第二課-計(jì)算機(jī)基本組成-購(gòu)置一臺(tái)計(jì)算機(jī)

第一課計(jì)算機(jī)的基本組成－－購(gòu)置一臺(tái)計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)要求1.掌握計(jì)算機(jī)的基本配置信息2.了解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成3.了解計(jì)算機(jī)的簡(jiǎn)單分類

一、世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)1946年2月15日美國(guó)，賓西法尼亞大學(xué)目的：科學(xué)計(jì)算名字：ENIAC埃尼阿克它重3萬(wàn)千克，占地167多平方米，使用了18000多個(gè)電子管，5000多個(gè)繼電器，10000個(gè)電容器，7000多個(gè)電阻。其功率為150千瓦，運(yùn)算速度為5000次/秒。世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)研制電子計(jì)算機(jī)的想法產(chǎn)生于第二次世界大戰(zhàn)進(jìn)行期間。當(dāng)時(shí)激戰(zhàn)正酣，各國(guó)的武器裝備跟現(xiàn)在比差遠(yuǎn)了，占主要地位的戰(zhàn)略武器就是飛機(jī)和大炮，哪有什么“飛毛腿”導(dǎo)彈、“愛(ài)國(guó)者”防空導(dǎo)彈、“戰(zhàn)斧式”巡航導(dǎo)彈，因此研制和開(kāi)發(fā)新型大炮和導(dǎo)彈就顯得十分必要和迫切。為此美國(guó)陸軍軍械部在馬里蘭州的阿伯丁設(shè)立了“彈道研究實(shí)驗(yàn)室”。

美國(guó)軍方要求該實(shí)驗(yàn)室每天為陸軍炮彈部隊(duì)提供6張火力表以便對(duì)導(dǎo)彈的研制進(jìn)行技術(shù)鑒定。千萬(wàn)別小瞧了這區(qū)區(qū)6張火力表，它們所需的工作量大得驚人！事實(shí)上每張火力表都要計(jì)算幾百條彈道，而每條彈道的數(shù)學(xué)模型你知道是什么嗎？一組非常復(fù)雜的非線性方程組。這些方程組是沒(méi)有辦法求出準(zhǔn)確解的，因此只能用數(shù)值方法近似地進(jìn)行計(jì)算。

但即使用數(shù)值方法近似求解也不是一件容易的事！按當(dāng)時(shí)的計(jì)算工具，實(shí)驗(yàn)室即使雇用200多名計(jì)算員加班加點(diǎn)工作也大約需要二個(gè)多月的時(shí)間才能算完一張火力表。在“時(shí)間就是勝利”的戰(zhàn)爭(zhēng)年代，這么慢的速度怎么能行呢？恐怕還沒(méi)等先進(jìn)的武器研制出來(lái)，敗局已定。

為了改變這種不利的狀況，當(dāng)時(shí)任職賓夕法尼亞大學(xué)莫爾電機(jī)工程學(xué)院的莫希利（JohnMauchly）于1942年提出了試制第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)的初始設(shè)想——“高速電子管計(jì)算裝置的使用”，期望用電子管代替繼電器以提高機(jī)器的計(jì)算速度。

美國(guó)軍方得知這一設(shè)想，馬上撥款大力支持，成立了一個(gè)以莫希利、?？颂兀‥ckert）為首的研制小組開(kāi)始研制工作、預(yù)算經(jīng)費(fèi)為15萬(wàn)美元，這在當(dāng)時(shí)是一筆巨款。要不是為了戰(zhàn)爭(zhēng)，誰(shuí)能舍得出這么大的錢(qián)！雖說(shuō)戰(zhàn)爭(zhēng)萬(wàn)惡，但未始不偶爾促進(jìn)科技的發(fā)展。

讓研制工作十分幸運(yùn)的是，當(dāng)時(shí)任彈道研究所顧問(wèn)、正在參加美國(guó)第一顆原子彈研制工作的數(shù)學(xué)家馮·諾依曼（v·nweumann，美籍匈牙利人）帶著原子彈研制過(guò)程中遇到的大量計(jì)算問(wèn)題，在研制過(guò)程中期加入了研制小組。他對(duì)計(jì)算機(jī)的許多關(guān)鍵性問(wèn)題的解決作出了重要貢獻(xiàn)，從而保證了計(jì)算機(jī)的順利問(wèn)世。

．雖然ENIAC體積龐大，耗電驚人，運(yùn)算速度不過(guò)幾千次（現(xiàn)在的超級(jí)計(jì)算機(jī)的速度最快每秒運(yùn)算達(dá)萬(wàn)億次?。犬?dāng)時(shí)已有的計(jì)算裝置要快1000倍，而且還有按事先編好的程序自動(dòng)執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的功能ENIAC宣告了一個(gè)新時(shí)代的開(kāi)始。從此科學(xué)計(jì)算的大門(mén)也被打開(kāi)了。

