadOnlyMemory)

既可讀又可寫的隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM-RandomAccessedMemory).

主存儲(chǔ)器實(shí)際上是指隨機(jī)存儲(chǔ)器.CPU與內(nèi)部存儲(chǔ)器一起稱為計(jì)算機(jī)的主機(jī).外部存儲(chǔ)器簡(jiǎn)稱外存，又稱為輔助存儲(chǔ)器，主要存放大量計(jì)算機(jī)暫時(shí)不執(zhí)行的程序以及目前尚不需要處理的數(shù)據(jù)。它的造價(jià)較低，容量遠(yuǎn)比內(nèi)存大，但存取速度要慢得多，CPU存取外部存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)必須將數(shù)據(jù)先調(diào)入內(nèi)部存儲(chǔ)器。(4)輸入設(shè)備輸入設(shè)備通過(guò)接口電路把原始數(shù)據(jù)和程序轉(zhuǎn)換成0、l代碼串輸入到計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中，計(jì)算機(jī)的輸入設(shè)備常用的有：鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀、麥克風(fēng)、光筆等。(5)輸出設(shè)備輸出設(shè)備通過(guò)接口電路將計(jì)算機(jī)處理過(guò)的信息從機(jī)器內(nèi)部表示形式轉(zhuǎn)換成人們熟悉的形式輸出，或轉(zhuǎn)換成其他設(shè)備能夠識(shí)別的信息輸出。常用的有打印機(jī)、顯示器、繪圖儀、喇叭或音箱等。外部設(shè)備

計(jì)算機(jī)的硬件組成

軟盤、磁盤、光盤等。計(jì)算機(jī)硬件主機(jī)外部設(shè)備中央處理器內(nèi)部存儲(chǔ)器運(yùn)算器控制器輸入設(shè)備：輸出設(shè)備：外部存儲(chǔ)器鍵盤、電傳打字機(jī)、掃描儀、光筆顯示器、音箱、繪圖儀、打印機(jī)寄存器2.2.1主機(jī)和主機(jī)箱

二、微機(jī)硬件介紹

PC機(jī)是由主機(jī)(CPU、內(nèi)部存儲(chǔ)器)和外部設(shè)備(鍵盤、顯示器、打印機(jī)等)兩大部分構(gòu)成。

主機(jī)指中央處理器(CPU)和內(nèi)部存儲(chǔ)器，包括只讀存儲(chǔ)器(ROM)和隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)。PC機(jī)的主機(jī)及其附屬電路都裝在一塊電路板上，稱為主機(jī)板(主板)。

CPU是PC機(jī)中最核心的部件它決定了PC機(jī)的速度和性能。目前市場(chǎng)上絕大多數(shù)CPU產(chǎn)品都是由美國(guó)的Intel公司和AMD公司生產(chǎn)的。我國(guó)在2002年9月研制成功了第一枚通用“中國(guó)芯”—龍芯1號(hào)，2005年4月研制出的龍芯2號(hào)。

1、中央處理器(CPU)Intel公司的產(chǎn)品AMD公司的產(chǎn)品龍芯二號(hào)CPU

Intel公司生產(chǎn)了從早期的80286、80386、80486、Pentium、PentiumII和PentiumIII、Pentium4到現(xiàn)在主流的i3、i5、i7等系列產(chǎn)品。而AMD公司則生產(chǎn)了從早期的K5、K6、K6-2、K6-3、K7等系列產(chǎn)品?？刂破骱瓦\(yùn)算器被集成在一塊芯片上，一起組成中央處理器（CPU），功能是從內(nèi)存中取指令，解釋并執(zhí)行指令。

1、中央處理器(CPU)

CPU的兩個(gè)重要指標(biāo)是字長(zhǎng)和主頻。字長(zhǎng)是計(jì)算機(jī)一次同時(shí)能處理的數(shù)據(jù)的二進(jìn)制位數(shù)。字長(zhǎng)越長(zhǎng)，計(jì)算精度越高，運(yùn)算速度也越快。主頻就是CPU內(nèi)核工作時(shí)的時(shí)鐘頻率，通常所說(shuō)的某某CPU是多少兆赫的，而這個(gè)多少兆赫就是“CPU的主頻”。主頻反映了計(jì)算機(jī)的工作速度，主頻越高，一般計(jì)算機(jī)的速度也越快。

例如，Pentium4系列的CPU的字長(zhǎng)原來(lái)一般字長(zhǎng)是32位的，而目前市面上的大多數(shù)產(chǎn)品是64位的，主頻一般在1.4GHz～3.2GHz之間。1、中央處理器(CPU)

