金融学院 第二章+第三章3-

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1、大学计算机基础主讲教师：程开东 吉林大学 数学学院第二章 计算机基础知识及硬件系统了解计算机的系统组成、工作原理、硬件 系统结构、计算机的数值和信息表示等相 关基础知识。第二章一、计算机组成l计算机系统硬件系 统 软件系 统第二章一、计算机组成第二章+计算机系统硬件系统软件系统主机外部设备中央处理器 (CPU)主存储器运算器控制器RAM（读写存储器）ROM（只读存储器）输入设备（键盘、鼠标等）输出设备（显示器、打印机等）外存储器（硬盘、软盘、光盘等）系统软件应用软件：WORD、EXCEL、WPS等操作系统（DOS、WINDOWS等）语言处理系统、数据库管理系统服务程序、网络通讯管理系统1、计算

2、机系统 的组成第二章2、硬件和软件的关系l1、硬件和软件互相依存l2、硬件和软件无严格的界线l3、硬件和软件协同发展计算机软件随硬件技术的迅速发展而发展， 而软件的不断发展与完善又促进了硬件的更新，两 者密切地协同发展，缺一不可。第二章应用 软件3、软硬件层次关系图硬件系统 操作系统其它系统软件第二章二、计算机硬件系统EDVAC方案1945年6月美籍匈牙利数学家冯诺依曼提 出全新电子计算机方案EDVAC方案。 1、计算机由 运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备组成 2、程序和数据以同等地位存放在存储器中 ， 并按地址寻访 3、程序和数据以二进制表示冯诺依曼计算机的主要特点第二章1、计算机

3、的硬件组成计算机由中央处理器（Central Processing Unit, CPU)、存储器、输入输出设备构成一个完整的 计算机系统。构成计算机的关键是采用总线结构将这 些部件有机地连接起来。第二章 运算器（相当于算盘)完成对数据的算术和逻辑运算等操作。 控制器（相当于人的大脑）控制每个部件的工作，使计算机能自动地执行程序 存储器（相当于纸）存储程序和数据 输入设备输入数据 输出设备输出数据第二章硬件组成第二章（外）存储器（外）存储器（内）存储器内）存储器中央处理器（中央处理器（CPUCPU）控制器输入 设备输出 设备数据流 地 址 控制流运算器计算机的基本结构框图第二章外存储器内存储器运

4、算器控制器输 入 设 备输 出 设 备数据流 控制流主机CPU第二章总线l计算机中各部件间传送的信息分为三种类型： 地址、数据（包括指令）、控制信号l总线：是一组公共信息传输线路，它能为多个 部件服务，可分时地发送与接收各部件的信息。 数据总线、地址总线、控制总线 P57第二章（1）主机l主机，是电脑一家的大总管，相当于人的大脑 ，几乎所有的文件资料和信息都由它掌管 。第二章主机板（简称主板） 主板，是主机的骨架，计算机的其它组成部分都通 过各种各样的方式连接在主板上。 主板是一块长方形的集成电路板，板上装有组成电 脑的主要电路系统，以一块最流行的Pentium主板为 例，在它上面就集成有如下

5、部件：扩充插槽、BIOS芯片 、I/O控制芯片、Pentium CPU插槽、控制芯片组、 内存条插槽、跳线开关、键盘接口、指示灯接口、主板 电源插座、软驱接口、硬盘IDE接口、串行并行接口等 。第二章（2）CPUl英文名为：Central Processing Unit，意思就 是中央处理器，简称CPU。l作用：它是计算机的大脑，负责整个计算机的 运算和控制工作。lCPU的型号决定了计算机的运算速度和主要性 能。lCPU的品质高低直接决定了一个计算机的档次 。 可以处理的数据位（字长）和时钟频率是CPU 的一个最重要的指标。控制器运算器第二章CPU的性能指标l1、主频：执行指令的速度 ( (单

6、位单位MHz) MHz) Pentium 300MHZ以上 每秒数亿条l2、字长：一次所能处理的二进制位 8、16、32、64l3、指令本身的处理能力采用RISC技术生产的POWER-PC芯片，将 复杂的指令最大限度地简化成基本指令，使CPU的 速度大大提高第二章CPU的发展l辅助处理器 集成在单个的微处理器芯片上 l对偶处理器 采用多CPU或主微处理器进行多道并行处理 l并行处理设计 使用几个指令处理器或者成千上百个指令处理 器，以网络形式组织在一起 lRISC处理器 采用精简指令集 lMMX多媒体处理器 处理文本、图像、声音等多种媒体 英特尔推出新一代奔4处理器普雷斯科特（Prescott