計(jì)算機(jī)按其電子器件劃分：第一代：電子管時(shí)代第二代：晶體管時(shí)代第三代：中小規(guī)模集成電路時(shí)代第四代：大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路時(shí)代如果你想購(gòu)買(mǎi)一臺(tái)計(jì)算機(jī)，你根據(jù)什么選擇呢？我們學(xué)校里的計(jì)算機(jī)你能判斷它們配置的高低嗎？學(xué)完本課的知識(shí)你就知道了！產(chǎn)品名稱聯(lián)想揚(yáng)天M4600V(WINXP)生產(chǎn)廠商Lenovo(聯(lián)想)產(chǎn)品簡(jiǎn)介Intel奔騰雙核E21401.6GHz/512MBDDR/160GB7200轉(zhuǎn)SATA/16XDVD-ROM/17英寸液晶顯示器防水鍵盤(pán)/USB光電鼠標(biāo)操作系統(tǒng)：Windowsxp產(chǎn)品報(bào)價(jià)4668元計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)包括主機(jī)和外部設(shè)備外部設(shè)備包括：輸入設(shè)備外部存儲(chǔ)器輸出設(shè)備

輸出設(shè)備顯示器輸入設(shè)備鼠標(biāo)輸入設(shè)備鍵盤(pán)主機(jī)箱機(jī)箱中的硬盤(pán)、光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器既是輸入設(shè)備，也是輸出設(shè)備輸出設(shè)備音箱主機(jī)箱里有什么？主板顯卡聲卡硬盤(pán)另外還有：光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、軟磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、網(wǎng)卡等CPU內(nèi)存儲(chǔ)器供電電源一、計(jì)算機(jī)包含了哪些硬件?主板CPU內(nèi)存儲(chǔ)器硬盤(pán)顯示器鍵盤(pán)鼠標(biāo)1.主板又叫主機(jī)板(mainboard)、系統(tǒng)板（systemboard）、母板（motherboard）；是計(jì)算機(jī)最基本的也是最主要的部件之一；主板2.中央處理器簡(jiǎn)稱(CPU)，一般是由控制器和運(yùn)算器兩個(gè)部件構(gòu)成并集成在一塊芯片上。CPU是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心部件（計(jì)算機(jī)的“心臟”），在很大程度上它決定了計(jì)算機(jī)的性能。中央處理器3.內(nèi)存儲(chǔ)器簡(jiǎn)稱內(nèi)存,是計(jì)算機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)信息的設(shè)備分為只讀存儲(chǔ)器(ROM)和隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）兩種。平時(shí)人們常說(shuō)的“內(nèi)存”？——隨機(jī)存儲(chǔ)器內(nèi)存中央處理器簡(jiǎn)稱CPU（CentralProcessingUnit），一般是由控制器和運(yùn)算器兩個(gè)部件構(gòu)成并集成在一塊芯片是（如圖所示）。控制器負(fù)責(zé)指揮和控制其他各個(gè)部件協(xié)同工作，運(yùn)算器是計(jì)算機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行各種運(yùn)算。CPU是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心部件，常常將其比喻成計(jì)算機(jī)的“心臟”，在很大程度上，它決定了計(jì)算機(jī)的性能。在上圖中，“奔騰”是指它的型號(hào)。所謂雙核處理器，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是在一塊CPU基板上集成兩個(gè)處理器核心，并通過(guò)并行總線將各處理器核心連接起來(lái)。它比單核處理器性能提高很多。而1.6GHz是CPU的時(shí)鐘頻率即主頻。主頻的單位有MHz（兆赫茲）、GHz（吉赫茲）。一般來(lái)說(shuō)，主頻越高，CPU的速度就越快，整機(jī)的性能就越高。IntelCPU內(nèi)存儲(chǔ)器簡(jiǎn)稱內(nèi)存，是計(jì)算機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)信息的設(shè)備。計(jì)算機(jī)運(yùn)行時(shí)的程序和數(shù)據(jù)，全部都存儲(chǔ)在內(nèi)存中，聽(tīng)候CPU的調(diào)遣。它有只讀存儲(chǔ)器（ROM）和隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）兩種。只讀存儲(chǔ)器中的信息是事先存放在其中的，只能由CPU讀出來(lái)，而不能再修改或?qū)懭肫渌畔?