內(nèi)存儲(chǔ)器按其工作方式可分為隨即存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM和種。

RAM在計(jì)算機(jī)工作時(shí)，即可從中讀出信息，也可以隨時(shí)寫入信息，存儲(chǔ)當(dāng)前使用的程序和數(shù)據(jù)。一旦斷電就會(huì)丟失數(shù)據(jù)，而且無(wú)法恢復(fù)。

ROM中的信息是在制造時(shí)由廠家用專門的設(shè)備一次性寫入的，一般用來(lái)存放固定不變重復(fù)執(zhí)行的程序，即使關(guān)機(jī)或斷電也不會(huì)消失。2、內(nèi)存條128M內(nèi)存條共性：

容量小，讀寫速度快。

是用戶程序用于協(xié)調(diào)CPU

的工作區(qū)與RAM的速度匹配問(wèn)題用于固化一些重要的系統(tǒng)程序隨機(jī)存儲(chǔ)器高速緩沖存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器

RAMCache

ROM斷電信息丟。斷電信息丟斷電信息不丟。內(nèi)部存儲(chǔ)器只能讀不可寫可讀、可寫屬于RAM外存儲(chǔ)器外存儲(chǔ)器簡(jiǎn)稱外存，與內(nèi)存相比，外存的特點(diǎn)是存儲(chǔ)容量大，價(jià)格較低，而且在斷電的情況下也可以長(zhǎng)期保存信息，所以稱為永久性存儲(chǔ)器，缺點(diǎn)是存取速度比內(nèi)存慢。常見(jiàn)外存：硬盤移動(dòng)硬盤光盤U盤硬盤硬盤驅(qū)動(dòng)器,固定在主機(jī)箱內(nèi)。目前在PC機(jī)中使用的幾乎都是采用溫徹斯特技術(shù)制造的硬盤驅(qū)動(dòng)器，所以又簡(jiǎn)稱為溫盤，所謂溫盤是指構(gòu)成硬盤驅(qū)動(dòng)器的組件（包括硬盤片、主軸、磁頭臂和搖臂等）全部密封在一個(gè)金屬盒內(nèi)，磁頭采用接觸式啟停工作方式。

磁頭硬盤片硬盤在讀寫數(shù)據(jù)時(shí)，磁頭與盤面不直接接觸，因而減少磁頭和盤面的磨損，大大增加了硬盤的使用壽命和提高了讀寫速度。

主機(jī)板

PC機(jī)的主機(jī)及其附屬電路都裝在一塊電路板上，稱為主機(jī)板（MainBoard，又稱主板或系統(tǒng)板）

擴(kuò)展槽內(nèi)存條插槽CPU插座并口USB口擴(kuò)展槽內(nèi)存條插槽CPU插座并口USB口主機(jī)板上提供了一些通用的擴(kuò)展槽用于插接各種功能的接口卡。最常見(jiàn)的接口卡有顯卡、聲卡和網(wǎng)卡。

擴(kuò)充插座及接口卡

外部設(shè)備必須通過(guò)不同的接口電路才能與主機(jī)相連

（1）顯示卡顯卡是PC機(jī)中負(fù)責(zé)圖形圖像信號(hào)處理的接口部件，在顯示器上顯示的圖形都是由顯卡生成并傳送給顯示器的。有獨(dú)立顯卡和集成顯卡兩種。顯示器可以通過(guò)視頻線接插到顯卡的視頻插口上實(shí)現(xiàn)與主機(jī)相連。

（2）網(wǎng)卡

網(wǎng)卡是PC機(jī)連入網(wǎng)絡(luò)的接口部件,有2種類型：獨(dú)立網(wǎng)卡和集成網(wǎng)卡。（3）聲卡

聲卡是PC機(jī)進(jìn)行聲音處理的接口部件。利用聲卡可以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音信號(hào)的輸入輸出，現(xiàn)在大多數(shù)的PC機(jī)主機(jī)板上已經(jīng)集成了聲卡功能，一般不再單獨(dú)設(shè)置獨(dú)立的聲卡。

4．磁盤驅(qū)動(dòng)器

磁盤驅(qū)動(dòng)器是PC機(jī)中最重要的外部存儲(chǔ)設(shè)備。主要有軟盤驅(qū)動(dòng)器和硬盤驅(qū)動(dòng)器，它們都屬于磁表面存儲(chǔ)設(shè)備。由于儲(chǔ)存在磁盤中的數(shù)據(jù)在掉電后也不會(huì)丟失，所以可長(zhǎng)期保存數(shù)據(jù)和程序。

