計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)-課件.doc

第1章 電腦基礎(chǔ)知識(shí) 第 1 章電腦基礎(chǔ)知識(shí)隨著社會(huì)的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，信息時(shí)代的標(biāo)志計(jì)算機(jī)(俗稱電腦)在人們的日常生活中扮演著越來越重要的角色。本章介紹電腦的基礎(chǔ)知識(shí)，通過本章的學(xué)習(xí)，應(yīng)該完成以下學(xué)習(xí)目標(biāo)： 掌握電腦的構(gòu)成 掌握電腦的硬件系統(tǒng)組成 掌握電腦的軟件系統(tǒng)組成 熟悉電腦的主要部件 了解電腦的主要外設(shè)1.1 初 識(shí) 電 腦電腦是一種能夠?qū)κ占母鞣N數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析并自動(dòng)加工和處理的電子設(shè)備，由于具有邏輯判斷等功能，是以近似人類大腦的“思維”方式進(jìn)行工作，所以俗稱“電腦”。日常生活中人們所接觸的電腦只是計(jì)算機(jī)中的一種，即平時(shí)所說的PC。從外觀上看，電腦一般都由主機(jī)、顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)、音箱5大部分構(gòu)成，如圖1-1所示。有的可能還帶有掃描儀、打印機(jī)等。圖1-1 電腦的外觀構(gòu)成主機(jī)是整個(gè)電腦的主體，主機(jī)箱中包括了電腦的主要硬件設(shè)備，有主板、CPU、硬盤、內(nèi)存條、顯卡、電源、聲卡、光驅(qū)等。主機(jī)箱起著對(duì)內(nèi)部硬件設(shè)備進(jìn)行保護(hù)和對(duì)電磁輻射進(jìn)行屏蔽的作用。鍵盤和鼠標(biāo)是電腦的輸入設(shè)備，用于輸入字母、數(shù)字、符號(hào)以及位移信息。顯示器是輸出設(shè)備，圖像、文字、視頻等都通過它呈現(xiàn)在我們面前。音箱也是輸出設(shè)備，用于播放聲音。提示：相對(duì)于圖1-1所示的臺(tái)式機(jī)，筆記本電腦要輕便得多。筆記本電腦又稱手提電腦或膝上型電腦，它在很小的體積中集成了臺(tái)式機(jī)所具備的各種硬件，包括主板、處理器、硬盤、內(nèi)存、顯示器、光驅(qū)等，如圖1-2所示。圖1-2 筆記本電腦的外觀1.2 電腦的系統(tǒng)組成電腦是由硬件和軟件構(gòu)成的綜合系統(tǒng)，硬件也就是我們看得到、摸得著的各種設(shè)備，它們是電腦的基本組成部分；軟件則是操作硬件的各種語言和程序，用來管理和控制硬件設(shè)備。1.2.1 電腦的硬件系統(tǒng)電腦的硬件系統(tǒng)指的是組成一臺(tái)電腦的各種物理設(shè)備，是整個(gè)電腦系統(tǒng)進(jìn)行工作的基礎(chǔ)，也是決定電腦功能的主要因素。電腦的硬件系統(tǒng)主要包括：中央處理器(CPU)、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備，如圖1-3所示。圖1-3 電腦的硬件系統(tǒng)組成1. 中央處理器中央處理器是電腦的核心部分，又稱CPU(Central Processing Unit)。CPU包括運(yùn)算器和控制器兩部分，運(yùn)算器又稱算數(shù)邏輯部件，簡稱ALU，主要用來完成數(shù)據(jù)的算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算?？