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1、第二章：计算机系统结构一 教学目的1. 掌握计算机的系统组成2. 指导计算机的工作原理。3. 了解计算机的分类4. 了解计算机的主要性能指标。二 教学重点、难点重点：计算机的工作原理及系统组成。难点：计算机的工作原理。三 教学方法讲授法，陶冶法，探究法。 四 教学时间与地点2010年9月17日 星期五 五 教学过程一. 计算机的系统组成1. 系统组成 计算机系统是有软件系统和硬件系统组成的。（1）计算机的软件系统计算机的软件系统主要包括系统软件和应用软件。 系统软件是用于对计算机进行管理、控制、维护或者编辑、制作、加工用户程序的一类软件。主要包括操作系统（DOS，Windows，UNIX，Li
2、nux，NetWare）、程序设计语言（机器语言，汇编语言，高级语言，）、数据库管理系统、辅助性工具软件，语言处理系统（一般可以分为三类：汇编语言，解释程序，编译程序）。 应用软件是用于解决各种实际问题，进行业务工作的软件。如文字处理应用软件，图形处理软件，声音处理软件，影像处理软件，工具软件。 （2）计算机硬件系统 计算机硬件的基本功能就是接受计算机程序的控制，并实现数据输入、处理、数据传输等一系列根本性的操作。计算机硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大基本部件构成。中央处理器：简称CPU（Central Processing Uint）。中央处理器CPU是计算机硬件系统
3、的核心，由控制器和运算器组成。CPU的分类：根据应用模式的不同，分为通用CPU和嵌入式CPU。衡量CPU性能的指标：（1）字长。是指CPU内部各寄存器之间一次能够传递的数据位；即早单位时间内能一次处理的二进制数的位数；（2）位宽。是指CPU通过外部数据总线和外部设备之间一次能够传递的数据位；人们同通常以CPU字长和位宽来称呼CPU；（3）CPU外频。即CPU总线频率，是由主板为CPU提供的基准时钟频率。（正常情况下，CPU总线频率和内存总线频率相同，所以当CPU外频提高，与内存之间的交换速度也响应得到了提高，对提高计算机整体运行速度影响较大。）（4）CPU主频。是CPU内核电路的实际运行频率，
4、所以也成为CPU内频。（5）CPU的生产工艺。通常用单位微米 来描述，精度越高表示生产工艺越高。计算机硬件系统五大基本部件之一：控制器：控制器是计算机的神经中枢和指挥中心。控制器的功能：依次从存储器中取出指令、翻译指令、分析指令、向其他部件发出控制信号，指挥计算机各部件协同工作。计算机硬件系统五大基本部件之二：运算器：运算器又称为算数逻辑单元。运算器对数据进行加工和处理，主要功能进行算术运算和逻辑运算。 运算器只能进行简单的基本运算。复杂的计算也要通过基本运算一步步实现。由于运算器具有惊人的计算速度，因而计算机具有高速的信息处理能力。计算机硬件系统五大基本部件之三：存储器：存储器的主要功能是存
5、放程序和数据。读操作，写操作。存储器分为内存储器和外存储器。（1）内存储器 内存储器简称内存，又称主存。CPU存储的信息可以被CPU直接访问。内存要与计算机的各个部件打交道，进行数据交换。因此，内存的存取速度直接影响计算机的运算速度。目前的内存大多是以半导体存储器为主，存储容量很受限制，且大部分是不能长期保存信息的随机存储器。思考：内存与内存条的区别？内存储器通常可以分为随机存储器RAM，只读存储器ROM和告诉缓冲存储器。（a）随机存储器RAM是一种读写存储器。分为静态RAM和动态RAM两种。 静态存储器的特点是，只要存储单元上加油工作电压，它上面存储的信息就将保持。动态ROM的信息会随着电容
6、的漏电而逐渐丢失。不管是静态RAM还是动态RAM，当电源电压去掉时，RAM中存储的信息都将丢失。（b）只读存储器ROM是一种内容智能读出而不能写入和修改的存储器，其存储的信息是在制作该存储器时就写入的。计算机断电后，ROM中的信息不会丢失。（c）高速缓冲存储器Cache是在CPU和内存之间设置的一级或两级高速小容量存储器，称之为高速缓冲存储器，固定在主板上。 计算机工作时，系统先将数据由外存读入RAM中，再由RAM读入Cache中，然后CPU直接从Cache中取数据进行操作。 （2）外存储器简称外存，设置在主机外部，用来存放长期不用的程序和数据。外存不与计算机的其他部件直接进行数据交换，只和内