；斷電之后，其中的信息也不?huì)消失。平時(shí)人們常說(shuō)的“內(nèi)存”是指隨機(jī)存儲(chǔ)器（如右圖所示），其存儲(chǔ)的程序和數(shù)據(jù)在關(guān)機(jī)后就會(huì)消失。常說(shuō)的有SDRAM和DDR兩種規(guī)格，其中有256MB、512MB、1024MB、2GB、4GB等。思考？既然ROM只能讀不能寫(xiě)，一關(guān)機(jī)RAM中的數(shù)據(jù)就消失，那么我們常說(shuō)的數(shù)據(jù)存盤(pán)都把數(shù)據(jù)存到哪里了呢？？？4.外存儲(chǔ)器利用外存儲(chǔ)器可以將信息長(zhǎng)期保存，一般有硬盤(pán)存儲(chǔ)器、U盤(pán)、光盤(pán)存儲(chǔ)器等存儲(chǔ)設(shè)備：硬盤(pán)存儲(chǔ)器U盤(pán)光盤(pán)存儲(chǔ)器5.輸入設(shè)備輸入設(shè)備可以讓我們將外部信息（如文字、數(shù)字、聲音、圖像、程序、指令等）轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)中，以便加工、處理。輸入設(shè)備是人們和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間進(jìn)行信息交換的主要裝置之一。輸入設(shè)備輸入設(shè)備可以讓我們將外部信息（如文字、數(shù)字、聲音、圖像、程序、指令等）轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)中，以便加工、處理。輸入設(shè)備是人們和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間進(jìn)行信息交換的主要裝置之一。鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、掃描儀、光筆、壓感筆、手寫(xiě)輸入板、游戲桿、語(yǔ)音輸入裝置、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、光電閱讀器等都屬于輸入設(shè)備。其中最常用的輸入設(shè)備是鍵盤(pán)和鼠標(biāo)。鍵盤(pán)鼠標(biāo)常用的輸入設(shè)備：6.輸出設(shè)備輸出設(shè)備是用來(lái)顯示式打印輸出計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)以及計(jì)算機(jī)處理結(jié)果的設(shè)備，常見(jiàn)的輸出設(shè)備有：輸出設(shè)備輸出設(shè)備是用來(lái)顯示或打印輸出計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)以及計(jì)算機(jī)處理結(jié)果的設(shè)備，常見(jiàn)的輸出設(shè)備有顯示器、打印機(jī)、繪圖儀、音箱等，最常用的輸出設(shè)備是顯示器和打印機(jī)。目前較流行的輸入輸出設(shè)備還有集掃描、復(fù)印、打印于一身的多功能一體機(jī)。顯示器激光打印機(jī)打印一體機(jī)1.計(jì)算機(jī)的主要性能指標(biāo)1.字長(zhǎng)：字長(zhǎng)是CPU能夠直接處理的二進(jìn)制數(shù)據(jù)位數(shù)，它直接關(guān)系到計(jì)算機(jī)的計(jì)算精度、功能和速度。字長(zhǎng)越長(zhǎng)處理能力就越強(qiáng)。常見(jiàn)的微機(jī)字長(zhǎng)有8位、16位和32位。2.運(yùn)算速度：運(yùn)算速度是指計(jì)算機(jī)每秒中所能執(zhí)行的指令條數(shù)，一般用MIPS為單位。3.主頻主頻是指CPU的時(shí)鐘頻率。它的高低在一定程度上決定了計(jì)算機(jī)速度的高低。主頻以兆赫茲（MHz）為單位，一般說(shuō)，主頻越高，速度越快。由于微處理器發(fā)展迅速，微機(jī)的主頻也在不斷提高?！氨简v”（Pentium）處理器的主頻目前已超過(guò)2GHz。4.存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)容量包括內(nèi)存容量和外存容量，主要指內(nèi)存儲(chǔ)器的容量。顯然內(nèi)存容量越大，機(jī)器所能運(yùn)得的程序就越大，處理能力就越強(qiáng)。尤其是當(dāng)前微機(jī)應(yīng)用多涉及圖像信息處理，要求的存儲(chǔ)容量會(huì)越來(lái)越大，甚至沒(méi)有足夠大的內(nèi)存容量就無(wú)法運(yùn)行某些軟件。目前微機(jī)的內(nèi)存容量一般為128MB—512MB。5.存取速度

是指存儲(chǔ)器完成一次讀取或?qū)懘娌僮魉璧臅r(shí)間，稱為存儲(chǔ)器的存取時(shí)間或訪問(wèn)時(shí)間。而邊連續(xù)兩次或?qū)懰枰淖疃虝r(shí)間，稱為存儲(chǔ)周期。對(duì)于半導(dǎo)體存儲(chǔ)器來(lái)說(shuō)，存取周期大約為幾十到幾百毫秒之間。它的快慢會(huì)影響到計(jì)算機(jī)的速度。