刂破魇请娔X的指揮系統(tǒng)，它通過地址訪問存儲(chǔ)器，逐條取出選中單元的命令，然后分析指令，根據(jù)指令產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)并控制其他部件完成指令要求的操作。CPU的外觀如圖1-4所示。 圖1-4 CPU2. 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器是電腦里的一種具有記憶能力的部件，用來存放程序或數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器分為內(nèi)存儲(chǔ)器和外存儲(chǔ)器兩類，簡稱內(nèi)存和外存。內(nèi)存用于暫時(shí)存放系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，它的特點(diǎn)是存儲(chǔ)容量較小，但運(yùn)行速度較快，如圖1-5左圖所示。外存用于存放永久性的數(shù)據(jù)，它的特點(diǎn)是存儲(chǔ)容量較大，但存取速度相比內(nèi)存較慢，如圖1-5右圖所示。 內(nèi)存條 硬盤圖1-5 存儲(chǔ)器3. 輸入設(shè)備輸入設(shè)備是指將原始數(shù)據(jù)或指令輸入電腦中的部件，常見的輸入設(shè)備有鼠標(biāo)、鍵盤、掃描儀等。4. 輸出設(shè)備輸出設(shè)備是指把電腦處理后的數(shù)據(jù)以人們能夠識(shí)別的形式輸出的部件，常用的輸出部件有顯示器、音箱、打印機(jī)、繪圖儀等。1.2.2 電腦的軟件系統(tǒng)電腦的軟件系統(tǒng)指的是在硬件設(shè)備上運(yùn)行的各種程序、數(shù)據(jù)以及有關(guān)的資料，它包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩種。系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)、語言處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、分布式軟件系統(tǒng)等，應(yīng)用軟件主要指的是針對(duì)某項(xiàng)工作專門開發(fā)的一組程序，例如：Office系列軟件、Photoshop軟件等。1. 操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)用于管理電腦的資源和控制程序的運(yùn)行，它的主要功能包括存儲(chǔ)器管理、處理器管理、文件管理、設(shè)備管理和作業(yè)管理等。2. 語言處理系統(tǒng)語言處理系統(tǒng)的功能是處理軟件語言，如編譯程序等，主要是把用戶輸入的指令或源程序轉(zhuǎn)換為可以被電腦識(shí)別和運(yùn)行的目標(biāo)程序，從而得到預(yù)期的效果。3. 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是用于支持?jǐn)?shù)據(jù)管理和存取的軟件，它包括數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等，其主要功能包括數(shù)據(jù)庫的定義和操縱，共享數(shù)據(jù)的并發(fā)控制、數(shù)據(jù)的安全和保密等。4. 分布式軟件系統(tǒng)分布式軟件系統(tǒng)包括分布式操作系統(tǒng)、分布式程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、分布式文件系統(tǒng)等，其主要功能是管理分布式電腦系統(tǒng)的資源和控制分布式程序的運(yùn)行等。5. 