模块一计算机基础概述.docx
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模块一计算机基础概述
模块一计算机基础
【模块简介】
我们生活的21世纪已进入信息时代，信息时代的重要标志是，以计算机技术、通信技术和传感技术为代表的信息技术渗透到生产生活的各个领域，信息技术的发展极大的推动了经济增长乃至整个社会的进步。
在这样的一个社会环境中，掌握计算机这一重要信息工具的使用与维护就成了人们必不可少的一门新技能。
《计算机组装与维护》的计算机基础模块主要讲述了计算机的发展，微机硬件结构、类别以及购机过程中我们应该掌握的一些常识。
本模块的主要目的是让大家对这门课程有一个初步的认识，为以后的学习打下基础。
【学习目标】
◆了解计算机的发展过程
◆认识计算机系统结构
◆了解计算机的主机内部元件及组装与维护工具
◆掌握购买电脑的流程
◆合理填写电脑配置清单
项目一：
认识计算机
项目背景描述
小张同学的父亲是一单位的工作人员，现在进入21世纪了，办公都用电脑，小张同学的父亲也不例外，他对软件的使用很快就上手了，可是在使用电脑的过程一但出现故障就只能向别人请教，最重要的是，他天天使用这个东西，却不知道由来。
小张同学的父亲有一天问他一些电脑的结构及由来，结果小张同学也回答不上来，那么让我们一起来解答这些问题吧。
任务一：
了解计算机发展历程
【任务目标】
Ø了解计算机诞生的历史背景
Ø掌握世界计算机及我国计算机的发展历史
Ø弄清什么是冯·诺依曼原理
Ø搞清计算机存储单位及换算
【理论基础】
一、第一台现代通用电子计算机的诞生及冯·诺依曼原理
电子计算机做为当代功能最强大的计算工具是人类科技水平发展到一定阶段而产生的。
人们很早就使用计算工具帮助进行精确计算，因为使用工具辅助可提高计算的可靠性及便利性，如在人类社会早期，“结绳计事”，这里的绳结就是早期的计算工具；后来在中国出现了算筹、算盘，在西方出现了计算尺；在进入以机器化大生产时代，不断发达的工商业促进计算工具的进一步发展，在十八、十九世纪，有了靠齿轮转动进行计算的手动或电动机械式计算机，到了二十世纪初，人们利用刚出现的电子技术设计出逻辑运算电路，从而创造出电子计算机。
电子计算机的设计初衷就是一种新式的计算工具，在运行过程中，必须把运算过程中的指令进行二进制编码，于是人们拓展电子计算机的功能，把文字编码，把声音、图形、图像等都进行二进制编码让计算机处理，于是计算机就成了一台功能强大的编码信息处理工具了。
1、第一台现代电子计算机的诞生
第二次世界大战中美国作为同盟国，参加了战争。
美国陆军要求宾夕法尼亚大学莫尔学院电工系和阿伯丁弹道研究实验室，每天共同提供六张火力表。
每张表都要计算出几百条弹道，这项工作既繁重又紧迫。
用台式计算器计算一道飞行时间为60秒的弹道，最快也得20个小时，若用大型微积分分析仪计算也要15分钟。
阿伯丁实验室当时聘用了200多名计算能手，即使这样，一张火力表也往往要算两三个月，根本无法满足作战要求。
为了摆脱这种被动局面，迅速研究出一种能提高计算能力、速度的方法和工具是当务之急。
当时领导这项研制工作的总工程师是年仅23岁的埃克特，他与多位科学家合作，尤其是受益于当时任弹道研究所顾问、正在参加美国第一颗原子弹研制工作的数学家冯·诺依曼。
根据冯·诺依曼的“存储程序通用电子计算机方案”——EDVAC（ElectronicDiscreteVariableAutomaticComputer）对它们的设计进行原理及结构上再次更新，经过多年努力，终于在1946年初，制造成功了世界第一台通用电子计算机，命名为“电子数字积分计算机”，简称ENIAC。
它是一个庞然大物，里面装有18000个电子管，占地面积170平方米，重30吨。
