了解计算机系统组成.docx
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了解计算机系统组成
任务三了解计算机系统组成
这节课我们完成第三个任务——了解计算机系统。
一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两部分共同构成，缺一不可。
计算机硬件系统：
主要指构成计算机的电子、机械器件。
硬件系统主要由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成。
仅有硬件系统的计算机称为“裸机”。
计算机软件系统：
主要指计算机实现各种各样功能的程序。
软件系统分为两大类：
系统软件和应用软件。
本任务中，我们首先了解计算机硬件系统，然后依次了解PC基本硬件、PC辅助设备，以PC软件系统。
此外，还将通过观看组装计算机的视频，来进一步认识计算机的软硬件。
一、计算机硬件系统
所谓硬件系统就是泛指实际的物理设备。
计算机硬件主要由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分构成，又称为五大部件。
1、运算器：
又称算术逻辑部件（ALU），是计算机中执行各种算术和逻辑运算操作的部件。
运算器的基本操作包括加、减、乘、除四则运算，与、或、非、异或等逻辑操作，以及移位、比较和传送等操作。
2、控制器：
控制器是计算机的神经中枢，对指令进行译码产生相应的控制信号并控制各个部件自动协调工作。
在控制器的控制下，计算机能够自动按照程序设定的步骤进行一系列操作，以完成特定任务。
它是发布命令的“决策机构”，完成协调和指挥整个计算机系统的操作。
3、存储器：
是用来保存程序和数据的物理部件。
存储器能在计算机运行过程中高速、自动地完成程序或数据的存取。
存储器分为内存储器（主存储器）、外存储器（辅助存储器）和高速缓存三种。
1、内部存储器简称为内存，又称为主存。
是用来存储计算机运行时供CPU直接存取的程序和数据。
内存包括随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
随机存储器（RAM）中存储当前使用的程序、数据、中间结果和外存交换的数据。
特点是信息可以随时读出或写入，一但断电，信息会丢失。
随机存储器（RAM）又分为静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）。
其中，SRAM常用做高速缓冲存储器（Cache）。
只读存储器（ROM）中的信息是计算机在制造时用专门设备一次写入的，断电后信息不会丢失。
只读存储器（ROM）又分为可编程的只读存储器（PROM）；可擦除、可编程只读存储器（EPROM）；掩模型只读存储器（MROM）。
ROM和RAM的区别是断电后ROM的内容不丢失。
2、外部存储器简称为外存。
外存主要用来存储需要长久保存的程序和数据。
外存主要有磁盘（软盘、硬盘）、磁带、光盘和U盘等。
CPU可以直接对内存进行存取操作，而外存的数据都必须先调入内存才能进行操作，因此内存是计算机信息交换的中心。
内存存取速度快，存储容量小，断电信息就丢失；外存存取速度慢，存储容量大，可永久保存数据。
3、高速缓存（Cache）又名“快存”，是一种规模很小但速度很高的存储器，逻辑上它位于中央处理器和内存之间。
Cache的工作原理是基于统计概率规律，将那些被系统频繁使用的数据存入Cache,需要时直接读出，缩短了CPU的等待时间，因此，Cache的大小和性能对整个系统速度的影响是十分明显的。
提问：
比较CPU访问内存、外存和高速缓存的速度快慢?