應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件主要是提供一個(gè)人機(jī)交互界面，也就是提供用戶與電腦之間按照一定的約定進(jìn)行信息交互的軟件系統(tǒng)。1.3 電腦的主要部件電腦的主要部件包括主板、CPU、硬盤、內(nèi)存、顯卡、聲卡、網(wǎng)卡、光驅(qū)、機(jī)箱、電源和一些外圍設(shè)備等。這些部件有機(jī)地組合在一起來完成電腦的各項(xiàng)功能。1.3.1 主板主板又稱主機(jī)板(Mainboard)、系統(tǒng)板(Systemboard)或母板(Motherboard)，如圖1-6所示。主板是整個(gè)電腦硬件系統(tǒng)中最重要的部件之一，用于連接機(jī)箱內(nèi)的各種設(shè)備。它不但是整個(gè)電腦系統(tǒng)平臺(tái)的載體，也是系統(tǒng)中各種信息交流的中心。主板的類型和檔次決定著整個(gè)電腦系統(tǒng)的類型和檔次，主板的性能影響著整個(gè)電腦系統(tǒng)的性能。主板上提供了電腦的主要電路系統(tǒng)，并具有擴(kuò)展槽和芯片組。圖1-6 主板1.3.2 CPUCPU是整個(gè)電腦系統(tǒng)的核心部分，負(fù)責(zé)整個(gè)電腦系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、控制以及程序運(yùn)行。它的硬件組成包括3個(gè)部分：基板、核心和針腳。1. 基板基板是承載核心和針腳的載體，核心和針腳通過基板連接成一個(gè)整體，它們決定著CPU的時(shí)鐘頻率，負(fù)責(zé)內(nèi)核芯片和外界信息的交流，如圖1-7所示。2. 核心CPU的核心又稱內(nèi)核，是CPU最重要的組成部分，它的制作原材料是單晶硅，CPU中心那塊隆起的芯片就是核心，如圖1-8所示。CPU中所有的計(jì)算、接受/存儲(chǔ)命令、處理數(shù)據(jù)都是由核心完成的。目前雙核和多核CPU成了主流。3. 針腳CPU的接口方式曾有引腳式、卡式、觸電式及針腳式等各種，目前CPU的接口方式都是針腳接口，如圖1-9所示。CPU的接口類型不同，在性能、插口數(shù)、體積、形狀上都有變化，所以不能混插。CPU接口類型的命名，習(xí)慣上用針腳數(shù)來表示，例如，Athlon XP系列處理器所采用的Socket 939接口，其針腳數(shù)為939針。 圖1-7 基板 圖1-8 核心(雙核) 圖1-9 針腳提示：用戶通?？吹降腃PU都是已經(jīng)封裝好的，這是為了防止CPU損壞而采用特定的材料將CPU芯片或模塊固化在了其中。固化好的CPU通常都有一個(gè)缺角，用于指明CPU的安裝方向。1.3.3 硬盤硬盤(Hard Disk)是電腦中最重要的外部存儲(chǔ)器，是由一個(gè)或者多個(gè)鋁制或者玻璃制的碟片組成。硬盤主要包括盤片、磁頭、盤片主軸、控制電機(jī)、磁頭控制器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、接口和緩存等。硬盤的正面都貼有標(biāo)簽，標(biāo)簽上一般都標(biāo)有產(chǎn)品型號(hào)、產(chǎn)地、出廠日期、產(chǎn)品序列號(hào)等硬盤相關(guān)信息，側(cè)面有電源接口，硬盤的背面焊接著硬盤的控制電路，這些電路一般采用元件焊接，主要包括主軸調(diào)速電路、讀寫電路、控制電路、磁頭驅(qū)動(dòng)與定位電路和接口電路等。1. 主控芯片硬盤上最大的一塊芯片就是硬盤的主控芯片，硬盤與外界的數(shù)據(jù)交互和數(shù)據(jù)處理都是通過它來完成的，如圖1-10所示。2. 存儲(chǔ)芯片硬盤主存儲(chǔ)芯片的作用是在硬盤加電后自動(dòng)執(zhí)行啟動(dòng)主軸電動(dòng)機(jī)、初始化尋道和硬盤自檢等工作，如圖1-11所示。 