計算機組裝與維護1

1、u1.1 計算機的發(fā)展歷程計算機的發(fā)展歷程u1.2 計算機的應(yīng)用計算機的應(yīng)用u1.3 計算機系統(tǒng)簡介計算機系統(tǒng)簡介u1.4 計算機硬件的組成計算機硬件的組成 電子計算機又稱電腦，是一種能夠自動、高速、精確地完成各種信息存儲、數(shù)據(jù)處理、數(shù)值計算、過程控制和數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾娮釉O(shè)備。1946年2月，世界上第一臺電子計算機（如圖1-1所示）在美國賓夕法尼亞大學(xué)問世，取名為ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Computer）。 第一代是電子管計算機(19461956)1第二代是晶體管計算機(19571964)2第三代是集成電路計算機(19651971)3第四

2、代是大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路計算機(1971至今) 4 2013年9月26日，斯坦福大學(xué)工程師研制出第一臺碳納米管計算機，運算速度僅為 1kHz，共有 178 個晶體管，每個晶體管 10-200 個碳納米管，但它是一臺功能完整的計算機，包括了一個簡單的多任務(wù)操作系統(tǒng)。 第一代（1946年1955年）是電子管計算機。邏輯元件是，也稱電子管時代。主存儲器先采用延遲線，后采用磁鼓磁芯，外存儲器使用磁帶。軟件：使用機器語言和匯編語言編寫程序。特點：體積龐大、運算速度低（一般每秒幾千次到幾萬次）、成本高、可靠性差、內(nèi)存容量小。用途：科學(xué)計算，從事軍事和科學(xué)方面的工作。人類就是利用這些電子管計算機把人造衛(wèi)

3、星送上了天。代表機型：ENIAC、IBM650（小型機）IBM709（大型機）等第二代（1956年1964年）是晶體管計算機。邏輯元件是，也稱晶體管時代。主存儲器采用磁芯，外存儲器使用磁帶和磁盤。情況：1956年誕生了世界上第一臺晶體管電腦lepreachaun,它由美國貝爾實驗室研制而成的，以晶體管代替電子管作為基本的電子元件，該時期便稱為電腦的“晶體管時代”。應(yīng)用：擴展到數(shù)據(jù)處理、自動控制方面。計算機的運行速度已提高到每秒幾十萬次，體積已大大減小，可靠性和內(nèi)存容量也有較大的提高。代表機型：IBM7090、IBM7094、CDC7600等。第三代（1965年1971年）是集成電路計算機。用中

4、小規(guī)模代替了分立元件，用半導(dǎo)體存儲器代替了磁芯存儲器，外存儲器使用磁盤。軟件：操作系統(tǒng)進一步完善，高級語言數(shù)量增多，出現(xiàn)了并行處理、多處理機、虛擬存儲系統(tǒng)及面向用戶的應(yīng)用軟件。計算機的運行速度也提高到每秒幾百萬次，可靠性和存儲容量進一步提高，外部設(shè)備種類繁多，計算機和通信密切結(jié)合起來。應(yīng)用：科學(xué)計算、數(shù)據(jù)處理、事務(wù)管理、工業(yè)控制等領(lǐng)域。代表機型：IBM360系列、富士通F230系列等。第四代（1971年至今）是大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路計算機。邏輯元件是，一般稱大規(guī)模集成電路時代。存儲器采用半導(dǎo)體存儲器，外存儲器采用大容量的軟、硬磁盤，并開始引入光盤。軟件：操作系統(tǒng)不斷發(fā)展和完善，同時發(fā)展了數(shù)據(jù)

5、庫管理系統(tǒng)、通信軟件等。計算機的發(fā)展進入以計算機網(wǎng)絡(luò)為特征的時代。計算機的運行速度可達每秒上千萬次到億次，甚至更高。類型：小型、中型、大型機、巨型機和微型機。 計算機的未來展望： 摩爾定律是由英特爾公司合作創(chuàng)始人之一的戈登摩爾（Gordon Moore）于1965年發(fā)現(xiàn)并提出的，是指芯片上晶體管的密度每兩年翻一番，計算能力相應(yīng)提升一倍，而成本下降一半。幾十年來，電腦芯片的集成度嚴格按照摩爾定律進行發(fā)展，不過它已經(jīng)走到了盡頭，由于電腦采用的是電流作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)男盘枺娏髦饕侩娮拥倪w移而產(chǎn)生，電子最基本的通路是原子，一個原子的直徑大約等于1nm,目前炭疽熱制造工藝已經(jīng)達到了90nm甚至更小，也

