《张春英全套配套课件大学计算机——从应用到思维第3章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《张春英全套配套课件大学计算机——从应用到思维第3章（110页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第3章,计算机系统,华北理工大学 理学院,任课教师：XXX,如何自己动手组装一台计算机？完整的计算机系统包括哪些部分，如何有条不紊地工作？ 本章从组装一台计算机开始，详细介绍计算机系统的硬件组成、工作原理以及操作系统、实用软件等软件的功能及应用。重点讲解微型机的硬件组成和软件应用，通过对计算机软硬件的了解进一步掌握利用计算机求解问题的方法，提高计算思维能力。,1,2,3,4,5,本章内容 CONTENTS,计算机的构成,宏观概念,显示器、键盘、鼠标、主机箱等。,如何组装一台计算机,硬件组装,软件安装,硬件组装步骤,宏观概念,(1) 打开机箱，将主板固定好后，分别将CPU、内存、显卡、网卡等这些
2、部件插入到相应的插槽中； (2) 将电源、硬盘、光驱等安装在机箱里，用螺丝固定好，使其位置稳固； (3) 将电源线、数据线等连接到各部件； (4) 盖上机箱盖，主机部分组装完毕； (5) 利用线缆，将显示器、键盘、鼠标等外部设备连接到主机箱背板对应的插槽。,硬件组装,软件安装,如何组装一台计算机,软件安装步骤,宏观概念,1、安装一种操作系统，例如Windows系列 2、安装各种应用软件，例如Office、Photoshop、QQ等,硬件组装,软件安装,如何组装一台计算机,如何组装一台计算机,计算机系统层次结构,总结,1,2,3,4,5,本章内容 CONTENTS,计算机硬件系统组成,微机硬件,
3、计算机的硬件系统,冯诺依曼,超级计算机,CPU,微机硬件,计算机的硬件系统,冯诺依曼,超级计算机,CPU（Central Processing Unit）即中央处理单元，它是计算机的运算核心和控制核心。 CPU的构成： 运算器：数据加工，包括算术运算和逻辑运算。 控制器：取指令、译码、发控制信号等。 寄存器：CPU内部暂存数据。 CPU的功能： 处理指令、执行操作、控制时间、处理数据。 CPU的性能指标： 主频、总线频率、高速缓存、字长、工作电压、指令集等。,综合考虑各项指标，提高性价比,CPU的发展,微机硬件,计算机的硬件系统,冯诺依曼,超级计算机,主板,微机硬件,计算机的硬件系统,冯诺依曼
4、,超级计算机,主板一般为矩形电路板，上面安装了组成计算机的主要电路系统，一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、键和面板控制开关接口、指示灯插接件、扩充插槽、主板及插卡的直流电源供电插接件等元件。 主板的结构：根据主板上各元器件的布局排列方式、尺寸、形状、电源规格等制定出的通用标准。 常用的主板结构是ATX、Micro ATX 两种。 主板的组成：CPU插座、内存插槽、扩展槽、芯片组、BIOS系统、主要接口。,主板,微机硬件,计算机的硬件系统,冯诺依曼,超级计算机,主板的主要参数,存储器,微机硬件,计算机的硬件系统,冯诺依曼,超级计算机,存储器（Memory）是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序
5、和数据。,存储器,微机硬件,计算机的硬件系统,冯诺依曼,超级计算机,存储系统的分级层次结构,存储器,微机硬件,计算机的硬件系统,冯诺依曼,超级计算机,高速缓冲存储器、主存储器和辅助存储器的功能对比,内存,计算机的硬件系统,内存，也叫主存，用来存放当前正在执行的数据和程序，但仅用于暂时存放程序和数据，关闭电源或断电，数据会丢失。从功能上分类： 只读存储器（ROM）：用来存放专用的固定程序和数据，一次性写入、永久保存，只能读信息，断电信息不丢失。 随机存储器（RAM）：用来暂存信息，既可以读也可以写，断电信息丢失。即通常所说的内存。,存储器,内存主要技术指标：存储容量、接口类型、存取时间、频率、带