7、），运行速度在2.8千兆赫兹 到3.2千兆赫兹之间，3.4前兆赫兹的处理器也将在几 个月内投放市场。新一代奔腾4处理器上有1.25亿个晶体管。另外， 由于英特尔公司采用了先进技术，芯片的体积将会 更小，可大幅提高芯片运行速度。这种电脑可用于连接电视机等家庭影院设备，播 放电视、录像和音乐制品。 酷睿2 Core 2 Duo Core 2 Quad第二章（3）存储器l内存（主存）：CPU直接访问，存放当前要运 行的程序和数据，特点是速度快， 容量小。分为 RAM，ROM两种。l外存（辅助）：用于存放计算机暂时不用的信 息。内存外存CPU写读第二章内存是电脑中的主要部件，它是相对于外存而言的， 与

8、CPU相连，存放要运行的程序和数据。 作用：存放当前运行的程序和所用的数据，关 机后，内存中的信息全部消失， 特点：内存的容量小、速度快、价格高。内存储器与中央处理器合称为主机。第二章内存的分类RAM 随机存取存储器ROM 只读存储器RAMCPU读出存入断电后， 内容消失ROMCPU读出固化程序 永久保存第二章外存作用：存储计算机暂时不用的信息，需要时才调 入； 特点：外存读写速度慢、容量大，常见的有硬盘 、软盘、光盘、闪存盘等。通常我们使用的Windows操作系统、应 用软件、游戏等都是存放在硬盘、软盘或光盘上的。第二章反面I、 3.5吋软盘正面读写窗口轴孔写保护孔索引孔第二章软盘处于写保护

9、状态只读只能读取 不能写入 不能删除 不能格式化 写保护口打开第二章软盘处于可写状态可读写能读取 能写入 能删除 能格式化 写保护口关闭第二章软盘结构磁道（Track）0 磁道中存 有文件分配表（FAT）信息 扇区（Sectors,512字节 ）FAT是DOS存放磁盘目录结构和文件位置等信息磁盘结构及磁道扇区划分示意图磁道扇区0磁道末道第二章软磁盘容量容量 = 磁盘面数 磁道数/面 扇区数/磁道 字节数/扇区= 1474560= 1474560（字节（字节）= 1440= 1440（K KB B） 1.441.44（M MB B）容量容量 = 2 = 2 80 80 18 18 512 512

10、（字节）（字节）第二章使用软盘应注意事项： 软盘中的盘片容易划伤，正确地使用和保管它 ，可以延长其使用寿命。请注意下面几点： （1）不要触动软盘中的盘片。 （2）注意清洁、防潮，防阳光下暴晒。 （3）不要使软盘接近强磁场，如：扬声器、电视机 、显示器等。 （4）对于存放重要数据的软盘，应该做好备份第二章II、硬盘的结构磁头磁头柱面柱面 CylindersCylinders第二章硬盘的工作原理硬盘可以读取和写入数据； 写入数据:实际上是通过磁头对硬盘片表面的可磁化单元进 行磁化，将二进制的数字信号以环状同心圆轨迹的形式，一圈 一圈地记录在涂有磁介质的高速旋转的盘面上。 读取数据: 只需把磁头移动

11、到相应的位置读取此处的 磁化编码状态即可。第二章第二章硬盘的技术指标容量： 是第一性能指标。目前市场主流的硬盘一般为 80500GB（1G=1024M，约为10亿字节，相当于5亿个汉字 ）。 速度与转速、寻址时间、数据传输率、内部高速缓存：一般硬盘的平均访问时间为十几毫秒，但内存的 速度要比硬盘快几百倍，内存通常会花大量的时间去等待硬盘 读出数据，从而使CPU效率下降。为了解决这个矛盾，现在的 硬盘中一般都装了一定量的高速缓存储器来缓解硬盘数据存取 的瓶颈。一般来说，高速缓存越大的硬盘速度越快。第二章III、光盘(CD)l简称：是Compact Disc Read Only Memory的缩写

