大學計算機基礎課件第1.3章(新)

1.3計算機技術(shù)及微機常識一、計算機的定義與特點

1、計算機的定義

“計算機”是一種計算的機器，由一系列電子器件組成?，F(xiàn)在我們所使用的計算機是現(xiàn)代電子計算機的簡稱。

它不同于以往的任何計算工具，可以對數(shù)字、文字、顏色、聲音、圖形、圖像等各種形式的數(shù)據(jù)進行加工處理。

計算機是一種能按照事先存儲的程序，自動高速地進行大量數(shù)值計算和各種信息處理的現(xiàn)代化智能電子設備。2、計算機的特點

（一）運行速度快（二）精確度高（三）存儲容量大（四）具有記憶能力（五）自動運行能力和一定邏輯判斷能力二、計算機的應用領(lǐng)域1、科學與工程計算2、信息管理3、電子商務4、人工智能5、計算機輔助設計與制造三、計算機的分類1、按處理能力分類（1）巨型計算機（2）大型計算機（3）小型計算機（4）微型計算機2、按照其工作模式分類（1）服務器（2）工作站“存儲程序控制”理論特點:（1）采用二進制形式的0、1代碼串表示數(shù)據(jù)和程序。（2）由程序控制計算機的工作，通過改變程序就可以改變計算機的行為。（3）計算機由運算器、存儲器、控制器、輸入和輸出設備五大基本部件組成。盡管計算機制造技術(shù)已經(jīng)發(fā)生了很大的變化，但馮·諾依曼的設計思想沒有改變。

馮.諾依曼計算機的結(jié)構(gòu)特點

計算機的代際劃分第1代第2代第3代第4代年代1946-1957年1958-1964年1965-1971年1972年至今主要電子元器件電子管晶體管中小規(guī)模集成電路大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路內(nèi)存儲器汞延遲線磁芯存儲器半導體存儲器半導體存儲器外存儲器紙袋、卡片、磁帶和磁鼓磁盤、磁帶磁盤、磁帶磁盤、光盤等大容量存儲器處理速度（指令數(shù)/s）幾千-幾萬條幾十萬條幾百萬條上億條代表機型UNIVAC-1IBM-7000系列IBM-360系列IBM4300系列一、計算機的基本組成由運算器、存儲器、控制器、輸入設備和輸出設備五大部分組成。

（l）運算器運算器是計算機進行算術(shù)運算與邏輯運算的主要部件，它受控制器的控制，對存儲器送來的數(shù)據(jù)進行指定的運算。

(2)控制器控制器是計算機的指揮中心，它逐條取出存儲器中的指令并進行譯碼，根據(jù)程序所確定的算法和操作步驟，發(fā)出命令指揮與控制計算機各部件的工作。CPU控制器與運算器一起組成了計算機的核心，稱為中央處理器.簡稱CPU(3)存儲器存儲器是計算機的存儲部件，用于存放原始數(shù)據(jù)和程序。把存儲器按8位（二進制位）或其倍數(shù)劃分存儲單元。所有存貯單元的總存儲數(shù)據(jù)量叫存儲容量，存儲容量通常以字節(jié)（byte)為單位計算。一個字節(jié)包括8位二進制位，記為1B，1024B=1KB（1千字節(jié)），1024KB=1MB，1024MB=1G,1024G=1T。內(nèi)部存儲器簡稱內(nèi)存，又稱為主存儲器，主要存放當前要執(zhí)行的程序及有關(guān)數(shù)據(jù)。CPU可以直接對其進行存取操作。其存取速度很快，但造價高（以存儲單元計算），容量比外存儲器小。內(nèi)部存儲器是計算機數(shù)據(jù)交換的中心。計算機存儲器通常有內(nèi)部存儲器及外部存儲器兩種.

內(nèi)部存儲器按其工作方式可分為兩大類:只能讀不能寫的只讀存儲器(ROM-ReadOnlyMemory)

既可讀又可寫的隨機存儲器(RAM-RandomAccessedMemory).

