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1、计算机应用基础计算机应用基础计算机应用基础计算机应用基础第二章第二章第二章第二章 计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理2.1 2.1 计算机的组成与分类计算机的组成与分类2.2 CPU2.2 CPU的结构与原理的结构与原理2.3 PC2.3 PC机的组成机的组成2.4 2.4 常用的输入设备常用的输入设备2.5 2.5 常用的输出设备常用的输出设备2.6 2.6 外存储器外存储器计算机应用基础计算机应用基础计算机应用基础计算机应用基础学习目标与要求学习目标与要求学习目标与要求学习目标与要求1.了解计算机的发展与作用，掌握计算机硬件的主要组成部分及其功能、计算机的主要类型及它

2、们的用途。2.了解微处理器的特点、功能、应用及大概的发展情况3.描述CPU的结构与工作原理，理解什么是指令、它在计算机中的执行过程。4.熟悉PC机的物理组成，了解芯片组与其他部件的关系5.理解I/O总线、I/O控制器、I/O接口及I/O设备的功能与相互关系6.掌握常用输入设备的功能，了解其结构与原理7.掌握常用输出设备的功能，了解其结构与原理8.理解磁盘、光盘的类型、结构与原理 2计算机应用基础计算机应用基础计算机应用基础计算机应用基础2.1 2.1 2.1 2.1 计算机的组成与分类计算机的组成与分类计算机的组成与分类计算机的组成与分类主要内容：计算机的发展与作用主要内容：计算机的发展与作用

3、 计算机的逻辑结构计算机的逻辑结构各组成部分的基本功能各组成部分的基本功能计算机分类计算机分类计算机主要性能指标计算机主要性能指标计算机应用基础计算机应用基础计算机应用基础计算机应用基础2.1.1 2.1.1 2.1.1 2.1.1 计算机的发展与作用计算机的发展与作用计算机的发展与作用计算机的发展与作用(1)(1)1946 1946年在美国诞生了世界上第一台数字电子计算机年在美国诞生了世界上第一台数字电子计算机 (2)(2)发展速度发展速度l早期计算机大约每隔早期计算机大约每隔810810年速度提高年速度提高1010倍，成本和体积倍，成本和体积是原来的是原来的1/101/10；l上世纪上世纪

4、8080年代以来，大约每隔年代以来，大约每隔3 3年，计算机性能提高近年，计算机性能提高近4 4倍，成本下降倍，成本下降50%50%1.1.1.1.计算机的发展计算机的发展计算机的发展计算机的发展4计算机应用基础计算机应用基础计算机应用基础计算机应用基础2.2.2.2.计算机的巨大作用计算机的巨大作用计算机的巨大作用计算机的巨大作用（1 1）速度快、通用性）速度快、通用性强强 （2 2）具有多种多）具有多种多样的信息的信息处理能力理能力（3 3）信息存）信息存储容量大、存取速度高容量大、存取速度高 （4 4）具有互连、互通、互操作的特性）具有互连、互通、互操作的特性 2.1.1 2.1.1 2

5、.1.1 2.1.1 计算机的发展与作用计算机的发展与作用计算机的发展与作用计算机的发展与作用5计算机应用基础计算机应用基础计算机应用基础计算机应用基础2.1.2 2.1.2 2.1.2 2.1.2 计算机的组成计算机的组成计算机的组成计算机的组成计算机应用基础计算机应用基础计算机应用基础计算机应用基础计算机系统计算机系统计算机系统计算机系统由由硬件硬件和和软件软件两部分组成两部分组成硬件硬件：计算机系统中所有实际物理装置的总称软件软件：在计算机中运行的各种程序和相关的数据及文档程序程序程序程序：用来向计算机指出应如何一步步地进行规定操作数据数据数据数据：程序处理的对象文档文档文档文档：提供给