每秒钟可做5000次加法或400次乘法运算，它比过去用台式计算器来计算弹道，要快2000多倍。
从此，人类在计算领域中进入了一个完全崭新的时代。
2、冯·诺依曼原理
美籍匈牙利数学家冯·诺依曼于1945年提出存储程序原理，把程序本身当作数据来对待，程序和该程序处理的数据用同样的方式储存，冯·诺依曼和同事们设计出了一个完整的现代计算机理论模型，并确定了计算机由控制器、计算器、存储器、输入设备、输出设备组成，人们把这一原理称为冯·诺依曼原理。
早期的ENIAC没有存储器且它用布线接板进行控制，按照冯·诺依曼的“存储程序通用电子计算机方案”——EDVAC（ElectronicDiscreteVariableAutomaticComputer）对它们的设计进行原理及结构上更新后，它能够按事先编好的程序自动执行各种算术运算、逻辑运算和存储数据的功能。
所以改良版ENIAC成为现代通用电子计算机的起点，而且现在的电子计算机仍然采用的冯·诺依曼原理。
二、计算机至今为止的发展过程
电子计算机从诞生至今一共经历了四代，具体见下表：
1—1表计算机的发展史
发展阶段
年代
逻辑元件
计算速度
采用语言
应用领域
第一代
1946—1958
电子管
几千次～几万次∕秒
机器语言
军事与科研
第二代
1958—1964
晶体管
几十万次∕秒
汇编语言
数据处理和事务处理
第三代
1964—1971
中小规模集成电路
几百万次∕秒
高级语言
科学计算、数据处理及过程控制
第四代
1971—今
大、超大规模集成电路
万亿次∕秒
高级语言
人工智能、数据通信及社会的各领域
三、我国电子计算机的发展历程
1957年4月，以张梓昌、莫根生为首，组织了M-3（代号103）计算机工程组，并订购了M-3计算机和БЭСМ计算机图纸资料。
通过全体研制人员的共同努力和北京有线电厂的密切配合，于1958年8月1日在北京有线电厂研制成功了我国第一台数字电子计算机——103。
这台运算速度为每秒30次的电子管计算机，后经改进配置磁芯存储器，使其运算速度提高到了1800次/s并定名DJS—1型计算机。
104计算机是1959年10月1日宣布诞生的我国第一台大型通用数字电子计算机，平均每秒运算1万次，接近当时英国、日本计算机的指标。
通过这台计算机的研制，创造了我国自主开发的条件，培养出从研究设计、生产制造、系统调试到技术保证的配套队伍。
北京有线电厂生产了7台，定名为DJS-2型计算机。
107计算机是1960年研制成功的我国第一台自行设计的通用数字电子计算机，运算速度为250次/s。
机器安装在中国科学技术大学，主要用于教学，也承担一些计算任务。
119计算机是我国自行设计研制的第一台大型通用数字电子管计算机，平均浮点运算速度为5万次/s。
1964年初通过国家级鉴定。
119机完成了大量原子能、天气预报等方面的计算任务。
1964年，该机荣获国家工业新产品展览一等奖。
从上面可以看出，我国早期的计算机技术在老一辈科技工作者的努力之下，始终保持着与国际同步的水平，只是后来由于多方面的原因，我们放弃自主路线，走引进道路，于是造成今天这样被动的局面，我们今天广泛使用的计算机的技术全部都是从国外引进来的，对于我们来说就是一个黑匣子，我们不知道它是否有后门，不敢放心的在敏感部门使用，对我国的信息安全始终是一个问题。
【实训应用】
操作一、数据容量单位换算
数据容量存储最小单位——bit，中方简称“位”，每一位都是二进制的元素“0”或“1”，8位构成一个字节，字节的英文简称为Byte，即是说每一个字节用8个二进制位来表示。
字节是信息存储的基本单位，常见的单位有千字节（KB）、兆字节（MB）、吉字节（GB）、太字节（TB）等。
他们的换算单位如下：
１KB＝1024B
1ＭＢ＝1024ＫＢ
１ＧＢ＝1024ＭＢ
1ＴＢ＝1024ＧＢ