軟盤驅(qū)動(dòng)器硬盤驅(qū)動(dòng)器（1）軟盤驅(qū)動(dòng)器

軟盤存儲(chǔ)器由軟盤、軟盤驅(qū)動(dòng)器和控制電路組成。軟盤驅(qū)動(dòng)器的存儲(chǔ)介質(zhì)是軟盤。軟盤里有一個(gè)表面涂有磁性材料的塑料盤片用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，而整個(gè)盤片封裝在一個(gè)硬塑料殼中。（1）CD-ROM光盤驅(qū)動(dòng)器

CD-ROM光盤驅(qū)動(dòng)器就是只讀光盤存儲(chǔ)器，正面存儲(chǔ)信息，背面印制標(biāo)簽。通常一張CD-ROM光盤可以存儲(chǔ)650MB~700MB的信息。

5.光盤驅(qū)動(dòng)器

光盤驅(qū)動(dòng)器是基于激光技術(shù)的外部存儲(chǔ)設(shè)備，其存儲(chǔ)介質(zhì)是光盤。常見(jiàn)的光盤驅(qū)動(dòng)器有CD-ROM驅(qū)動(dòng)器、DVD-ROM驅(qū)動(dòng)器和光盤刻錄機(jī)3類。

（1）CD-ROM光盤驅(qū)動(dòng)器光盤是利用刻錄在反射層上的一連串由里向外螺旋的凹坑來(lái)記錄信息的（如圖2－19）,凹坑邊緣轉(zhuǎn)折處表示“1”，平坦無(wú)轉(zhuǎn)折處則表示“0”。讀盤時(shí)，光盤驅(qū)動(dòng)器的激光頭發(fā)出激光束聚焦在高速旋轉(zhuǎn)的光盤上，還原為0、1代碼串?dāng)?shù)字信息。

（1）CD-ROM光盤驅(qū)動(dòng)器“倍速”是光盤驅(qū)動(dòng)器的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)，是指數(shù)據(jù)傳輸速率，也就是單位時(shí)間內(nèi)從光盤驅(qū)動(dòng)器向計(jì)算機(jī)傳送的數(shù)據(jù)量。150KBps稱為一倍速。光盤驅(qū)動(dòng)器的倍速越高，數(shù)據(jù)的傳輸速率就越快。

（2）DVD-ROM光盤驅(qū)動(dòng)器

DVD-ROM光盤驅(qū)動(dòng)器是讀取DVD只讀光盤上的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)設(shè)備，目前市面上的DVD-ROM光盤驅(qū)動(dòng)器還能讀取CD-ROM等格式的盤片。DVD光盤使用波長(zhǎng)更短的紅色激光，凹坑更小，軌道更緊密，具有更高的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)密度，信息存儲(chǔ)量巨大。目前最常見(jiàn)的單張單面DVD-ROM盤片的容量是4.7GB，，而雙面雙層盤的容量高達(dá)17GB。DVD-ROM光盤驅(qū)動(dòng)器也有一個(gè)“倍速”的指標(biāo)，一倍速是1358KBps。

（3）光盤刻錄機(jī)光盤刻錄機(jī)是一種既可以對(duì)空白光盤寫入數(shù)據(jù)，又可以讀出光盤數(shù)據(jù)的設(shè)備，它的外觀與普通的光盤驅(qū)動(dòng)器幾乎一模一樣。分為CD刻錄機(jī)和DVD刻錄機(jī)兩種。CD刻錄機(jī)主要用來(lái)刻錄CD光盤，通常是CD-R和CD-RW兩種空白光盤。CD-R是一種一次性刻寫，多次讀出的光盤，而CD-RW則是利用光盤刻錄機(jī)可以多次對(duì)光盤中的數(shù)據(jù)擦除、重寫和讀出的光盤。DVD刻錄機(jī)則主要用來(lái)刻錄DVD光盤，常見(jiàn)有DVD-R、DVD-RW、DVD+RW和DVD-RAM等類型的DVD光盤。

2．刷新率

刷新率是指每秒鐘屏幕刷新的次數(shù)。如果刷新頻率低，屏幕畫面就會(huì)產(chǎn)生閃爍。顯示器的刷新率越高，畫面就越平穩(wěn)。3．色彩位數(shù)