6、就是說一條傳輸電流的導(dǎo)線的真經(jīng) 即為90個原子并排的長度，照這樣發(fā)展下去，最終一條導(dǎo)線的直徑可以達到一個原子的直徑長度，但是這樣的電路是極不穩(wěn)定的，因為電流極易造成原子遷移，那么電路也就斷路了。 計算機的未來展望： 由于晶體管電腦存在上述的物理極限，因而人類在較早的時候就開始了各種非晶體管電腦的研究，如“夢幻式”的超導(dǎo)電腦、生物電腦、光學(xué)電腦等，其中研究成果最為顯著的是光學(xué)電腦。2003年10月底，以色列l(wèi)enslet公司研發(fā)的Enlight全球首枚嵌入光核心的商用向量光學(xué)數(shù)字處理器問世，它的運算速度達到了8萬億次/秒，是精通數(shù)字信號處理器的1000倍。 這些電腦被稱為第五代電腦，其速度將達到

7、每秒萬億次，能在更大程度上仿真人的智能，并在某些方面超過人的智能。目前，電腦還在向以下4個方面發(fā)展。 巨型化 微型化 智能化 網(wǎng)絡(luò)化 計算機的未來展望： 2013年9月，美國斯坦福大學(xué)研究人員25日報告說，他們已建成全球第一臺完全使用碳納米管的計算機。專家認為，這一成果或?qū)㈤_啟電子設(shè)備新時代。 目前，用于制造電子設(shè)備中的晶體管的主流半導(dǎo)體材料是硅。一段時間以來，人們一直在討論利用碳納米管代替硅制造電子設(shè)備的可能性。約15年前，科研人員開始嘗試用碳納米管制造晶體管，然而一直無法完全依靠碳納米管造出完善的電子設(shè)備。第一章第一章 計算機概述計算機概述時代時代年份年份器件器件軟件軟件應(yīng)用應(yīng)用一46-5

8、5電子管機器語言匯編語言科學(xué)計算二56-64晶體管高級語言數(shù)據(jù)處理、工業(yè)控制三65-71中小規(guī)模集成電路操作系統(tǒng)文字處理、圖形處理四71年迄今大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)等社會的各個領(lǐng)域 科學(xué)計算也稱數(shù)值計算。 自然科學(xué)：數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、天文、地理等領(lǐng)域； 工程技術(shù)：航空、汽車、造船、建筑等領(lǐng)域，都少不了計算機。 尖端科學(xué)：導(dǎo)彈、飛船、衛(wèi)星研究設(shè)計，都離不開計算機的精確計算。 計算機的信息管理應(yīng)用已非常普遍，如人事管理、庫存管理、財務(wù)管理、圖書資料管理、商業(yè)數(shù)據(jù)交流、情報檢索、辦公自動化、車票預(yù)售、銀行存款取款項等。 鋼鐵企業(yè)、汽車制造、石油化工、醫(yī)藥工業(yè)等生產(chǎn)中，無人駕駛飛機、導(dǎo)彈

9、、人造衛(wèi)星和宇宙飛船等飛行器的控制。 計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是通信技術(shù)與計算機技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。計算機網(wǎng)絡(luò)是按照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，將地球上分散的、獨立的計算機相互連接的集合。連接介質(zhì)可以是電纜、雙絞線、光纖、微波、載波或通信衛(wèi)星。計算機網(wǎng)絡(luò)具有共享硬件、軟件和數(shù)據(jù)資源的功能，具有對共享數(shù)據(jù)資源集中處理及管理和維護的能力。 實現(xiàn)人與計算機相結(jié)合過程中的自動化。工作流技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)業(yè)務(wù)過程集成、業(yè)務(wù)過程自動化及業(yè)務(wù)過程的管理，已成功地運用到醫(yī)院、保險公司、銀行、辦公自動化等各個領(lǐng)域。 計算機輔助功能包括計算機輔助設(shè)計CAD、輔助制造CAM、輔助測試CAT和輔助教學(xué)CAI。 CAD技術(shù)已應(yīng)用于飛機設(shè)計、船舶設(shè)計、建筑