高速缓存>内存>外存
其中外存速度越快容量越大，如硬盘>U盘>光盘>软盘。
4、输入设备
输入设备的主要作用是将外部世界各种各样的信息形式转换为计算机所能处理的数字形式。
常见的输入设备有鼠标、键盘、扫描仪、条形码阅读器、光学字符阅读器、触摸屏、手写笔、声音输入设备（麦克风）、图象输入设备（摄像头）等。
5、输出设备
输出设备的主要作用是将计算机中的数字形式转换为人能够理解的信息形式。
常见的输出设备有显示器、打印机、投影仪、音箱、绘图仪等。
总结：
原始程序和数据通过输入设备输入计算机，计算机运行时，运算器的操作和操作种类由控制器决定。
；运算器处理的数据来自存储器；处理后的数据送回存储器，或暂时寄存在运算器中。
最后，处理结果通过输出设备输出。
二、计算机基本硬件
计算机的常用设备主要包括主机、显示器、键盘、鼠标、打印机、扫描仪和其他辅助设备等。
本节主要了解其组成及功用。
1、主机：
主机是计算机的重要组成部分，是计算机硬件的核心。
主机一般由机箱、电源、主板、CPU、内存、硬盘、声卡、显卡、网卡、光驱、软驱和有关功能卡组成。
⑴、机箱：
机箱作为电脑配件中的一部分，它的主要作用是放置和固定各电脑配件，起到一个承托和保护作用。
此外，电脑机箱还具有屏蔽电磁辐射的重要作用。
机箱一般包括外壳、支架、面板上的各种开关、指示灯等。
外壳由钢板和塑料结合制成。
⑵、主板：
主板（MainBoard）又称为系统主板（Systemboard）或母板（Motherboard）。
主板是连接CPU、内存及各种适配器（如显卡、声卡、网卡等）和外围设备的中心枢纽。
主板上通常有CPU和内存插槽、总线及总线扩展槽（如显卡插槽和PCI扩展槽）、各种接口（硬盘和光驱的IDE、SCSI和SATA接口、串行口、并行口、USB接口；键盘、鼠标的PS/2接口；ATX电源接口）、BIOS芯片、CMOS芯片、DIP开关等。
有些主板还把一些外围设备集成在它的上面，如显示卡、声卡、网卡等。
总线，英文名称为BUS，是计算机硬件系统用来连接CPU、存储器和输入/输出设备（I/O设备）等各种部件的公共信息通道，具有汇集与分配数据信号、选择发送信号的部件与接收信号的部件、总线控制权的建立与转移等功能。
总线通常由数据总线（databus，DB）、地址总线（addressbus，AB）和控制总线（controlbus，CB）三部分组成。
输入输出（I/O）接口：
输入输出接口主要用来连接计算机的各种外设，包括PS/2接口（用来连接鼠标和键盘）和USB接口等。
其中，USB接口是电脑中最常用的接口。
可以用来连接键盘、鼠标、打印机、扫描仪、摄像机、数码相机、优盘等设备，具有传输数据的速度快，可在开机状态下插拔（即热插拔）设备等优点。
USB接口分1.1和2.0两种，传输速度不同：
12MB每秒、480MB每秒。
，
主板是计算机的核心部件，是计算机中其他组件的载体，它在很大程度上决定着计算机系统性能，稳定性和可扩展程度。
⑶、CPU：
CPU的中文名称是“中央处理器”，又叫“微处理器”。
是计算机的核心部件，由运算器和控制器组成，具有运算能力和控制功能，它的任务是执行程序。
CPU从内存储器中取出指令，解释并执行指令。
CPU是计算机硬件系统的核心，负责整个系统的协调、控制及运算，它决定了计算机的性能和速度。
反映CPU性能的的主要指标是字长和时钟主频。
字长表示CPU每次处理数据的能力。
字长越长，一次可处理的数据二进制位越多，计算机精度越高。
主频表示每秒运算的速度，以MHz（兆赫兹）或GHz（吉赫兹）为单位，主频越高，一个时钟周期里完成的指令数也越多，CPU的运算速度也就越快。
4、内存：
内存（Memory）是内部存储器的简称，又称为主存。
其作用是暂时存放CPU中的运算数据，负责诸如硬盘、主板、显卡等硬件上的数据与处理器之间的数据交换处理。
只要计算机在运行中，CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运算，当运算完成后CPU再将结果传送出来。
内存是计算机中重要的部件之一，它是与CPU进行沟通的桥梁，内存的运行也决定了计算机的稳定运行。
因此内存的性能对计算机的影响非常大。