主存儲器實際上是指隨機存儲器.CPU與內(nèi)部存儲器一起稱為計算機的主機.外部存儲器簡稱外存，又稱為輔助存儲器，主要存放大量計算機暫時不執(zhí)行的程序以及目前尚不需要處理的數(shù)據(jù)。它的造價較低，容量遠比內(nèi)存大，但存取速度要慢得多，CPU存取外部存儲器的數(shù)據(jù)必須將數(shù)據(jù)先調(diào)入內(nèi)部存儲器。(4)輸入設備輸入設備通過接口電路把原始數(shù)據(jù)和程序轉(zhuǎn)換成0、l代碼串輸入到計算機的存儲器中，計算機的輸入設備常用的有：鍵盤、鼠標、掃描儀、麥克風、光筆等。(5)輸出設備輸出設備通過接口電路將計算機處理過的信息從機器內(nèi)部表示形式轉(zhuǎn)換成人們熟悉的形式輸出，或轉(zhuǎn)換成其他設備能夠識別的信息輸出。常用的有打印機、顯示器、繪圖儀、喇叭或音箱等。外部設備

計算機的硬件組成

軟盤、磁盤、光盤等。計算機硬件主機外部設備中央處理器內(nèi)部存儲器運算器控制器輸入設備：輸出設備：外部存儲器鍵盤、電傳打字機、掃描儀、光筆顯示器、音箱、繪圖儀、打印機寄存器2.2.1主機和主機箱

二、微機硬件介紹

PC機是由主機(CPU、內(nèi)部存儲器)和外部設備(鍵盤、顯示器、打印機等)兩大部分構(gòu)成。

主機指中央處理器(CPU)和內(nèi)部存儲器，包括只讀存儲器(ROM)和隨機存儲器(RAM)。PC機的主機及其附屬電路都裝在一塊電路板上，稱為主機板(主板)。

CPU是PC機中最核心的部件它決定了PC機的速度和性能。目前市場上絕大多數(shù)CPU產(chǎn)品都是由美國的Intel公司和AMD公司生產(chǎn)的。我國在2002年9月研制成功了第一枚通用“中國芯”—龍芯1號，2005年4月研制出的龍芯2號。

1、中央處理器(CPU)Intel公司的產(chǎn)品AMD公司的產(chǎn)品龍芯二號CPU

Intel公司生產(chǎn)了從早期的80286、80386、80486、Pentium、PentiumII和PentiumIII、Pentium4到現(xiàn)在主流的i3、i5、i7等系列產(chǎn)品。而AMD公司則生產(chǎn)了從早期的K5、K6、K6-2、K6-3、K7等系列產(chǎn)品。控制器和運算器被集成在一塊芯片上，一起組成中央處理器（CPU），功能是從內(nèi)存中取指令，解釋并執(zhí)行指令。

1、中央處理器(CPU)

CPU的兩個重要指標是字長和主頻。字長是計算機一次同時能處理的數(shù)據(jù)的二進制位數(shù)。字長越長，計算精度越高，運算速度也越快。主頻就是CPU內(nèi)核工作時的時鐘頻率，通常所說的某某CPU是多少兆赫的，而這個多少兆赫就是“CPU的主頻”。主頻反映了計算機的工作速度，主頻越高，一般計算機的速度也越快。

例如，Pentium4系列的CPU的字長原來一般字長是32位的，而目前市面上的大多數(shù)產(chǎn)品是64位的，主頻一般在1.4GHz～3.2GHz之間。1、中央處理器(CPU)

內(nèi)存儲器按其工作方式可分為隨即存儲器RAM、只讀存儲器ROM和種。

RAM在計算機工作時，即可從中讀出信息，也可以隨時寫入信息，存儲當前使用的程序和數(shù)據(jù)。一旦斷電就會丟失數(shù)據(jù)，而且無法恢復。

ROM中的信息是在制造時由廠家用專門的設備一次性寫入的，一般用來存放固定不變重復執(zhí)行的程序，即使關(guān)機或斷電也不會消失。2、內(nèi)存條128M內(nèi)存條共性：

容量小，讀寫速度快。

是用戶程序用于協(xié)調(diào)CPU

的工作區(qū)與RAM的速度匹配問題用于固化一些重要的系統(tǒng)程序隨機存儲器高速緩沖存儲器只讀存儲器

RAMCache

ROM斷電信息丟。斷電信息丟斷電信息不丟。內(nèi)部存儲器只能讀不可寫可讀、可寫屬于RAM外存儲器外存儲器簡稱外存，與內(nèi)存相比，外存的特點是存儲容量大，價格較低，而且在斷電的情況下也可以長期保存信息，所以稱為永久性存儲器，缺點是存取速度比內(nèi)存慢。常見外存：硬盤移動硬盤光盤U盤硬盤硬盤驅(qū)動器,固定在主機箱內(nèi)。目前在PC機中使用的幾乎都是采用溫徹斯特技術(shù)制造的硬盤驅(qū)動器，所以又簡稱為溫盤，所謂溫盤是指構(gòu)成硬盤驅(qū)動器的組件（包括硬盤片、主軸、磁頭臂和搖臂等）全部密封在一個金屬盒內(nèi)，磁頭采用接觸式啟停工作方式。