圖1-10 主控芯片 圖1-11 存儲(chǔ)芯片3. 緩存芯片緩存芯片是位于主控芯片附近的一塊長方形芯片，存取速度比較快，負(fù)責(zé)為數(shù)據(jù)提供暫時(shí)的存儲(chǔ)空間，提高硬盤的讀寫效率，如圖1-12所示。4. 硬盤接口硬盤接口分為電源接口和數(shù)據(jù)接口，如圖1-13所示。電源接口與主機(jī)相連，為硬盤工作提供電力保證，數(shù)據(jù)接口負(fù)責(zé)硬盤數(shù)據(jù)和主板控制器之間的數(shù)據(jù)交換，目前市場上的硬盤大多采用SATA接口。 圖1-12 緩存芯片 圖1-13 硬盤接口1.3.4 內(nèi)存內(nèi)存即內(nèi)部存儲(chǔ)器，它的讀取速度很快，是電腦在運(yùn)行應(yīng)用程序時(shí)臨時(shí)存放數(shù)據(jù)的地方，它是CPU與外圍設(shè)備溝通的橋梁。內(nèi)存性能的好壞直接關(guān)系到電腦能否正常穩(wěn)定地工作。內(nèi)存的主要組成部分包括內(nèi)存顆粒、金手指、內(nèi)存缺口、內(nèi)存卡槽等。1. 內(nèi)存顆粒內(nèi)存顆粒是內(nèi)存中最重要的組成元件，它決定著內(nèi)存的容量、性能、頻率等重要元素。在它的背面標(biāo)有廠家、編碼等信息，內(nèi)存的詳細(xì)參數(shù)信息包含在編碼中，如圖1-14所示。2. 金手指金手指是指內(nèi)存的電路板與主板內(nèi)存插槽的插腳，它是內(nèi)存條與主板內(nèi)存插槽接通的橋梁，它因上面鍍了金而又形似人的手指而得名，如圖1-15所示。 圖1-14 內(nèi)存顆粒 圖1-15 金手指3. 內(nèi)存缺口內(nèi)存缺口是與內(nèi)存插槽上的防凸起設(shè)計(jì)相對(duì)應(yīng)的，這是一個(gè)富于人性化的設(shè)計(jì)，能夠有效地防止內(nèi)存條被用戶反插而燒毀，如圖1-16所示。4. 內(nèi)存卡槽內(nèi)存卡槽位于內(nèi)存條的兩側(cè)，用于安裝時(shí)將內(nèi)存更好地固定在內(nèi)存插槽上，如圖1-17所示。 圖1-16 內(nèi)存缺口 圖1-17 內(nèi)存卡槽1.3.5 顯卡顯卡(Display Card)的基本作用是控制電腦的圖形輸出，主要負(fù)責(zé)將CPU送來的影像數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后再送到顯示器顯示出來。顯卡是主機(jī)與顯示器之間進(jìn)行溝通的橋梁，由顯卡連接顯示器，用戶才能夠在顯示屏幕上看到圖像。顯卡的外觀如圖1-18所示。圖1-18 顯卡顯卡由顯示芯片、顯存以及顯卡接口等組成，這些組件決定了電腦屏幕上的輸出，包括屏幕畫面顯示的速度、顏色以及顯示分辨率。1. 顯示芯片顯示芯片GPU(Graphic Processing Unit，圖形處理單元)是顯卡的核心芯片，它的主要任務(wù)是把電腦送出的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并將最終結(jié)果顯示在顯示器上，如圖1-19所示。顯示芯片性能的好壞直接決定了顯卡性能的好壞。2. 顯存顯存是顯示內(nèi)存的簡稱，顯存又稱幀緩存，用來存儲(chǔ)要處理的圖形信息，如圖1-20所示，顯存的容量決定著能夠臨時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的多少和顯示器上能夠顯示的顏色數(shù)。一般來說，顯存越大，顯示2D和3D圖形的畫面質(zhì)量就越高。3. 顯卡接口顯卡接口和顯示器接口相連，就可以將處理好的圖像在顯示器上顯示出來，如圖1-21所示。顯卡接口決定著顯卡與系統(tǒng)之間傳輸?shù)淖畲髮挾?