色彩位數(shù)是指每一個(gè)像素點(diǎn)上表示色彩的二進(jìn)制位數(shù)，表示該像素點(diǎn)最多能夠顯示多少種不同的顏色。位數(shù)越多，色彩層次越豐富，圖像就越精美。目前一般的顯示器色彩位數(shù)都可以達(dá)到32位。陰極射線管顯示器（CRT）和液晶顯示器（LCD）。CRT顯示器的優(yōu)點(diǎn)是圖像清晰細(xì)膩、價(jià)格便宜，缺點(diǎn)是體積大、功耗大和有電磁輻射等。LCD顯示器具有體積小、功耗低、無(wú)電磁輻射等優(yōu)點(diǎn)。

目前常見(jiàn)的顯示器有:普通顯示器和液晶顯示器常用數(shù)碼設(shè)備1．打印機(jī)打印機(jī)是PC機(jī)很重要的一種輸出設(shè)備，有很多種類，在家庭和辦公中常用的有針式打印機(jī)、噴墨打印機(jī)和激光打印機(jī)三種（1）針式打印機(jī)針式打印機(jī)屬于擊打式打印機(jī)，在打印時(shí)通過(guò)控制打印頭上的鋼針擊打色帶把色帶上的墨水打在紙上形成文字或圖形。打印噪音較大，速度慢，打印質(zhì)量不高。（2）噴墨打印機(jī)噴墨打印機(jī)在打印時(shí)通過(guò)控制噴頭上精細(xì)的噴嘴直接將墨滴噴射到紙上形成文字或圖形。其重要的指標(biāo)是打印分辨率，打印機(jī)分辨率越高，打印輸出的效果就越精細(xì)。噴墨打印機(jī)打印質(zhì)量好、速度快，缺點(diǎn)是墨水盒和打印紙等消耗材料價(jià)格較高。（3）激光打印機(jī)激光打印機(jī)是日常辦公中最常用的打印機(jī)。打印時(shí)首先在感光鼓上充電，然后把載有圖文信息的激光束照射到感光鼓上，在相應(yīng)的位置上“曝光”，形成了與圖文信息完全相同的電荷潛像。激光打印機(jī)噪音小，打印質(zhì)量好，打印成本比噴墨打印機(jī)的要低。

3．?dāng)?shù)碼相機(jī)數(shù)碼相機(jī)也是一種常見(jiàn)的圖像輸入設(shè)備。拍攝時(shí)景物的光線經(jīng)過(guò)鏡頭投射到數(shù)碼相機(jī)的感光器件上，把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，電信號(hào)再經(jīng)過(guò)電子線路的處理，生成數(shù)字化圖像存儲(chǔ)到內(nèi)置的存儲(chǔ)器或存儲(chǔ)卡中。

下面簡(jiǎn)單介紹數(shù)碼相機(jī)的幾個(gè)主要技術(shù)指標(biāo)。

（1）像素?cái)?shù)像素?cái)?shù)代表感光器件的數(shù)量，是數(shù)碼相機(jī)的最主要的技術(shù)參數(shù)。一般說(shuō)數(shù)碼相機(jī)的像素?cái)?shù)越多，能打印出相同效果的圖片尺寸就越大。

（2）焦距和變焦倍率焦距簡(jiǎn)單的說(shuō)就是數(shù)碼相機(jī)拍攝的景物光線落在感光器件上時(shí)，正好可以得到清晰圖像的距離。數(shù)碼相機(jī)的變焦范圍通常使用變焦倍率表示，如2×、3×和4×，分別表示2倍、3倍和4倍焦距。一般說(shuō)變焦倍率越高，照相機(jī)質(zhì)量就越好。

(3)存儲(chǔ)容量

一般說(shuō)存儲(chǔ)容量越大，能夠存放的圖片數(shù)量就越多。目前數(shù)碼相機(jī)的存儲(chǔ)介質(zhì)有多種，其中最常見(jiàn)的是各種存儲(chǔ)卡，例如CF卡和SD卡等，存儲(chǔ)容量一般有128MB、256MB、512MB和1G，而有些則高達(dá)4GB。

為了使PC機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，將主機(jī)板、接口卡、電源、揚(yáng)聲器等，以及屬于外部設(shè)備的硬盤、軟盤驅(qū)動(dòng)器、光盤驅(qū)動(dòng)器都裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)。這個(gè)機(jī)箱稱為主機(jī)箱。

(具有現(xiàn)代氣息的主機(jī)箱圖見(jiàn)下頁(yè))主機(jī)箱

PC機(jī)主機(jī)箱里的主要部件

PC機(jī)主機(jī)箱里的主要部件