磁頭硬盤片硬盤在讀寫數(shù)據(jù)時，磁頭與盤面不直接接觸，因而減少磁頭和盤面的磨損，大大增加了硬盤的使用壽命和提高了讀寫速度。

主機板

PC機的主機及其附屬電路都裝在一塊電路板上，稱為主機板（MainBoard，又稱主板或系統(tǒng)板）

擴展槽內(nèi)存條插槽CPU插座并口USB口擴展槽內(nèi)存條插槽CPU插座并口USB口主機板上提供了一些通用的擴展槽用于插接各種功能的接口卡。最常見的接口卡有顯卡、聲卡和網(wǎng)卡。

擴充插座及接口卡

外部設備必須通過不同的接口電路才能與主機相連

（1）顯示卡顯卡是PC機中負責圖形圖像信號處理的接口部件，在顯示器上顯示的圖形都是由顯卡生成并傳送給顯示器的。有獨立顯卡和集成顯卡兩種。顯示器可以通過視頻線接插到顯卡的視頻插口上實現(xiàn)與主機相連。

（2）網(wǎng)卡

網(wǎng)卡是PC機連入網(wǎng)絡的接口部件,有2種類型：獨立網(wǎng)卡和集成網(wǎng)卡。（3）聲卡

聲卡是PC機進行聲音處理的接口部件。利用聲卡可以實現(xiàn)語音信號的輸入輸出，現(xiàn)在大多數(shù)的PC機主機板上已經(jīng)集成了聲卡功能，一般不再單獨設置獨立的聲卡。

4．磁盤驅(qū)動器

磁盤驅(qū)動器是PC機中最重要的外部存儲設備。主要有軟盤驅(qū)動器和硬盤驅(qū)動器，它們都屬于磁表面存儲設備。由于儲存在磁盤中的數(shù)據(jù)在掉電后也不會丟失，所以可長期保存數(shù)據(jù)和程序。

軟盤驅(qū)動器硬盤驅(qū)動器（1）軟盤驅(qū)動器

軟盤存儲器由軟盤、軟盤驅(qū)動器和控制電路組成。軟盤驅(qū)動器的存儲介質(zhì)是軟盤。軟盤里有一個表面涂有磁性材料的塑料盤片用來存儲數(shù)據(jù)，而整個盤片封裝在一個硬塑料殼中。（1）CD-ROM光盤驅(qū)動器

CD-ROM光盤驅(qū)動器就是只讀光盤存儲器，正面存儲信息，背面印制標簽。通常一張CD-ROM光盤可以存儲650MB~700MB的信息。

5.光盤驅(qū)動器

光盤驅(qū)動器是基于激光技術(shù)的外部存儲設備，其存儲介質(zhì)是光盤。常見的光盤驅(qū)動器有CD-ROM驅(qū)動器、DVD-ROM驅(qū)動器和光盤刻錄機3類。

（1）CD-ROM光盤驅(qū)動器光盤是利用刻錄在反射層上的一連串由里向外螺旋的凹坑來記錄信息的（如圖2－19）,凹坑邊緣轉(zhuǎn)折處表示“1”，平坦無轉(zhuǎn)折處則表示“0”。讀盤時，光盤驅(qū)動器的激光頭發(fā)出激光束聚焦在高速旋轉(zhuǎn)的光盤上，還原為0、1代碼串數(shù)字信息。

（1）CD-ROM光盤驅(qū)動器“倍速”是光盤驅(qū)動器的一個重要技術(shù)指標，是指數(shù)據(jù)傳輸速率，也就是單位時間內(nèi)從光盤驅(qū)動器向計算機傳送的數(shù)據(jù)量。150KBps稱為一倍速。光盤驅(qū)動器的倍速越高，數(shù)據(jù)的傳輸速率就越快。

（2）DVD-ROM光盤驅(qū)動器

DVD-ROM光盤驅(qū)動器是讀取DVD只讀光盤上的數(shù)據(jù)的存儲設備，目前市面上的DVD-ROM光盤驅(qū)動器還能讀取CD-ROM等格式的盤片。DVD光盤使用波長更短的紅色激光，凹坑更小，軌道更緊密，具有更高的數(shù)據(jù)存儲密度，信息存儲量巨大。目前最常見的單張單面DVD-ROM盤片的容量是4.7GB，，而雙面雙層盤的容量高達17GB。DVD-ROM光盤驅(qū)動器也有一個“倍速”的指標，一倍速是1358KBps。

