1、第第1页页一一.计算机系统的组成计算机系统的组成二二.冯冯诺依曼型计算机及工作原理诺依曼型计算机及工作原理 三三.计算机的硬件系统计算机的硬件系统 四四.计算机系统的主要技术指标计算机系统的主要技术指标一一.计算机系统的组成计算机系统的组成 一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。冯冯诺依曼诺依曼于于19461946年首先提出了年首先提出了程序存储程序存储的的基本思想基本思想概括为以下概括为以下三点三点：(1)(1)计算机由运算器、控制器、存储器、输计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五个基本部分组成。入设备和输
2、出设备五个基本部分组成。(2)(2)计算机内部采用计算机内部采用二进制二进制表示指令和数据。表示指令和数据。(3)(3)将编制好的程序和原始数据存入计算机将编制好的程序和原始数据存入计算机的内存储器中的内存储器中，启动计算机后，能自动逐条取出启动计算机后，能自动逐条取出指令执行。指令执行。二二.冯冯诺依曼型计算机及工作原理诺依曼型计算机及工作原理 第第4页页冯冯诺依曼提出的这种体诺依曼提出的这种体系结构，奠定了现代计算系结构，奠定了现代计算机结构理论，被誉为计算机结构理论，被誉为计算机发展史上的里程碑，直机发展史上的里程碑，直到现在，计算机仍沿用这到现在，计算机仍沿用这种种“存储程序存储程序”
3、的体系结的体系结构，因此，所有的计算机构，因此，所有的计算机都有一个共同的名字，称都有一个共同的名字，称之为之为“冯冯诺依曼诺依曼”体系结体系结构的计算机。构的计算机。美籍匈牙利数学家冯美籍匈牙利数学家冯诺依曼诺依曼冯冯诺依曼诺依曼第第5页页冯冯诺依曼思想诺依曼思想：二进制二进制程序与数据一样存程序与数据一样存放在内存放在内存五大模块五大模块存储器数据流控制流运算器外存储器输出设备内存储器输入设备控制器冯冯诺依曼型计算机是如何工作的？诺依曼型计算机是如何工作的？第第6页页 计算机硬件是人们看得见、摸得着的实体，它是由一组计算机硬件是人们看得见、摸得着的实体，它是由一组设备组装而成的，将这些设备
4、作为一个统一体而协调运行，设备组装而成的，将这些设备作为一个统一体而协调运行，故称之为硬件系统。故称之为硬件系统。计算机硬件主要由运算器、控制器、存计算机硬件主要由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成。储器、输入设备和输出设备五部分组成。1运算器（运算器（ALU）2.控制器（控制器（CU）3存储器存储器 （1）主存储器（内存）主存储器（内存）（2）辅助存储器（外存）辅助存储器（外存）4输入设备输入设备 5输出设备输出设备 三三.计算机的硬件系统计算机的硬件系统第第7页页 1 1、运算器、运算器（ALU:Arithmetical and Logical Unit）运算器的主要功能
5、就是对二进制数据进行运算器的主要功能就是对二进制数据进行算术运算和逻算术运算和逻辑运算辑运算，所以也称算术逻辑单元。，所以也称算术逻辑单元。2 2、控制器、控制器（CU：Control Unit）控制器是整个计算机的控制器是整个计算机的控制枢纽控制枢纽，用于控制计算机各部，用于控制计算机各部件件协调地工作协调地工作。运 算 器 和 控 制 器 合 在 一 起 称 为 中 央 处 理 器运 算 器 和 控 制 器 合 在 一 起 称 为 中 央 处 理 器 C P U（Central Processig Unit），它是计算机的），它是计算机的核心部件核心部件。人。人们所说的们所说的286、38
6、6、486等微机，是以等微机，是以CPU对应的型号对应的型号80286、80386、80486等来命名的。等来命名的。三三.计算机的硬件系计算机的硬件系统统第第8页页主机箱主机箱 主机箱中的主要主机箱中的主要组件有主板、组件有主板、CPU、内存条、内存条、硬盘、光驱、显硬盘、光驱、显卡、声卡及电源卡、声卡及电源等。等。第第9页页第第10页页主板主板 主板又称系统板或母板（主板又称系统板或母板（mother board），），是计算机主机的核心，被固定在机箱内。是计算机主机的核心，被固定在机箱内。计算机整体性能是否能稳定有效地得到发计算机整体性能是否能稳定有效地得到发挥，挥，主板将起到非常重要的
7、作用。主板将起到非常重要的作用。计算机中几乎所有的基本设备都与主板相计算机中几乎所有的基本设备都与主板相连接。主板是计算机中最大的一块电路板，连接。主板是计算机中最大的一块电路板，上面有一系列的插槽及接口：上面有一系列的插槽及接口：第第11页页早期的早期的CPU 586 686 K6 PPP P CPU CPU第第12页页CPUCPU的流行产品的流行产品 目前，微型计算机的目前，微型计算机的CPUCPU大多采用大多采用IntelIntel公司公司的的PentiumPentium系列产品系列产品、CeleronCeleron（赛扬）（赛扬）系列产系列产品和品和AMDAMD公司的公司的K K系列产
