计算机应用基础-李雪 第三章计算机基础知识
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第三章计算机基础知识 3.1计算机系统的基本组成 3.22计算机常用硬件设备 3.计算机常用软件配置 3.信息编码和数据表示 3.1计算机系统的基本组成 一个系统是一个整体，计算机系统是一个可以工作的整体，硬件和软件组成。3.1计算机系统的基本组成 3.1.1冯·诺依曼的基本思想 3.1.2计算机系统的组成 3.1.1冯·诺依曼的基本思想 冯·1946年，诺依曼提出了存储程序，实现自动控制的设计思路 想，其思想有三大要点：n 程序存储控制：也称为存储程序 在计算机中存储成程序，然后启动计算机自动执行。n 二进制：在计算机内部，程序和数据等所有信息都使用二进制代码 表示。n 计算机的基本结构：为实现程序存储控制 包括五个基本功能部分：输入设备、运算器、控制器、存储器和输出设备 虽然计算机的设计和制造技术发展迅速，但未脱离 离冯·诺依曼提出的基本思想，这个计算机的设计原理，一直沿用到现在 在。 3.1.2计算机系统的组成 计算机系统由硬件系统和软件系统组成。 3.1.2计算机系统的组成 计算机系统由硬件系统和软件系统组成。n 硬件是指构成计算机的所有物理部件，包括各种部件和电路板 卡片、机械装置和各种连接器，都是看得见、摸得着的硬设备， 所以叫硬件。计算机硬件包括输入设备、存储器、计算机、控制器 基本功能部件，如制器和输出设备。n 软件是指管理和控制计算机执行各种操作的所有程序、数据、文本 档案资料总称。软件是计算机工作的灵魂。n 硬件和软件相互依存、相互支持，是构成计算机的缺一不可的两 大部分。 3.22计算机常用硬件设备 计算机硬件系统包括构成计算机的各种部件和外部设备。一个完整的计算机系统由五个部分组成：计算机、控制器、存储器、输入设备和输出设备。3.22计算机常用硬件设备 3.2.计算机运算器 3.2.计算机控制器3.2.计算机存储器3.2.计算机输入设备 3.2.计算机输出设备35.2.6微型计算机的结构特点3.2.7计算机系统的主要技术指标 3.2.计算机运算器 运算器的主要功能是算术或逻辑操作二进制数码的部件，所以也叫算术逻辑单元。主要执行算术操作和逻辑操作，算术操作为加、减、乘、除等；逻辑操作具有逻辑判断能力AND、OR、NOT等。主要执行算术操作和逻辑操作，算术操作为加、减、乘、除等；逻辑操作具有逻辑判断能力AND、OR、NOT等等。计算机中的大部分操作任务都是由计算器完成的。 1.加法器内部结构的组成(Adder)：由于计算机，加法器是计算机的核心 内部的各种操作可以归因于两个基本操作：相加和移位 加法是运算器的基本操作。2.寄存器(Register)：临时存储参与运算的操作数 以及每次运算的中间结果，运算器中有几个寄存 器。3.控制线：除加法器和寄存器外，运算器内还有一个 一些控制线。 3.2.计算机控制器 控制器是计算机的神经中枢，指挥整机各部件的自动协调。在控制器的控制下，计算机可以自动按照程序设置的步骤进行一系列操作，以完成特定的任务。 控制器的主要部件如下：1.指令寄存器：存储由存储器获得的指令。2.译码器：将指令中的操作码翻译成控制信号。3.时序节拍发生器:产生时序脉冲节拍信号，使计算机有节奏、有序 工作。4.操作控制部件：组合控制信号，控制各部件完成相应操作。5.指令计数器：计算并指出下一条指令的地址。 运算器和控制器通常集成在集成电路芯片上，称为中央处理器(CPU：Central Processing Unit) 3.2.计算机存储器(1)n 存储器是计算机的记忆装置，用于保存数据和程序等信息。 计算机的程序和数据以二进制代码的形式存储在存储中 存储器的操作(即访问存储器)包括写入 和读两个方面。存储器分为内存储器和外存储器两类。n 用于存储容量B、KB、MB、GB、TB等单位说，它 关系是：1KB=1024B；1MB=1024KB；1GB=1024MB； 1TB=1024GB。 3.2.计算机存储器(2)1。 为了最大限度地提高微机的效率，内存作为个人电脑 其地位越来越重要，是硬件的必要组成部分之一。内存的 容量和性能已成为决定微机整体性能的决定性因素。 内存分为只读存储器(ROM)随机存储器(RAM)。 只读存储器(ROM)其特点是只能从中读取信息，而不能从中读取信息 用一般方法写信息，关机后，存储在里面的信息不会 丢失；随机存储器(RAM)它可以写入或阅读 断电后会丢失信息。 3.2.3计算机的存储器(3)2．外存储器 外部存储器用于存储暂时不使用的程序和数据，外部存储器有磁存 存储器、光存储器和U盘存储器。其存储容量大，访问时间相 内存要慢得多。(1)磁存储器 磁存储器通过磁存储介质表面的磁性材料存储数据 主要有：n 软磁盘：最常用的磁存储器。它是圆的，灵活的，覆盖的 将磁粉聚酯塑料片放入保护套中。现在用在微型机上 软盘一般是9cm(3.5英寸)，其盘子包装在硬塑料保护壳中。软 盘容量为1.44MB。