在进行信息传输时，表示单位多采用位而不用字节，比如我们家中的宽带网速是5M，实际上是5Mbit/s（每秒钟传输5兆位，或者是每秒钟传输0.625兆字节，5÷8＝0.625）
操作二、计算机的工作原理示意图如下：
图1.1计算机工作原理流程
任务二：
计算机系统结构
【任务目标】
Ø搞清楚计算机系统的结构
Ø认识微型计算机主机箱面板
Ø认识微型计算机系统各外设部件
【理论基础】
计算机系统由硬件和软件两大部分构成，二者缺一不可。
计算机硬件系统是指组成计算机的摸得着、看得见的物理实体，相当于人的躯体。
主要包括控制器、运算器、存储器及各种外部设备等。
计算机软件系统是指附着在计算机硬件中的各种规范的数据程序，通来这些数据程序来控制计算机的硬件。
主要包括系统软件、应用软件、支撑软件。
【实训运用】
操作一初步认识微型计算机硬件
一、主机：
主机的外壳，用于固定主机的各个部件，并对其起保护作用。
其前面板按键功能如下：
1、电源开关：
接通电源后，按该按钮可以启动电脑。
2、复位开关：
当电脑死机等情况下按该按钮可以重新启动电脑
3、前置音频输入/输出孔：
一般红色的作用是音频输入，插入麦克风等设备；蓝色的作用是音频输出，插入耳机、音箱等设备。
4、前置USB接口：
用于连接USB设备用
5、光驱弹出/关闭按钮：
用于弹出/关闭光驱托盘。
6、光驱托盘：
当按弹出按钮后弹出托盘可放入光盘
7电源/硬盘拽示灯：
当启动电脑后黄灯表示电源接通，红灯表示读取硬盘数据。
复位按钮
前置音频输入/输出接口
光驱托盘弹出/关闭按钮
电源开关
电源/硬盘指示灯
USB接口
光驱托盘
图1.2主机箱前面板各功能键
主机箱外观有很多种造型，无论哪种造型其功能都一样，下面是几款主机箱的样式。
图1.3部份机箱
二、显示器
显示出电脑处理后的图形或文字，让我们能够看到结果。
图1.4CRT显示器图1.5方屏LCD显示器图1.6宽屏WLCD显示器
三、键盘/鼠标
键盘主要是向计算机输入信息，以便计算机进行处理；鼠标用作光标定位及作图使用。
图1.7键盘图1.8鼠标
四、打印机
将计算机处理后的文字、图形等输出到纸张上面。
图1.9针式打印机图1.10喷墨打印机图1.11激光打印机
五、音箱/耳机
它们的主要作用都是输出声音。
图1.122.1音箱图1.13普通小音箱图1.14耳机
六、麦克风
主要作用是向电脑输入声音。
图1.15麦克风
七、摄像头
主要作用视频输入。
图1.16摄像头
任务三：
认识组装与维护工具
【任务目标】
Ø了解计算机硬件维护工具
Ø了解计算机软件维护工具
Ø认识电脑组装与维护和各种工具及作用
【理论基础】
计算机组装与维护的工作，主要有硬件安装与维护和软件安装与维护。
在硬件的安装过程中，各配件主要用镙丝钉来固定，因些镙丝刀是必不可少的，在安装主板的过程中一般还要用到尖嘴钳；硬件的维护主要是清除灰尘、锈垢等异物，所以小排刷、橡皮擦等工具又是必不可少，还有判断故障的辅助工具检测卡也是应该准备的。
软件的安装主要包括计算机系统软件、各种驱动程序、应用软件等的安装，软件的维护主要有对系统的优化、升级、备份、卸载等，在以前，各种工具软件的载体是光盘，因些光盘包是必不可少，现在随着U盘容量的增大，维护就靠一个存储有许多工具软件的启动型U盘就可以完全搞定。
【实训应用】
操作一了解计算机维护工具
一、普通镙丝刀
普通镙丝刀有十字镙丝刀和平口镙丝刀两种，他们的主要作用是松或紧镙丝钉。
图1.17十字镙丝刀图1.18平口镙丝刀
二、尖嘴钳
尖嘴钳在计算机组装与维护中用得最多的是拆卸和安装主板时固定卡子或镙柱。
图1.19尖嘴钳
三、小排刷
主要作用是清扫机内灰尘，特别是内存插槽等板卡槽内难以清扫的机内卫生死角。
在选择小排刷时要选择刷毛比较柔软的，太硬容易划伤电脑的硬件，刷子不能太宽。