，不同的接口決定著主板是否能夠使用此顯卡。 圖1-19 顯示芯片 圖1-20 顯存 圖1-21 顯卡接口1.3.6 聲卡聲卡又稱音頻卡，是多媒體電腦中的重要部件，可以實(shí)現(xiàn)聲波/數(shù)字信號(hào)的相互轉(zhuǎn)換，聲卡是對(duì)送來的聲音信號(hào)進(jìn)行處理，然后再由聲卡送到音箱進(jìn)行還原。聲卡處理的聲音信息在電腦中以文件的形式存儲(chǔ)。聲卡主要由音效處理芯片、游戲/MIDI插口、線性輸入輸出插口、話筒輸入插口和內(nèi)置聲音輸出接口組成。圖1-22所示為聲卡的音效處理芯片，圖1-23所示為聲卡的接口。 圖1-22 音效處理芯片 圖1-23 聲卡接口1.3.7 網(wǎng)卡網(wǎng)卡(Network Interface Card)又稱網(wǎng)絡(luò)適配器，它是連接電腦與網(wǎng)絡(luò)的硬件設(shè)備，是電腦上網(wǎng)必備的工具之一。網(wǎng)卡的作用是通過網(wǎng)線(雙絞線、同軸電纜)或者其他的媒介來實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)中的其他用戶共享資源和交換數(shù)據(jù)的功能。網(wǎng)卡分為有線網(wǎng)卡、無線網(wǎng)卡和無線移動(dòng)網(wǎng)卡3種。1. 有線網(wǎng)卡目前臺(tái)式電腦中普遍使用的都是有線網(wǎng)卡，有線網(wǎng)卡又分為獨(dú)立網(wǎng)卡(圖1-24所示)和集成網(wǎng)卡(圖1-25所示)兩類。由于網(wǎng)卡的重要性，現(xiàn)在大部分主板都集成了網(wǎng)卡。 圖1-24 獨(dú)立網(wǎng)卡 圖1-25 集成網(wǎng)卡2. 無線網(wǎng)卡無線網(wǎng)卡的顯著特點(diǎn)是上網(wǎng)不需要網(wǎng)線，它利用無線技術(shù)取代了網(wǎng)線，由于它的這一特性，所以它被廣泛的應(yīng)用于無線網(wǎng)絡(luò)中，如圖1-26所示。3. 無線移動(dòng)網(wǎng)卡無線移動(dòng)網(wǎng)卡和無線網(wǎng)卡相比，它的優(yōu)點(diǎn)是可以隨時(shí)通過移動(dòng)、聯(lián)通或電信的無線通信網(wǎng)絡(luò)上網(wǎng)，這種上網(wǎng)方式雖然很方便，但是信號(hào)可能不穩(wěn)定，資費(fèi)貴，如圖1-27所示。 圖1-26 無線網(wǎng)卡 圖1-27 3G無線上網(wǎng)卡1.3.8 光驅(qū)光驅(qū)是光盤驅(qū)動(dòng)器的簡稱，用來讀取光盤上的數(shù)據(jù)。光驅(qū)主要由以下幾部分組成：激光頭、旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)、內(nèi)存機(jī)芯、外托架和程序芯片。目前的光驅(qū)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得相當(dāng)完善了。常見的光驅(qū)有：CD-ROM光驅(qū)、DVD-ROM光驅(qū)、CD-RW刻錄機(jī)、DVD-RW刻錄機(jī)等。1. CD-ROM光驅(qū)CD-ROM光驅(qū)在前些年比較流行，主要能夠讀取CD、VCD格式的光盤，但隨著DVD-ROM技術(shù)的日益成熟和完善，CD-ROM的光驅(qū)已經(jīng)基本上被淘汰。2. DVD-ROM光驅(qū) DVD-ROM光驅(qū)是現(xiàn)在比較常見的光驅(qū)，它能夠讀取CD、VCD和DVD格式的光盤，如圖1-28所示。 3. CD-RW刻錄機(jī)CD-RW刻錄機(jī)既能讀取光盤，又能將數(shù)據(jù)刻錄到CD光盤上，如圖1-29所示。