7、存交换数据。 常用的外存有：硬盘，软盘，磁盘，优盘（闪存），光盘。 外存与内存的区别：（1）内存怕断电，断电后数据容易丢失；（2）外存的容量大；（3）内存速度快，内存速度慢。 （外存在主机外部，可归属与外部设备。） 计算机硬件系统五大基本部件之四：输入设备：输入设备是外界向计算机传送信息的装置。常用的输入设备：键盘、鼠标、扫描仪、光笔、数字化仪、麦克风。计算机硬件系统五大基本部件之五：输出设备：常用的输出设备：显示器、打印机、绘图仪，音响，磁带。2. 工作原理（1）计算机硬件系统的工作过程 当接通计算机电源后，首先启动控制器，控制器先从内存中取出第一条指令，分析该指令应该执行什么操作（如果需要
8、操作数的话，还要到内存中取操作数；如果需要运算，还要通知运算器进行计算，并将计算的结果保存到内存中），一条指令执行完毕，控制器接着再从内存中取第二道指令，执行第二条指令。如此循环，控制器周而复始的取指令，分析，执行；直至程序所有的指令执行完毕。（2）计算机软件系统的工作过程 当计算机接通电源后，CPU首先开始工作，从ROM中读取程序到内存RAM中，然后逐条执行指令。按照内存中的指令，CPU将操作系统装入内存，接着运行操作系统，在操作系统的控制下等待用户进行各种工作，用户或者执行操作系统提供的各种指令，或者运行各种应用程序，或者运行其他系统软件。当要运行其他软件或者程序时，操作系统首先到硬盘中找
9、到该软件或程序，并将其装入内存，接着把控制权交给应用程序，在应用程序的控制下进行各种工作。当应用程序运行结束后，将控制权重新交给操作系统，继续由操作系统控制运行其他程序，如此往复。3.总线和接口 （1）总线：微型计算机的总线分为内部总线、系统总线和外部总线三个层次。按总线内所传输的信息种类分类，可以分为数据总线，地址总线和控制总线。微型计算机常用到的系统总线标准有：ISA总线，PCI总线，AGP总线。（2）计算机与外部设备接口：主机与外部设备之间的信息通过两种接口传播，（a）是串行接口，如鼠标，调制解调器等；（b）是并行接口，如打印机。串行接口和并行接口都必须在软件控制下才能按需要输入输出数据
10、。（c）USB通用串行总线接口目前可以通过USB接口连接的输入输出设备有显示器，键盘，鼠标，扫描仪，光笔，数字化仪，数码相机，打印机，绘图仪，调制解调器等。USB2.0最大数据传输率是480M/s。USB通用串行总线接口必须在软件控制下才能按需要输入输出数据。（d）IEEE1394接口1394是一种机外总线标准，按串行方式通信，它的带宽可以达到400M/s。1394接口标准允许把计算计算机、计算机外部设备（如硬盘、打印机、扫描仪），各种家电（数码相机、DVD、视频电话等）。（3）硬盘接口目前常用的硬盘接口标准是IDE标准和SCSI标准。二. 购买计算机时应注意的问题1、推荐使用配置 CPU：内
11、存：主板：硬盘：光驱：显卡：电源：键盘鼠标：刻录机：2、购买笔记本（1）提前插好机型、配置和价位根据自己需要的配置选好品牌和机型，了解商家报价。逛实体店时，不要被商家报出的比网上报价低很多的价格所吸引，因为在你面前的可能是样品机或者次品机。不要轻易相信商家给你推荐的你所不了解不熟悉的机型，或者是所谓的促销机型。（2）一定要先验货后付款不要急于付款。一定要细致的了解产品的质量和售后，你会发现当你付款完毕后，商家的热情会荡然无存，对你不理不睬，甚至矢口否认之前给你的承诺。（3）坚持索要正式发票 在发生消费纠纷的时候，发票是最有说服力的证据，放弃发票其实就是放弃消费者自己合法权益的危险之举。在发生消费纠纷的时候，发票是最有说服力的证据，放弃发票其实就是放弃消费者自己合法权益的危险之举。3、 组装台式机（1） 不要盲信很前卫的硬件 一是刚上市的硬件价格会很贵，二是硬件之间必须能够兼容，这需要一段时期的试验，新老硬件能相辅相成才能起到锦上添花的作用，三是产品更新升级的周期也很短。（尤其是主板和内存的兼容问题） （2）购机目的，性价比，可承受的价格六、课程小结主要讲解了计算机的系统组成，特别是硬件系统。了解了衡量计算机优劣的主要的性能指标。七、作业P60 第1、2题。