图1.20小排刷
四、橡皮擦
主要作用是擦试金手指上的脏物，普通的橡皮擦都可以使用。
五、检测卡
主要用途是通过运行检测卡显示的代码来判断故障原因后来制定维护维修方案。
图1.21橡皮擦图1.22检测卡
六、光盘包
主要作用是收集各种光盘。
目前的电脑维护人员已经不使用了。
图1.23几种常见的光盘包
七、U盘
制作成系统盘，用于安装操作系统，保存各种驱动程序、应用软件等。
图1.24U盘
任务四：
初步认识电脑主机
【任务目标】
Ø了解电脑主机内部各元件的作用
Ø了解电脑主机内部各元件的大至分类
【理论基础】
电脑主机内部主要由电源、主板、内存条、中央处理器（CPU）、各种板卡、硬盘驱动器、光盘驱动器等构成。
一、电源
电源是电脑的动力心脏，如果没有电源稳定的供电保证，再好的电脑也不会。
现在市稳定工作，现在市面上流行的电脑电源都是ATX系列的。
二、主板
主板又被称作为母板，他是电脑主机内部最大的一块电路板，是构成电脑主机的骨架，各种元件都是连接在主板上面的。
主板的好坏直接影响整个的电脑的性能。
1、CPU插槽
CPU插槽是主板上的一个较大的方形区域，用于安装CPU之用。
2、南、北桥芯片
北桥芯片位于主板上面CPU插槽附近，是主板上的主控芯片，也称为主桥。
北桥芯片的主要作用是负责CPU与内存之间的数据交换和传输，因而决定了主板可以支持什么样的CPU和内存。
另外，北桥还要负责控制、管理主板上的各类总线。
南桥芯片位于主板下方，离CPU插槽较远，与PCI插槽较近。
南桥芯片的主要作用是负责低速设备之间的联系，例如USB设备、声卡、网卡、PCI设备、串行设备等等。
3、内存插槽
主要用来接插内存条。
现在的主板上的内存插槽越来越多，以前的主板一般只有两个内存插槽，现在的主板有的甚至多达6个，说明现在的主板扩展性越来越好。
4、AGP插槽
AGP即是加速图形端口，曾是一种被广泛使用的显卡插槽。
5、PCI插槽
PCI是PeripheralComponentInterconnect（外设部件互连标准）的缩写。
主要用途是安装各种PCI板卡，例如声卡、网卡、视频采集卡等板卡。
6、PCI－E插槽
最新的第三代高性能I/0总线总线和接口标准
三、CPU（中央处理器）及CPU风扇
1、CPU
CPU由运算器和控制器组成，人们形像的把它比喻成人的大脑，控制整个电脑的运行。
CPU作为电脑的最核心部分，通常我们用CPU的档次来判断整台电脑的档次，因此CPU就成了电脑档次的代名词。
目前市面上的CPU主要有AMD和Intel两个系列。
他们产各有优缺点，其中AMD系列的CPU的市场占有率较低，早期的质量与性能较差，但现在的质量与性能提升较大。
优点就是性价比高，价格便宜，超频效果较好。
Intel系列的缺点是它的价格过高，一般用于高端机器。
优点是性能较稳定，几乎支持所有的软件和硬件。
2、CPU风扇
电脑在运行的过程中，CPU时刻都在高速运转，从而会产生大量的热量，当CPU的热量达到一定的程度，CPU将无法正常工作，导至电脑无法正常运行，甚至烧毁CPU，选择一款
散热效果好的风扇是为CPU能正常工作用保障。
四、内存条
内存条在电脑系统中相当于人体的“记忆功能”，用于存放计算机的运行程序和处理的数据。
内存不仅是CPU直接寻址的存储器，而且是CPU与外部设备交流的桥梁。
内存包括随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）和高速缓存（Cache），这里所说的内存条主要指随机存储器。
五、硬盘、
硬盘系统电脑的外部存储设备之一，主要用存储数据、程序及数据的交换与暂存。
其主要结构是由盘片、磁头、转轴、、控制电机、磁头控制器、数据转换器、接口等构成。