6.可靠性可靠性指計(jì)算機(jī)連續(xù)無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間的長(zhǎng)短?？煽啃院?，表示無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)。7.兼容性任何一種計(jì)算機(jī)中，高檔機(jī)總是低檔機(jī)發(fā)展的結(jié)果。向下兼容：如果原來(lái)為低檔機(jī)開(kāi)發(fā)的軟件不加修改就能在它的高檔機(jī)上運(yùn)行和使用，則稱此高檔機(jī)為向下兼容。二、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)只有硬件是無(wú)法工作的，還需要使用軟件系統(tǒng)來(lái)操縱計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)。硬件是物質(zhì)基礎(chǔ)，是軟件的載體，兩者相輔相成，缺一不可。軟件一般分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類。人們常說(shuō)的WindowsUnixLinux就是系統(tǒng)軟件中最常用的操作系統(tǒng)軟件。操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)的使用者提供的操作平臺(tái)，它可對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)管理、設(shè)備管理、文件管理、處理機(jī)管理等工作。應(yīng)用軟件是為使用計(jì)算機(jī)處理在工作、學(xué)習(xí)中遇到的實(shí)際問(wèn)題而編寫(xiě)的軟件，如IE瀏覽器、Word文字處理軟件、數(shù)據(jù)處理軟件Excel，多媒體作品制作Powerpoint、各種管理軟件、輔助教學(xué)軟件和游戲軟件等。三、計(jì)算機(jī)的分類？想一想你見(jiàn)過(guò)或聽(tīng)說(shuō)過(guò)哪些不同類型的計(jì)算機(jī)？它們的區(qū)別在哪里？一般按規(guī)模劃分，計(jì)算機(jī)可分為巨型機(jī)、大型機(jī)、中型機(jī)、小型機(jī)或微型機(jī)。在計(jì)算機(jī)這個(gè)大家族中，巨型機(jī)（如圖）的運(yùn)算速度快，存儲(chǔ)容量大，但一般體積較大，是尖端科技經(jīng)常使用的工具。而微型計(jì)算機(jī)（如圖）則體積小，是廣為大眾所接受的信息處理工具我們?nèi)粘Ｉ睢⒐ぷ髦谐Ｓ糜?jì)算機(jī)就是微型計(jì)算機(jī)，常被稱為“個(gè)人電腦”，簡(jiǎn)稱PC(PersonalComputer)。本教材中所說(shuō)的計(jì)算機(jī)均指微型計(jì)算機(jī)?！笆锕狻本扌蜋C(jī)微型計(jì)算機(jī)——臺(tái)式機(jī)微型計(jì)算機(jī)——筆記本微型計(jì)算機(jī)——一體機(jī)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)內(nèi)存儲(chǔ)器輸入設(shè)備輸出設(shè)備鍵盤(pán)、鼠標(biāo)掃描儀、光筆顯示器、打印機(jī)投影儀等只讀存儲(chǔ)器（ROM）只可讀不可寫(xiě)，斷電后數(shù)據(jù)不會(huì)消失隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）既可讀又可寫(xiě)，斷電后數(shù)據(jù)消失系統(tǒng)軟件：用來(lái)管理計(jì)算機(jī)硬件的程序，如：操作系統(tǒng)

Windows系統(tǒng)、DOS系統(tǒng)、Unix、Linux系統(tǒng)顯卡及其他設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序等應(yīng)用軟件：為完成某一任務(wù)而編寫(xiě)的專用程序，如Word、

Excel、播放器、財(cái)會(huì)軟件等耳麥、手機(jī)觸摸屏既是輸入也是輸出主機(jī)外部設(shè)備完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成運(yùn)算器控制器CPU(中央處理器)課堂拓展1、硬件是看得見(jiàn)，摸得著的計(jì)算機(jī)實(shí)體。軟件是為計(jì)算機(jī)運(yùn)行服務(wù)的各種程序和資料。2、主機(jī)從外觀上看，通常有兩大部分組成，及主機(jī)和外部設(shè)備。主機(jī)主要包括的部件：中央處理器（CPU）、內(nèi)存條、驅(qū)動(dòng)器（軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器）、主板、顯卡、聲卡、網(wǎng)卡。3、ROM(只讀存儲(chǔ)器)只能讀，不能寫(xiě)。斷電后數(shù)據(jù)不變

RAM(隨機(jī)存儲(chǔ)器)可以讀，可以寫(xiě)，斷電后數(shù)據(jù)消失，容量小，速度快。4、電源開(kāi)