n 硬磁盘：是在铝合金圆盘上涂磁性材料，现在硬磁盘的尺寸主要 为9cm(3.5英寸)。它的特点是将磁头、盘子和驱动器密封在一起。 目前硬盘容量为GB为单位。 3.2.计算机存储器(4)(2)光存储器 光盘通常被称为光盘，它以光学的方式读写数据。n CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory)只读光盘，使用时 只能读取信息，不能修改和写入新信息。容量为650MB。在微型 光盘驱动器可以在机器上读取CD-ROM光盘信息。n DVD(Digital Video Disc)光盘是新一代CD产品，现在已广 它的盘子尺寸相同CD和光盘一样DVD光盘驱动器兼容CD 光盘，容量4.7GB、7.5GB和17GB等多种。n U移动硬盘(优盘、闪盘)可以直接插入USB接口上进行 新一代读写外存储器。由于容量大，体积小，信息保存可靠 易携带等优点已广泛应用。 3.2.计算机输入设备 输入设备的主要功能是将原始数据和程序输入到计中 在计算机中，并转换为计算机可接受的电信号。常用的输入 包括键盘、鼠标、扫描仪等。1.键盘:现在大部分是104键，有用Windows中快速调出系统 菜单的键。2.鼠标：分为机械鼠标、光学鼠标和光学机械鼠标。3.扫描仪:扫描仪是计算机的输入设备，可用于纸张和 将照片和胶片上的文字和图形输入计算机进一步处理。 3.2.计算机输出设备 输出设备的主要功能是直观地在屏幕或纸张上显示计算机的操作处理结果或工作过程。最常用的输出设备是显示器和打印机。 1.显示器:是计算机必备的基本输出设备。阴极射线显示器常用CRT液晶显示器LCD。投影仪用于大尺寸显示，显示器分为彩色显示和单显示。 2.打印机:是一种重要的输出设备，分为针式打印机、喷墨打印机和激光打印机三类，每类有单色(黑色)和彩色。如果需要在纸上输出计算机处理的文本、图形和数据，则必须选择打印机。 3.2.6微型计算机的结构特征(1) 微型计算机又称个人计算机，简称微机或PC机。微机的组成也由计算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成，但随着集成电路芯片集成度的提高，计算器和控制器可以集成在芯片中。微机的其它部件也是大型集成电路芯片，因此其内部连接方式也发生了相应的变化。其连接方式是以三条线路为中心的：数据线、地址线、控制线。也称为总线连接方式。 3.2.6微型计算机的结构特性(2)1。 微机主板是系统主板(简称母板)。 它是微处理器中最大的集成电路板 模块、内存模块、基本模块(I/O)接口、中断控制器、DMA控 由制器和系统总线组成。系统主板上有CPU插槽；PCI及 AGP扩展槽插入不同的外围设备I/O总线相连。微 机最基本的外设显示器一般都是使用接口卡(PCI或AGP 显卡)插入系统主板的扩展槽，并通过显卡的接口电 与显示器信号电缆连接，使显示器连接到主机。 3.2.6微型计算机的结构特征(3)2.微型计算机硬件基本结构的两个特征(1)将计算器和控制器集成在一起IC芯片中的这种芯片是现代计算 机器中的微处理器(Micro Processing Unit，简称MPU)，也称为中 央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)。(2)采用总线结构。总线(Bus)在两个以上的设备之间传输信息 传输线。微型机通过各种总线将所有硬件设备连接体 体。微机总线有两种:内部总线(同一部件内部的连接总线)和 系统总线(各部件之间的连接总线)。系统总线按功能分为3 种类:地址总线(传输地址信息）AB)、数据总线(传输数据信 息，简称DB)控制总线(传输控制信息，简称CB)。3.2.7计算机系统的主要技术指标(1) 计算机性能由系统结构、所用设备、配置外设、软件资源等因素决定。决定计算机性能的因素包括CPU主要性能指标包括： 3.2.7计算机系统的主要技术指标(2)1.字长 字长是指计算机数据总线的宽度CPU一次可直接处理的二进制 数据的位数，即计算机的位数CPU内部运算器和寄存器的位数。字长越长，表示 计算机操作能力越强，操作精度越高，速度越快。2．主频 主频是同步时钟脉冲发生器产生的时钟信号频率CPU运算的 它用于协调计算机操作的节拍，也决定了计算机处理信 主频越高，速度越快。3．存储容量 存储容量是指计算机系统配备的内存总字节(Byte)数。字节是内存访问 问的基本单元，8个二进位为字节。它决定了计算机能否运行更大的程序， 并直接影响运行速度，内存越大，软件可以同时运行越大，信息越多 处理能力越强，操作速度越快。 3.2.计算机系统的主要技术指标(3)4.计算速度 操作速度可以用每秒执行指令的条数来表示，单位是条/秒， 也常用MIPS(Million of Instruction Per Second)表示，即每 秒执行百万条指令。5． 关键词： 计算机应用基础-李雪第三章计算机基础知识
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