10、設(shè)計、機械設(shè)計、大規(guī)模集成電路設(shè)計等。 人工智能就是讓計算機模擬人類的某些智能行為，如感知、思維、推理、學(xué)習、理解等。應(yīng)用有專家系統(tǒng)、機器翻譯、模式識別（聲音、圖像、文字）、自然語言理解。 電子商務(wù)是指在Internet上進行的商務(wù)活動。包括：網(wǎng)上廣告和宣傳、訂貨、付款、貨物遞交、客戶服務(wù)等，另外還包括市場調(diào)查分析、財務(wù)核算及生產(chǎn)安排等。一個完整的計算機系統(tǒng)包括計算機硬件和計算機軟件兩大部分。 馮諾依曼結(jié)構(gòu)體系：計算機由運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五個基本部分組成，也稱為計算機的五大部件。這五大部件通過系統(tǒng)總線互連，傳遞數(shù)據(jù)、地址和控制信號。 系統(tǒng)總線按信號類型分成三類，分別稱為

11、數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線。 中央處理器，又稱為中央處理單元，即CPU。它由控制器和運算器組成，通常集成在一塊芯片上。計算機中的輸入/輸出設(shè)備與存儲器之間的數(shù)據(jù)傳輸和處理都通過CPU來控制執(zhí)行。微型計算機的中央處理器又稱為微處理器。 存儲器具有記憶功能，用來保存信息，如數(shù)據(jù)、指令和運算結(jié)果等。 內(nèi)存儲器也稱主存儲器（簡稱主存），它直接與CPU相連，存儲容量小，但存取速度快，分為隨機存儲器（RAM）和只讀存儲器（ROM）兩種。 外存儲器又稱輔助存儲器（簡稱輔存），它是內(nèi)存的擴充。外存存儲容量大，價格低，但存儲速度慢，。常用的外存有磁盤、磁帶、光盤等。 輸入設(shè)備用來接收用戶輸入的原始數(shù)據(jù)和程序，

12、并將它們變?yōu)橛嬎銠C所能識別的二進制數(shù)存放在內(nèi)存中。常用的輸入設(shè)備有鍵盤、鼠標、掃描儀、光筆等。 輸出設(shè)備用于將存放在內(nèi)存中的由計算機處理的結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)槿藗兯芙邮艿男问捷敵?。常用的輸出設(shè)備有顯示器、打印機、繪圖儀等。經(jīng)典的三國故事啟迪我們：2個特點與1個要素（特點：1、“一次只能知道和處理一條命令”2、“前后順序”；要素：“對將要發(fā)生的事情已經(jīng)預(yù)知在先”計算機硬件主要包括主機、顯示器和外設(shè)。主機顯示器外設(shè) 又叫微處理器, 它由控制器和運算器組成，通常集成在一塊芯片上。 計算機系統(tǒng)中最大的一塊電路板，它把計算機的CPU、內(nèi)存和各種外圍設(shè)備有機地聯(lián)系在一起。主板分AT主板和ATX主板兩大類型。 系統(tǒng)

13、永久保存信息的隨機存儲設(shè)備，操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件一般都安裝在硬盤中。硬盤速度快、容量大。 主機與顯示器連接的接口，它是圖形圖像處理的關(guān)鍵性部件。 計算機的最主要輸出設(shè)備，通過顯示器我們可以看到計算機的運行狀態(tài)和運行結(jié)果。 即軟盤驅(qū)動器，是軟盤讀/寫的設(shè)備。軟盤是用戶永久保存信息的介質(zhì)，現(xiàn)在大多數(shù)用戶使用的還是1.44MB軟驅(qū)。 即光盤驅(qū)動器（CD-ROM驅(qū)動器、CD-R驅(qū)動器、CD-RW驅(qū)動器、DVD-ROM驅(qū)動器），是讀/寫光盤的設(shè)備。 是主機和外部設(shè)備間傳遞聲音信號的接口，可連接音箱、話筒等。 帶功放的音箱，與聲卡連接實現(xiàn)聲音的放大和輸出。 最常用的輸入設(shè)備，命令和數(shù)據(jù)通常從鍵盤輸入。 最常用的輸入設(shè)備，在Windows下用鼠標指指點點就可以輕松完成很多任務(wù)。 主機部分安裝的箱體，同時為主機提供電