但因?yàn)镃D的容量比較小和DVD-RW刻錄機(jī)的發(fā)展，CD-RW刻錄機(jī)也已逐漸被淘汰。4. DVD-RW刻錄機(jī)DVD-RW刻錄機(jī)不僅能讀取DVD中的數(shù)據(jù)，還能將數(shù)據(jù)刻錄到DVD上，是目前比較常見的光盤刻錄機(jī)，如圖1-30所示。 圖1-28 DVD-ROM光驅(qū) 圖1-29 CD-RW刻錄機(jī) 圖1-30 DVD-RW刻錄機(jī)1.3.9 機(jī)箱和電源機(jī)箱和電源也是一臺(tái)電腦必不可少的硬件，機(jī)箱主要用來固定電腦的硬件，并對(duì)硬件起到保護(hù)作用，而電源為電腦各個(gè)硬件的工作提供電力保證。1. 機(jī)箱機(jī)箱一般包括外殼、支架、面板上的各種開關(guān)、指示燈等，如圖1-31所示。機(jī)箱外殼的硬度比較高，一般由鋼板和塑料結(jié)合制成，主要起保護(hù)機(jī)箱內(nèi)部硬件的作用。支架用于固定主板、電源和各種驅(qū)動(dòng)器。2. 電源電源的作用是為電腦各個(gè)硬件的工作提供電力，電源提供的電源功率的大小、電流和電壓的穩(wěn)定性將會(huì)對(duì)電腦的工作性能和使用壽命造成直接影響。電源安裝在主機(jī)箱的內(nèi)部，是一個(gè)封閉式的獨(dú)立硬件，它將交流電通過一個(gè)變壓器轉(zhuǎn)換成為5V、5V、+12V、12V和+3.3V等穩(wěn)定的直流電，以保證機(jī)箱內(nèi)各個(gè)部件的正常工作，如圖1-32所示。 圖1-31 機(jī)箱 圖1-32 電源1.3.10 電腦的外圍設(shè)備1. 顯示器顯示器是電腦中必不可少的輸出設(shè)備，它將電腦中的文字、圖片和視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為人的肉眼可以識(shí)別的信息顯示出來，它為用戶和電腦提供了一個(gè)交流的平臺(tái)。顯示器主要分為CRT(Cathode-Ray-Tube，陰極射線管)顯示器和液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)兩種，如圖1-33所示。 圖1-33 顯示器2. 鍵盤鍵盤是電腦中最基本的也是最重要的輸入設(shè)備，通過鍵盤用戶可以向電腦輸入字母、文字和標(biāo)點(diǎn)符號(hào)等，從而實(shí)現(xiàn)輸入數(shù)據(jù)和控制功能，如圖1-34所示。3. 鼠標(biāo)鼠標(biāo)的英文名稱是Mouse，鼠標(biāo)可以說是操作系統(tǒng)的鑰匙，它的發(fā)明主要是為了讓操作系統(tǒng)的操作更加簡捷，鼠標(biāo)的方便性和靈活性使它成為電腦中使用最為頻繁的設(shè)備之一，如圖1-35所示。 圖1-34 鍵盤 圖1-35 鼠標(biāo)4. 打印機(jī)打印機(jī)可以把電腦中的文字、圖像等信息打印到紙質(zhì)媒介上。打印機(jī)可以分為針式打印機(jī)、噴墨打印機(jī)和激光打印機(jī)，如圖1-36所示。圖1-36 打印機(jī)5. 掃描儀掃描儀是電腦的一種輸入設(shè)備，它能夠?qū)D片和文字等內(nèi)容直接以圖片的形式存儲(chǔ)在電腦中。掃描儀分為平板式掃描儀和手持式掃描儀兩種，如圖1-37所示。6. 音箱音箱的主要作用是輸出電腦發(fā)出的音頻信號(hào)，將其轉(zhuǎn)化為聲波信號(hào)，供用戶收聽，如圖1-38所示。 圖1-37 掃描儀 圖1-38 音箱7. 手寫板手寫板類似于鼠標(biāo)和鍵盤的功能，它的作用是輸入文字或者繪畫，如圖1-39所示。8. U盤U盤是USB盤的簡稱，它的特點(diǎn)是體型小巧、價(jià)格低廉