6、宽等。,高速缓冲存储器（Cache）,计算机的硬件系统,介于中央处理器和主存储器之间的高速小容量存储器。 Cache与其他存储器之间关系：,存储器,外存,计算机的硬件系统,存储器,硬盘,计算机的硬件系统,存储器,硬盘的物理结构： 磁头：硬盘进行读写的装置。 磁道：当磁盘旋转时，磁头若保持在一个位置上，则每个磁头都会在磁盘表面划出一个圆形轨迹，即磁道。 扇区：磁盘上的每个磁道被等分为若干个弧段，即扇区。 柱面：具有相同编号的磁道形成一个圆柱，称之为磁盘的柱面。,光盘,计算机的硬件系统,存储器,光盘是利用激光原理进行读、写的设备。 分类： 不可擦写（只读型）光盘，如CD-ROM、DVD-ROM等
7、可擦写（可记录型）光盘，如CD-RW、DVD-RAM等,U盘,计算机的硬件系统,存储器,U盘，全称USB闪存驱动器（USB flash drive），是一种使用USB接口的无需物理驱动器的微型高容量移动存储设备，实现即插即用，是移动存储设备之一。 优点：小巧便于携带、存储容量大、价格便宜、性能可靠。 U盘主要目的是用来存储数据资料的，特殊功能：加密u盘、启动U盘、杀毒u盘、测温u盘以及音乐u盘等。,加密U盘,杀毒U盘,音乐U盘,测温U盘,总线和接口,微机硬件,计算机的硬件系统,冯诺依曼,超级计算机,总线（Bus）是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线。按照计算机所传输的信息种类，总线分
8、为数据总线（Data Bus，DB）、地址总线（Address Bus，AB）和控制总线（Control Bus，CB），分别用来传输数据、地址和控制信息。 接口是一电子电路（以IC芯片或接口板形式出现），其内由若干专用寄存器和相应的控制逻辑电路构成。,总线,计算机的硬件系统,总线和接口,总线主要技术指标：总线的带宽、位宽、工作频率等。,微型计算机总线结构,总线标准主要有ISA总线、EISA总线、MAC总线、VESA总线、PCI总线和PCI-E总线。,接口,计算机的硬件系统,总线和接口,计算机系统I/O接口及连接设备,显卡,计算机的硬件系统,总线和接口,显卡的主要参数有：显示芯片、显卡内存、技
9、术支持、显卡PCB板。,显卡又称为显示卡或显示适配器，它是主机与显示器之间连接的桥梁，主要作用是进行数模信号转换并输出和显示图形。,常见的品牌有：蓝宝石、华硕、技嘉、微星、七彩虹等。,声卡,计算机的硬件系统,总线和接口,声卡主要分为板卡式、集成式和外置式三种接口类型。,也叫音频卡，是多媒体技术中最基本的组成部分，是实现声波/数字信号相互转换的一种硬件。声卡的基本功能是把来自话筒、磁带、光盘的原始声音信号加以转换，输出到耳机、扬声器、扩音机、录音机等声响设备，或通过音乐设备数字接口(MIDI)使乐器发出美妙的声音。,声卡的主要技术指标：采样频率、采样精度、失真度、信噪比等。,网卡,计算机的硬件系
10、统,总线和接口,网卡按照支持的计算机种类分为标准以太网卡和PCMCIA网卡，前者用于台式计算机联网，后者用于笔记本电脑。,即网络接口卡，又称网络适配器，是连接计算机与局域网的一块接口板，插在主板的扩展槽上。,输入输出设备,微机硬件,计算机的硬件系统,冯诺依曼,超级计算机,输入设备是向计算机输入数据和信息的设备，如键盘、鼠标、摄像头、扫描仪、手写输入板、游戏杆、语音输入装置等。 输出设备用于数据的输出，把各种计算结果数据或信息以数字、字符、图像、声音等形式表示出来。常见的有显示器、打印机、绘图仪、影像输出系统、语音输出系统、磁记录设备等。,键盘,计算机的硬件系统,输入输出设备,按照工作原理，键盘
11、可以分为机械键盘、塑料薄膜式键盘、导电橡胶式键盘和无接点静电电容键盘；按照外形，键盘分为标准键盘和人体工程学键盘。键盘还可以分为有线键盘和无线键盘。,鼠标,计算机的硬件系统,输入输出设备,鼠标是计算机的一种输入设备，也是计算机显示系统纵横坐标定位的指示器，它可以对当前屏幕上的光标进行定位，并通过按键和滚轮装置对光标所经过位置的屏幕元素进行操作。 鼠标按其工作原理的不同分为机械鼠标和光电鼠标。,扫描仪,计算机的硬件系统,输入输出设备,扫描仪（scanner），是利用光电技术和数字处理技术，以扫描方式将图形或图像信息转换为数字信号的装置，通过捕获图像并将之转换成计算机可以显示、编辑、存储和输出的数