（3）光盤刻錄機光盤刻錄機是一種既可以對空白光盤寫入數(shù)據(jù)，又可以讀出光盤數(shù)據(jù)的設備，它的外觀與普通的光盤驅(qū)動器幾乎一模一樣。分為CD刻錄機和DVD刻錄機兩種。CD刻錄機主要用來刻錄CD光盤，通常是CD-R和CD-RW兩種空白光盤。CD-R是一種一次性刻寫，多次讀出的光盤，而CD-RW則是利用光盤刻錄機可以多次對光盤中的數(shù)據(jù)擦除、重寫和讀出的光盤。DVD刻錄機則主要用來刻錄DVD光盤，常見有DVD-R、DVD-RW、DVD+RW和DVD-RAM等類型的DVD光盤。

2．刷新率

刷新率是指每秒鐘屏幕刷新的次數(shù)。如果刷新頻率低，屏幕畫面就會產(chǎn)生閃爍。顯示器的刷新率越高，畫面就越平穩(wěn)。3．色彩位數(shù)

色彩位數(shù)是指每一個像素點上表示色彩的二進制位數(shù)，表示該像素點最多能夠顯示多少種不同的顏色。位數(shù)越多，色彩層次越豐富，圖像就越精美。目前一般的顯示器色彩位數(shù)都可以達到32位。陰極射線管顯示器（CRT）和液晶顯示器（LCD）。CRT顯示器的優(yōu)點是圖像清晰細膩、價格便宜，缺點是體積大、功耗大和有電磁輻射等。LCD顯示器具有體積小、功耗低、無電磁輻射等優(yōu)點。

目前常見的顯示器有:普通顯示器和液晶顯示器常用數(shù)碼設備1．打印機打印機是PC機很重要的一種輸出設備，有很多種類，在家庭和辦公中常用的有針式打印機、噴墨打印機和激光打印機三種（1）針式打印機針式打印機屬于擊打式打印機，在打印時通過控制打印頭上的鋼針擊打色帶把色帶上的墨水打在紙上形成文字或圖形。打印噪音較大，速度慢，打印質(zhì)量不高。（2）噴墨打印機噴墨打印機在打印時通過控制噴頭上精細的噴嘴直接將墨滴噴射到紙上形成文字或圖形。其重要的指標是打印分辨率，打印機分辨率越高，打印輸出的效果就越精細。噴墨打印機打印質(zhì)量好、速度快，缺點是墨水盒和打印紙等消耗材料價格較高。（3）激光打印機激光打印機是日常辦公中最常用的打印機。打印時首先在感光鼓上充電，然后把載有圖文信息的激光束照射到感光鼓上，在相應的位置上“曝光”，形成了與圖文信息完全相同的電荷潛像。激光打印機噪音小，打印質(zhì)量好，打印成本比噴墨打印機的要低。

3．數(shù)碼相機數(shù)碼相機也是一種常見的圖像輸入設備。拍攝時景物的光線經(jīng)過鏡頭投射到數(shù)碼相機的感光器件上，把光信號轉(zhuǎn)換成電信號，電信號再經(jīng)過電子線路的處理，生成數(shù)字化圖像存儲到內(nèi)置的存儲器或存儲卡中。

下面簡單介紹數(shù)碼相機的幾個主要技術(shù)指標。

（1）像素數(shù)像素數(shù)代表感光器件的數(shù)量，是數(shù)碼相機的最主要的技術(shù)參數(shù)。一般說數(shù)碼相機的像素數(shù)越多，能打印出相同效果的圖片尺寸就越大。

（2）焦距和變焦倍率焦距簡單的說就是數(shù)碼相機拍攝的景物光線落在感光器件上時，正好可以得到清晰圖像的距離。數(shù)碼相機的變焦范圍通常使用變焦倍率表示，如2×、3×和4×，分別表示2倍、3倍和4倍焦距。一般說變焦倍率越高，照相機質(zhì)量就越好。

(3)存儲容量

一般說存儲容量越大，能夠存放的圖片數(shù)量就越多。目前數(shù)碼相機的存儲介質(zhì)有多種，其中最常見的是各種存儲卡，例如CF卡和SD卡等，存儲容量一般有128MB、256MB、512MB和1G，而有些則高達4GB。

為了使PC機結(jié)構(gòu)緊湊，將主機板、接口卡、電源、揚聲器等，以及屬于外部設備的硬盤、軟盤驅(qū)動器、光盤驅(qū)動器都裝在一個機箱內(nèi)。這個機箱稱為主機箱。

(具有現(xiàn)代氣息的主機箱圖見下頁)主機箱

PC機主機箱里的主要部件

PC機主機箱里的主要部件