12、。l容量：一种大容量的存储媒介，其容量一般为650MB；l作用：可以用它来存放歌曲（如CD唱片），电影（如VCD ）、软件、数据等。;类型： 只读型光盘（CD-ROM) 一次写入光盘（WORM）;读写型光盘（RW）;DVD 光盘的出现，极大地拓宽了电脑的多媒体用途，有了光盘， 我们就可以在电脑上听CD音乐、看VCD电影、唱卡拉OK等。 由生产厂家将信息写入 盘上，用户在用的过程 只能读，不能抹，也不 能写，适合于出版业。 存储容量650MB以上由用户将信息写入盘上并由激 光再生的，它只能写一次，能 多次读取，不能抹和改写，主 要用于数据、图象等文档信息 的存储又能读，又能写，还 能抹去上面的信

13、息数字光盘，容量有4.7G、 8.5G、9.4G、17G四种规格第二章IV、U盘及闪存卡采用可读写芯片，能够保存数据 存取速度快，体积小，便于携带 大量用于手机、掌上电脑、数字照相机 ，地震仪，汽车的黑匣子等设备中用途：数码相机；PDA及掌上电脑；GPS；笔记本电脑；MP3播放机；其他便携式存储器第二章(4）输入设备：l输入设备是外界向计算机传送信息 的装置.在微机系统中,最常用的是键 盘、鼠标、图形扫描仪、条形码读入 器、光笔和触摸屏。第二章键盘（Keyboard )7键盘是使用者向计算机发出命令，传 送信息的重要设备。7字母数字键盘：101键盘7特殊功能键盘：例如，收银机终端使用的键盘 7

14、人体工学键盘、仿笔记本键盘、多功能键盘、无 线键盘等为了使操作电脑更加舒适，出 现了人体工学键盘，形状非常 符合两手的摆放姿势这种键盘使用起来相当舒适 ，轻轻一点就可以完成输入 工作，非常省力，而且身材 娇小，携带方便这种键盘功能键比常规键盘 要多将近一倍。优点在于按 键功能多样化，可以有效减 少移动鼠标的频率，像电脑 上的文件、编辑、搜索等功 能，都可以用快捷键方式来 完成没有传统意义上的数据连接 线，而是靠红外线与电脑连 接的，使用这种键盘可以在5 米之内自由移动，但价格稍 贵些第二章键盘（Keyboard )7键盘是使用者向计算机发出命令，传 送信息的重要设备。7字母数字键盘：101键盘

15、7特殊功能键盘：例如，收银机终端使用的键盘 7人体工学键盘、仿笔记本键盘、多功能键盘、无 线键盘等第二章l作为电脑的一个组成部分，随着其他元件的变 化，被称为“老鼠”的鼠标也在悄然改变自身的形 象，目前市场上就流行着光电、无线、透明等多 种鼠标。光电鼠标特点在于它使用激光进行定位 ，因此准确度非常高。l从外观上，鼠标也从常规的造型演变出了汽车 型、葫芦型、卡通型等，随着人们追求时尚的心 理需求，鼠标的生产商也不得不变着法子迎合消 费者的口味了鼠标(Mouse) 第二章扫描仪(Scanner）l扫描仪是一种图形、图像的专用输入设备。利用 它可以将图形、图像、照片、文本从外部环境输 入到计算机中。

16、l手持标签扫描仪:又称条形码阅读器l固定标签扫描仪:使用激光技术的扫描仪 , 凡使用条形 码阅读器的地方都可使用固定标签扫描仪l文档扫描仪：可扫描各种大小尺寸文档的扫描仪 第二章其他输入设备数码相机(Digital Cameras)语音识别设备 卡片识读器（Card And Badge Readers）桌面视频系统（desktop video system）触摸屏:一种快速实现人机对话的工具。第二章（5）输出设备l输出设备的作用是将计算机中的数据信息传送到 外部媒介，并转化成某种人们所认识的表示形式 。l在微机中最常用的输出设备有显示器和打印机,l其它还有绘图仪、声卡、视频卡和调制解调器。输入设备与输出设备合称为外部设备。第二章显示器作用：是人与计算机的交互工具，是每一台计算机必 备的输出设备。 大小：是指对角线的长度，一般 有14英寸、15英寸 、17英寸等 分辨率：指显示器屏幕上每行和每列所能显示的“