内存的容量越大，频率越高，CPU在同一时间处理的信息量就越多，计算机的性能就越好。
5、硬盘:
硬盘是计算机的“外存”，是计算机的主要存储媒介
之一，计算机的大多数文件都存储在硬盘中。
反映硬盘性能的主要指标是容量、转速、传输速率、平均访问时间和缓存。
作为计算机系统的数据存储器，容量是硬盘最主要的参数，,硬盘容量越大,则可以存的文件越多。
硬盘的容量以兆字节（MB）、千兆字节（GB）或百万兆字节（TB）为单位，而常见的换算式为：
1TB=1024GB,1GB=1024MB而1MB=1024KB。
转速是硬盘盘片在一分钟内所能完成的最大转数，一般以每分钟多少转来表示，硬盘的转速越快，硬盘寻找文件的速度也就越快，内部传输率就越快，访问时间就越短，硬盘的整体性能也就越好。
平均访问时间是指磁头从起始位置到到达目标磁道位置，并且从目标磁道上找到要读写的数据扇区所需的时间。
平均访问时间体现了硬盘的读写速度，它包括了硬盘的寻道时间和等待时间，即：
平均访问时间=平均寻道时间+平均等待时间。
传输速率，也就是硬盘的数据传输率是指硬盘读写数据的速度。
缓存是硬盘内部存储和外界接口之间的缓冲器。
由于硬盘的内部数据传输速度和外界介面传输速度不同，缓存在其中起到一个缓冲的作用。
缓存的大小与速度是直接关系到硬盘的传输速度的重要因素，能够大幅度地提高硬盘整体性能。
特别说明：
内存属于临时性存储器；外存属于永久性存储器；外存的容量大，但是比内存的读取速度慢。
6显卡：
显卡（Videocard，Graphicscard）全称显示接口。
又称显示适配器。
显卡是计算机进行数字/模拟信号转换的设备，承担输出显示图形的任务。
显卡接在计算机主板上，它将数字信号转换成模拟信号让显示器显示出来，同时显卡还有图像处理能力，可协助CPU工作，提高整体的运行速度。
显卡分为核芯显卡、集成显卡、独立显卡，核芯显卡是图形处理器内置在CPU里面，集成显卡是显示芯片、显存及其相关电路都集成在主板上，独立显卡是单独的硬件插在主板的显卡插槽上。
7、声卡：
声卡 （SoundCard）也叫音频卡。
声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。
8、光驱：
光驱是光盘驱动器的简称，是计算机用来读写光盘
内容的设备。
光驱通过主板的IDE或SATA接口与主板连接。
根据功能及所使用的存储介质的不同，光驱可分为CD-ROM（能读CD光盘）、CD-RW（能刻录和读CD光盘）、DVD-ROM（能读CD\DVD光盘）等类型。
我们也将能刻录光盘的光驱称为刻录机。
9、电源：
计算机电源负责将普通市电转换为计算机可以使用
的电压，为计算机各配件提供电力。
电源一般安装在计算机机箱内部。
计算机的核心部件工作电压非常低，并且由于计算机工作频率非常高，因此对电源的要求比较高，电源质量的好坏将影响计算机运行的稳定性。
2、显示器：
显示器又称为“监视器”，是计算机中标准的输出
设备。
显示器目前主要分为阴极射线管显示器（CRT）和液晶显示器（LED）两种。
CRT显示器的体积大、重量大，功耗值高，而LED显示器体积小、机身薄、重量轻、耗能少，所以现在一般都使用LED显示器。
显示器主要技术指标有以下几方面：
屏幕可视区域：
指屏幕对角线的长度。
当然，屏幕可视区域越大越好；比如我们常说的17英寸显示器、21英寸显示器就是指屏幕可视区域长度。
像素：
屏幕上独立显示的点叫像素。
分辨率：
是衡量显示器的一个常用指标。
指的是屏幕上像素的数目，通常以“横向点数×纵向点数”表示。
目前常用的有640*480、800*600、1024*768、1280*1024等。
分辨率越大，图像越清晰；
点距：
点距是指屏幕两个像素间的距离。
点距越小，显示图形越清晰细腻，分辨率和图像质量也就越高。
屏幕越大，点距对视觉效果影响也越大；
刷新频率：
即屏幕刷新的速度。
刷新频率越低，图像闪烁和抖动得就越厉害，眼睛疲劳得就越快。
采用70Hz以上的刷新频率才能基本消除闪烁。
3、键盘和鼠标：
键盘和鼠标主要用于向计算机发出指令和输入信息，是计算机最主要的输入设备。
键盘：
是最常用也是最主要的输入设备.键盘可以将英文字母、汉字、数字、标点符号等输入计算机中，从而向计算机输入数据、文本、程序和命令；按照各类按键的功能和排列位置，可将键盘分成四个区：