目前有两种接口的硬盘，一种是IDE接口，这种硬盘使用时需要手工设置小路线来确定主从盘，他以逐步退出市场；另一种是S-ATA接口，这种硬盘采用点对点传输协议，可以热插拔，无需主从盘的设置，数据传输线缆仅4个针脚，这是现在市面上主流硬盘接口形。
现在硬盘的容量空间都比较大，至少都是320GB，主流都使用500GB,甚至有1T、2T，比如服务器、监控等都用到几十个T的了。
六、光盘驱动器
光盘驱动器简称光驱，主要用途是读取光盘中的数据资料。
原理是利用光学方式进行数据的读写。
CD-ROM、DVD-ROM是只读型光驱，CD-R、DVD-R是读写型光驱。
七、显卡
显卡又称为显示适配器，是计算机内主要的板卡之一，作用是CPU把处理好的数字信号，交给显卡来进行后续图像的处理、加工及转换为模拟信号，然后通过显示器显示出来。
显卡一共有两种类型，一种是AGP接口，安具有独占总线的特点，只有输出的图形数据才能通过AGP端口，效率极高；另一种是PCI-E接口，它是新一代的总线接口，支持热插拔。
【实训应用】
操作一初步认识主机内部结构
1、电源
图1.25电脑电源
2、主板
图1.26主板各接品
3、CPU及风扇
图1.27AMDCPU图1.28IntelPentiumCPU
图1.29IntelCoreCPU
图1.30CPU风扇
4、内存条
图1.31SD内存条图1.32DDR内存条
5、硬盘
图1.33S-ATA接口硬盘
图1.34IDE接口硬盘
6、光驱
图1.35内置试光驱图1.36外置式（移动）光驱
图3.37笔记本电脑光驱
7、显卡
图3.38PCI显卡图3.39AGP显卡
项目二：
配置电脑
项目背景描述
巴人文化传媒公司，是一家新组建的公司，现公司筹备组想采购一批电脑，其中一部分电脑要配置给管理层人员，便于它们出差移动办公或给客户展示，一部分电脑固定用于公司办公室，仅作为办公使用，一部份电脑用于设计部门，主要是运行图形图像处理软件，以及工程制图软件等。
公司虽然有电脑操作人员，但都不懂得如何进行电脑采购，现公司请专业人士对电脑采购知识进行培训，让我们一起来学习吧。
任务一：
电脑市场调查
【任务目标】
Ø掌握笔记本电脑的采购注意事项
Ø掌握台试电脑的采购注意事项
Ø掌握平板电脑采购的注意事项
Ø掌握电脑采购每一步骤的注意事项
【理论基础】
当我们在购买电脑的时候，如果你对市场行情不了解的情况下，一定要先做好市场调查，这对你的采购行为是有很大好处的。
现在的电脑主要有台式电脑、笔记本电脑和平板电脑，其中台式电脑又分为组装机和品牌机两种。
一、品牌机和笔记本电脑
1、了解配置无论是品牌机还是笔记本电脑，我们在购买前都必须对他配置有所了解，了解配置主要有这样几个方面。
一是CPU的主频功率多大，使用的是哪个系列；二是内存大小、版本和工作频率；三是硬盘容量，主轴转速和接口类型；四是是否独立显卡、显存大小和最大分辨率；五是光驱的功能、读取速度、容错能力等，六是显示器的大小、像素、最在大分辩率和点间距；七是其们外部设备等
2、品牌对比大家可能经常会听到身边人强调我的电脑是联想，我的电脑是戴尔的等等说法，他们所说的就是电脑的品牌。
很多人都是盲目的选择品牌，听别人说哪个品牌好就买哪个品牌，其实在这种做法是错误，在品牌选择中可以从这样几个方面来进行调查，一是了解不同品牌在大范围的销售量和在本地的销售量；二是了解不同品牌的“三包（包退、包换、包修）”年限；三是了解各品牌在售前、售中、售后有哪些服务；四是了解是否全国联保，尤其是笔记本电脑产品。
3、销售商对比销售商与客户是直接打交道的，所以对销售商的了解是相当重要的。
对销售商的对比主要从以下几个方面进行，一是对销售商诚信度的了解，我们无论购买什么样的商品都喜欢跟诚信的商家打交道，诚信商家的售后等各项服务都是不错的；二是如果是批量采购还要了解商家的软硬实力；三是了解商家的销售情况，销售情况除了品牌销售外，还应该有组装机、各种外部设备、各种耗材等的情况；四是商家在对产品的售前、售中、售后都有哪些服务；五是是否有增值服务。