6、用于使用的操作说明、技术资料等计算机系统的组成计算机系统的组成计算机系统的组成计算机系统的组成 硬件是软件的工作基础，软件是硬件功能的扩充和完善。两者相互依存，相互促进。软件与硬件的结合，构成完整的计算机系统。7计算机应用基础计算机应用基础计算机应用基础计算机应用基础计算机的逻辑结构计算机的逻辑结构计算机的逻辑结构计算机的逻辑结构中央处理器外存储器内存储器输出设备系统总线输入设备适配器I/O端口I/O端口外存储器接口适配器适配器从从逻辑功能上看，计算机硬件主要由中央处理器（逻辑功能上看，计算机硬件主要由中央处理器（CPUCPU）、）、内存储器内存储器外存储器、输入设备、输出设备五大功能部件组成

7、。外存储器、输入设备、输出设备五大功能部件组成。8计算机应用基础计算机应用基础计算机应用基础计算机应用基础计算机硬件的组成计算机硬件的组成计算机硬件的组成计算机硬件的组成中央处理器外存储器内存储器输出设备系统总线输入设备适配器I/O端口适配器适配器主机主机主机主机外设外设外设外设9计算机应用基础计算机应用基础计算机应用基础计算机应用基础计算机硬件的组成计算机硬件的组成计算机硬件的组成计算机硬件的组成中央处理器外存储器内存储器输出设备系统总线输入设备适配器I/O端口适配器适配器 包含运算器和控制器。承担系统软件和应用软件运行任务的处理，是任何一台计算机必不可少的核心组成部件。存取速度快、容量相对

8、小，价格相对高、CPU可直接访问、易失性 存取速度慢、容量相对大，价格相对低、不直接与CPU相连接、非易失性 把输入到计算机中的信息转换成用二进制中的“0”和“1”两个符号来表示的设备。把计算机存储器中用“0”和“1”表示的信息转换成人可直接识别的信息形式的设备 用来连接CPU、内存、外存和各种输入输出设施并协调它们工作的一个控制部件10计算机应用基础计算机应用基础计算机应用基础计算机应用基础2.1.3 2.1.3 2.1.3 2.1.3 计算机的分类计算机的分类计算机的分类计算机的分类计算机应用基础计算机应用基础计算机应用基础计算机应用基础2.1.3 2.1.3 2.1.3 2.1.3 计算

9、机的分类计算机的分类计算机的分类计算机的分类1.1.1.1.按内部逻辑结构分为按内部逻辑结构分为按内部逻辑结构分为按内部逻辑结构分为单处理机、多处理机(并行机)2.2.2.2.按字长分为按字长分为按字长分为按字长分为16位机、32位机或64位计算机等3.3.3.3.按计算机的性能、用途和价格分为按计算机的性能、用途和价格分为按计算机的性能、用途和价格分为按计算机的性能、用途和价格分为巨型计算机巨型计算机（Supercomputer）大型计算机大型计算机（Mainframe）小型计算机小型计算机（Minicomputer）个人计算机个人计算机（Personal Computer）12计算机应用基

10、础计算机应用基础计算机应用基础计算机应用基础(1)(1)(1)(1)巨型计算机巨型计算机巨型计算机巨型计算机（SupercomputerSupercomputerSupercomputerSupercomputer）采用大规模并行处理的体系结构，采用大规模并行处理的体系结构，CPUCPU由数以百计、千计、万计的处理器组成，由数以百计、千计、万计的处理器组成，有极强的运算处理能力，有极强的运算处理能力，速度达到每秒万亿次以上速度达到每秒万亿次以上，多用在军事、科研、气象、多用在军事、科研、气象、石油勘探等领域。石油勘探等领域。我国的我国的联想联想联想联想 深腾深腾深腾深腾680068006800

11、6800NEC SX-6/64MBNEC SX-6/64MB巨型计算机外形巨型计算机外形2.1.3 2.1.3 2.1.3 2.1.3 计算机的分类计算机的分类计算机的分类计算机的分类13计算机应用基础计算机应用基础计算机应用基础计算机应用基础(2)(2)(2)(2)大型计算机大型计算机大型计算机大型计算机（MainframeMainframeMainframeMainframe）运运算算速速度度快快、存存储储容容量量大大、通通信信联联网网功功能能完完善善、可可靠靠性高、安全性好、有丰富的系统软件和应用软件的计算机性高、安全性好、有丰富的系统软件和应用软件的计算机 CPUCPU通常有通常有4