主键盘（打字键）区、功能键区、编辑键区和数字小键盘区。
鼠标：
是计算机显示系统纵横坐标定位的指示器，因形似老鼠而得名。
其标准称呼应该是“鼠标器”，英文名“Mouse”，鼠标可以在图形界面操作方式下，代替键盘那繁琐的指令给人们的操作带来极大的方便。
鼠标分为机械式、光电式、光机械鼠标。
4、打印机：
打印机用于将计算机运行结果或中间结果打印在纸上。
利用打印机不仅可以打印文字，也可以打印图形、图像。
打印机按工作方式分为：
针式打印机——在指令的控制下，打印针不断敲打在循环的色带上，将色带的墨打印在纸上；
喷墨打印机——利用电阻加热喷墨打印机的喷头，使其中的墨水气化，将墨水喷在打印纸上；
激光打印机——将计算机输出的信息由激光扫描系统进行扫描，将需要输出的文字、图形和图像在硒鼓上形成静电潜像，最后由电子照相系统使激光束成像并转印到纸上。
5、扫描仪：
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。
扫描仪可以把图片、照片、胶片、各类图纸图形以及各类文稿输入到计算机中，从而实现对这些图像进行信息的处理、管理、使用、存储和输出等操作。
6、计算机辅助设备
此外，为了扩充计算机的功能，用户还可以为计算机配置刻录机、绘图仪、投影仪、音箱、摄像头、麦克风、移动硬盘和优盘（手写板、触摸屏）等辅助设备。
总结：
输入输出设备和外存合称为外设；
计算机的主要性能指标：
字长、速度、存储容量、可靠性、可维护性、性能价格比。
四、计算机软件系统
软件是提高计算机使用效率、扩大计算机功能的程序和文档的总称。
所谓程序，就是为解决某一具体问题而用一种特殊语言来编写的计算机指令的有序集合。
文档是描述程序操作及使用的有关资料。
通常软件分为两大类：
系统软件和应用软件
1、系统软件
系统软件是管理和控制计算机软、硬件资源的软件，它的功能是使计算机能够正常工作或具备解决某些问题的能力。
系统软件包括操作系统、数据库管理系统、工具软件和各种程序设计语言。
1操作系统：
简称OS，是管理和控制计算机硬件与软件资源，并为用户提供交互操作界面的的计算机程序。
操作系统是计算机系统的关键组成部分，负责管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本任务，从而保证计算机各部分协调、有效工作。
操作系统也是最靠近硬件的软件，是用户和计算机的接口，同时也是计算机硬件和其他软件的接口。
操作系统软件如Windows系列、Linux、DOS、Unix、OS2等。
2程序设计语言：
程序设计语言是用来编制各种程序所使用的计算机语言。
它包括机器语言（机器语言是用二进制编写的，是计算机唯一能够直接识别和执行的语言）；
汇编语言（助记符形式，需经过汇编程序翻译成机器语言后，计算机才可执行。
）；
高级语言（采用接近自然语言和数学公式的表示方法编写的程序称为源程序。
高级语言编写的程序易读易记、通用性强或可移植性高。
如C语言、Basic、Pascal、Java、Html、XML等）。
3数据库管理系统：
是对计算机中所存放的大量数据进行组织、管理、查询并提供一定处理功能的大型系统软件。
如Oracle、MicrosoftSQLServer、MicrosoftAccess、VisualFoxPro等。
4工具软件：
是指为了帮助用户使用与维护计算机，提供服务性手段，支持其他软件开发，而编制的一类程序。
2、应用软件
应用软件是为解决各种实际问题而编制的软件的总称。
它涉及到计算机应用的所有领域，所以应用软件也是多种多样的。
如
☐字处理软件Microsoftword、WPS
☐信息管理系统（MIS）软件
☐图形图像处理软件如Photoshop；
☐三维动画软件如3dsmax、Maya等；
☐视频处理软件Premiere等；
☐通信工具：
QQ、MSN
总结：
我们通过“相关知识”了解到计算机系统的组成及其主要部件的作用，下面我们来观看视频——组装计算机，来直观地认识计算机硬件，并且了解如何自己动手组装计算机。
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