4、价格对比我们在购买东西的时候都是要进行价格谈判。
进行价格对比的前提是品牌相关，配置相同，服务相同的情况下进行对比，谁都喜欢物美价廉的商品。
二、台试组装电脑
台式电脑中的品牌电脑与组装电脑最大的区别在于品牌电脑是整机销售，出厂时由生产厂商配置并安装好后再销售，这样的电脑使用起来综合性能比较稳定，但相对价格要贵一些，如果没有一定的电脑使用和维护的基础知识选购这类产品相对较好；组装机就是根据配置购买相应的配件进行组装，这类电脑综合性能肯定没有品牌机好，但是价格要便宜很多，有电脑基础，并懂得一定维护技术可购买这类电脑。
台式组装电脑在市场调查中与品牌电脑的调查内容基本相同，不同之处主要有
1、科学合理的配置方案科学合理的配置方案主要是指把各种配件组合起来，让配件性能发挥到最佳，比如说CPU的主频频率低了，内存条的容量配置再大也是徒劳。
2、完美的配件兼容性在这个方面来讲主要有两点：
一是各配件是否能安装在主板上，比如说我们选择的主板是SocketAM2（940针脚），而CPU则选成SocketAM3（938针脚）系列的，就没办法安装了；二是配件与配件之间是否会发生冲突，例如配件中的显卡是128M的显存配置，而你的内存用的4G或8G，可能你的电脑就无法正常运行，当你把内存改小或显卡显存变大后电脑的使用变正常了。
三、平板电脑
平板电脑，是近些年新兴起的事物，其实它在使用和主要构成上传统的微机都是相同的，只是在输入方式中有所不同，传统的电脑都是用键盘、鼠标作为输入工具，而平板电脑则是使用触摸屏输入。
它在选购上需要了解的内容，跟品牌电脑和笔记本电脑大至也是相同的，不同之处主要是多了一项触摸屏的选择，触摸屏主要分成电阻式触摸屏和电容式触摸屏。
电阻式触摸屏的灵敏度不高，反映较慢，价格比较便宜，低价位的产品多是电阻式触摸屏；电容式触摸屏的灵敏度较高，反映较快，操作流畅，但价格较高，不过现在电容触摸屏是主流产品了。
如果是现在购买平板电脑，建议大家还是选择电容触摸屏的较好。
【实训应用】
操作一弄清电脑采购的一般步骤
台式组装电脑、品牌电脑、笔记本电脑、平板电脑它们在选购的过程中，选购方式一般情况下都是一样的，其选购过程如下：
1、明确购买目的在计划购买电脑的时候，要知道自己买电脑的最大用处是干什么，是办公、上网、打游戏、做工程图纸、游戏开发，还是程序开发。
2、找一个你身边的电脑硬件方面的专业人事请他帮你全程掌控整个电脑购买的过程，如果你自已以够专业，这一步骤可以忽略。
3、计划资金找专业人事一起商讨计划用多少资金来购买电脑，（具体方案任务六有详细讲解），只有确定了资金后才能确定配置方案。
4、拟定配置方案这一步骤是购买电脑的关键步骤，一份合理的配置方案，能把电脑的能力发挥到最佳状态，用相同的价格买到最合理的产品。
这一点在组装电脑上最为突出。
5、货比三家与专业人事一起走访电脑市场，比较配置的适用性、价格的合理性、服务的优越性，具体怎样比较，在理论基础知识里面已经讲到。
6、确定购买后，商家出货一定要是原包装的货物。
7、当面验货当场验清电脑各部件，以防不诚信商家以次充好。
如果是组装电脑，要当面验清各种元配件。
8、监督装机如果是组装电脑要全程监督组装过程，防止有的不诚信商家对配件偷梁换柱，软件安装是否完全等。
9、开机体验这一过程也是很关键的，有很多人购买电脑的时候，别人一装好立马就抱回家这是一种不好的习惯，装好后打开电脑把日后最常用的软件打开体验半小到一小时左右，如果没有什么问题，方可进行一下。
10、办理付款付款给商家并要求商家
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