12、4、8 8、1616、3232个甚至更多处理器个甚至更多处理器;为企业或政府的数据提供集中的存储、管理和处理，作为企业或政府的数据提供集中的存储、管理和处理，作 为主服务器（企业级服务器）为主服务器（企业级服务器）2.1.3 2.1.3 2.1.3 2.1.3 计算机的分类计算机的分类计算机的分类计算机的分类14计算机应用基础计算机应用基础计算机应用基础计算机应用基础3.3.3.3.小型计算机（小型计算机（小型计算机（小型计算机（MinicomputerMinicomputerMinicomputerMinicomputer）供部门使用的计算机，以IBM公司的AS/400为代表。近年来，小型机

13、逐步为高性能的服务器所取代。功能功能功能功能：为多个用户执行任务，但它没有大型机的高性能，支持的用户较少。小型机的典型应用是帮助中小企业 完成信息处理任务，如库存管理、销售管理、文档管理等。小型机2.1.3 2.1.3 2.1.3 2.1.3 计算机的分类计算机的分类计算机的分类计算机的分类15计算机应用基础计算机应用基础计算机应用基础计算机应用基础4.4.个个人人计计算算机机（Personal Computer，也称个人电脑、微机）特点特点：以微处理器为中心的一个独立完整的计算机系统。价格便宜，使用方便，软件丰富，适合办公或家庭使用。通常只用来处理一个用户的任务，可独立使用，也可与其他计算机

14、互连。2.1.3 2.1.3 2.1.3 2.1.3 计算机的分类计算机的分类计算机的分类计算机的分类16计算机应用基础计算机应用基础计算机应用基础计算机应用基础2.1.3 2.1.3 2.1.3 2.1.3 计算机的分类计算机的分类计算机的分类计算机的分类台式机笔记本电脑掌上计算机个人计算机类别个人计算机类别个人计算机类别个人计算机类别台式机台式机台式机台式机：一般在办公室或家庭中使用。便携机便携机便携机便携机：用于移动计算。笔记本（膝上机）：体积小、重量轻，便于外出携带，性能与台式机相当。手持式计算机（掌上机）：包括商务通、快译通之类产品，它们与PC机不一定兼容，缺乏通用性。17计算机应用

15、基础计算机应用基础计算机应用基础计算机应用基础2.2 CPU2.2 CPU2.2 CPU2.2 CPU的结构与原理的结构与原理的结构与原理的结构与原理2.2.1 CPU2.2.1 CPU的结构的结构2.2.2 2.2.2 指令和指令系统的基本概念指令和指令系统的基本概念2.2.3 2.2.3 指令执行过程指令执行过程2.2.4 CPU2.2.4 CPU的性能的性能计算机应用基础计算机应用基础计算机应用基础计算机应用基础2.2.1 2.2.1 2.2.1 2.2.1 CPUCPUCPUCPU的结构的结构的结构的结构计算机应用基础计算机应用基础计算机应用基础计算机应用基础(1)(1)(1)(1)冯

16、冯冯冯.诺依曼结构的基本原理：诺依曼结构的基本原理：诺依曼结构的基本原理：诺依曼结构的基本原理：存储程序控制存储程序控制(2)(2)(2)(2)主要内容：主要内容：主要内容：主要内容：指令与数据都用二进制二进制编码形式存储、运行和运算程序和数据预先存放存放在存储器内计算机工作时，CPU从内存中一条一条地取出指令和和相应的数据，按指令的规定，对数据进行运算处理，直到程序执行完毕为止。1.1.1.1.冯冯冯冯诺依曼计算机的基本原理诺依曼计算机的基本原理诺依曼计算机的基本原理诺依曼计算机的基本原理20计算机应用基础计算机应用基础计算机应用基础计算机应用基础2.2.2.2.中央处理器中央处理器中央处理器中央处理器CPUCPUCPUCPU：Central Processing UnitCentral Processing Unit(1)CPU(1)CPU(1)CPU(1)CPU主要任务：取指令、执行指令主要任务：取指令、执行指令按照指令的要求完成对数据的运算和处理按照指令的要求完成对数据的运算和处理21计算机应用基础计算机应用基础计算机应用基础计算机应用基础(2)CPU(2)CPU(2)CPU(