12、字化输入设备。 扫描仪可分为平板扫描仪、滚筒式扫描仪、便携式扫描仪、胶片扫描仪等类型。,扫描仪的主要技术指标：分辨率、灰度级、色彩数、扫描速度、扫描幅面等。,显示器,计算机的硬件系统,输入输出设备,显示器也叫监视器，用来显示计算机的输入程序、数据、程序运行结果等。 显示器根据制造材料的不同，分为阴极射线管显示器（CRT）、液晶显示器（LCD）、等离子显示器（PDP）等。,显示器的主要技术参数：屏幕尺寸、点距、分辨率、色彩度、对比度、亮度等。,打印机,计算机的硬件系统,输入输出设备,打印机（Printer) 是用于将计算机处理结果打印在相关介质上。 打印机的种类很多，按数据传输方式可分为串行打印
13、机和并行打印机两类；按照工作原理分为击打式和非击打式两大类；按工作方式分为针式打印机、喷墨式打印机、激光打印机等。,计算机的硬件系统,微型计算机的主要技术指标,字长、主频、内存容量、存取周期、运算速度、外部设备配置等。,综合考虑,微型计算机分类,微机硬件,计算机的硬件系统,冯诺依曼,超级计算机,台式机 电脑一体机 笔记本电脑 掌上电脑 平板电脑 嵌入式计算机,其人其事,微机硬件,冯诺依曼,超级计算机,计算机的硬件系统,冯诺依曼（John von Neumann，19031957），20世纪最重要的数学家之一，在现代计算机、博弈论、核武器和生化武器等诸多领域内有杰出建树的最伟大的科学全才之一，被
14、后人称为“计算机之父”和“博弈论之父”。,1945年，发表一个全新的“存储程序通用电子计算机方案”-EDVAC（Electronic Discrete Variable Automatic Computer）,冯诺依曼体系结构,微机硬件,冯诺依曼,超级计算机,计算机的硬件系统,特点： 计算机处理的数据和指令一律用二进制数表示； 顺序执行程序。计算机运行过程中，把要执行的程序和处理的数据首先存入主存储器（内存），计算机执行程序时，将自动地并按顺序从主存储器中取出指令一条一条地执行，这一概念称作顺序执行程序。 计算机硬件由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成。,冯诺依曼体系结构,
15、微机硬件,冯诺依曼,超级计算机,计算机的硬件系统,结构：,冯诺依曼体系结构,微机硬件,冯诺依曼,超级计算机,计算机的硬件系统,硬件功能： 运算器又称算术逻辑单元(ALU)，是计算机对数据进行加工处理的部件，包括算术运算和逻辑运算。 控制器是计算机的指挥中心，负责向其他各部件发出控制信号，保证各部件协调一致地工作。 存储器是计算机记忆或暂存数据的部件。 输入设备是给计算机输入信息的设备。 输出设备是输出计算机处理结果的设备。,控制器和运算器组成中央处理单元（CPU）,指令和指令系统,微机硬件,冯诺依曼,超级计算机,计算机的硬件系统,指令是指示计算机执行某种操作的命令，由一串二进制数码组成。一条指
16、令通常由两个部分组成：操作码和操作数。 指令系统是一台计算机包含的所有指令集合，不同计算机的指令系统包含的指令种类和数目不同。 指令的执行：,指令和指令系统,微机硬件,冯诺依曼,超级计算机,计算机的硬件系统,指令的执行过程：,全球最快的超级计算机,微机硬件,冯诺依曼,超级计算机,计算机的硬件系统,2011年，日本“京”超级计算机,2012年，美国“红杉,全球最快的超级计算机,微机硬件,冯诺依曼,超级计算机,计算机的硬件系统,2013年，我国“天河二号”,2016年，我国“神威太湖之光”,我国超级计算机的发展历程,微机硬件,冯诺依曼,超级计算机,计算机的硬件系统,1983年，“银河一号”巨型计算机，我国第一台每秒运算1亿以上的计算机。后继研发银河二号、银河三号、银河四号。,1992年研制成功曙光一号超级计算机。,我国超级