8、品系列产品。其中其中IntelIntel公司于公司于20002000年年1111月月2020日发布的日发布的Pentium Pentium：(核心面积为核心面积为217mm217mm2 2，集成了，集成了42004200万个晶体管万个晶体管，引脚数，引脚数423423针，时钟频率高达针，时钟频率高达1.5GHz1.5GHz，数据宽度，数据宽度6464位位)Pentium Pentium 的推出标志着一个处理器新时代的推出标志着一个处理器新时代的开始。的开始。第第13页页 1）字长：）字长：在计算机中，作为一个整体参与在计算机中，作为一个整体参与运算、处理和传送的一串二进制数，称为运算、处理和传
9、送的一串二进制数，称为一个一个字字。组成该字的二进制组成该字的二进制“数数”的的“位位数数”称为称为“字长字长”。字长等于字长等于CPU中通用中通用寄存器的位数。因此在用字长来区分计算寄存器的位数。因此在用字长来区分计算机时，常把计算机说成机时，常把计算机说成“8位机位机”、“16位位机机”、“32位机位机”、“64位机位机”。2)主频：主频：对同一型号的对同一型号的CPU还可按他们的还可按他们的主频进一步加以区分，例：主频进一步加以区分，例：100、133、166、200、233、266、300MHZ，4GHZ等。等。主频是表征计算机运算速度的主主频是表征计算机运算速度的主要参数。要参数。C
10、PU的主要参数：的主要参数：第第14页页3 3、存储器、存储器（Memory）存储器是计算机用来存储器是计算机用来存放程序和数据存放程序和数据的记的记忆装置。忆装置。计算机中的全部信息，包括计算机中的全部信息，包括输入输入的原始信的原始信息，经过计算机初步加工后的息，经过计算机初步加工后的中间信息中间信息以及以及最后处理得到的最后处理得到的结果信息结果信息都记忆或存储在存都记忆或存储在存储器中。另外，对数据信息进行加工处理的储器中。另外，对数据信息进行加工处理的一系列指令所构成的一系列指令所构成的程序程序也存放其中。也存放其中。存储器分为两大类：存储器分为两大类：内存储器和外存储器内存储器和外
11、存储器。第第15页页 内存是计算机运行程序时内存是计算机运行程序时临时存储数据临时存储数据的的地方，其地方，其存储速度及大小直接影响着计算存储速度及大小直接影响着计算机的整体性能。机的整体性能。内存存储的数据直接供内存存储的数据直接供CPU使用，存储容量越大，计算机执行效使用，存储容量越大，计算机执行效率越高。率越高。内存包括内存包括ROM和和RAM两种。两种。3、存储器、存储器（1）内存储器）内存储器第第16页页随机存储器随机存储器(Random Access Memory，简称，简称RAM)3、存储器、存储器（1）内存储器）内存储器第第17页页 只读存储器只读存储器(Read only M
12、emory，简称，简称ROM)3、存储器、存储器（1）内存储器）内存储器第第18页页 硬盘是计算机系统中使用硬盘是计算机系统中使用最多的外存储器，安装在主机最多的外存储器，安装在主机箱中，如图所示。箱中，如图所示。目前硬盘的发展主要是向目前硬盘的发展主要是向大容量、高速存储、小体积、大容量、高速存储、小体积、高可靠性这几个方面进行。硬高可靠性这几个方面进行。硬盘一般采用盘一般采用IDEIDE标准接口，随标准接口，随着技术的不断提高，目前比较着技术的不断提高，目前比较流行的是流行的是EIDEEIDE标准接口。标准接口。（a a）硬盘硬盘 3、存储器、存储器（2）外存储器）外存储器第第19页页硬盘
13、的磁道、硬盘的磁道、扇区、柱面扇区、柱面柱面扇区磁道硬盘片是由涂有磁性材料的铝合金构成硬盘片是由涂有磁性材料的铝合金构成读写硬盘时，磁性圆盘高速旋转产生的读写硬盘时，磁性圆盘高速旋转产生的托力使磁头悬浮在盘面上而不接触盘面托力使磁头悬浮在盘面上而不接触盘面硬盘容量视具体类型而定硬盘容量视具体类型而定硬盘片读写磁头硬盘第第20页页（b b）光盘与光驱）光盘与光驱 光盘读写原理：光盘读写原理：写入数据时写入数据时，用高能激光束沿螺旋线照射光盘片，在可塑层，用高能激光束沿螺旋线照射光盘片，在可塑层上灼出极小的坑，并以小坑的有无表示上灼出极小的坑，并以小坑的有无表示 0 0 和和 1 1。全部数据写。
14、全部数据写完后，再往可塑层上喷镀一层金属材料以固定信息。完后，再往可塑层上喷镀一层金属材料以固定信息。读出时读出时，用低能激光束入射光盘，利用盘表面上的小坑和平，用低能激光束入射光盘，利用盘表面上的小坑和平面处的不同反射，来区分面处的不同反射，来区分 0 0 和和 1 1。特点：特点：容量大、可靠性高、不怕电磁干扰、保存时间长、价格低，容量大、可靠性高、不怕电磁干扰、保存时间长、价格低，容量为容量为650MB650MB左右。左右。分类：分类：只读只读（CD-ROMCD-ROM）、）、一次写入一次写入（WORMWORM）和）和可擦写可擦写（CD-RWCD-RW）等；常用只读光盘，直径）等；常用只
15、读光盘，直径120mm120mm，容量，容量650MB650MB。3、存储器、存储器（2）外存储器）外存储器第第21页页第第22页页 优盘是以半导体芯片为存储优盘是以半导体芯片为存储介质。介质。其优点是体积小、其优点是体积小、重量重量轻、便于携带、不怕碰撞、无噪轻、便于携带、不怕碰撞、无噪声、读写速度快等。其缺点是价声、读写速度快等。其缺点是价格较高、容量有限。它采用了一格较高、容量有限。它采用了一种叫做种叫做“Flash Memory”的技的技术，是一种非易失性的存储器，术，是一种非易失性的存储器，可重复擦写可重复擦写 100万次，万次，保存数据保存数据可长达可长达10年以上。年以上。(C)
16、(C)优盘（闪存盘）优盘（闪存盘）3、存储器、存储器（2）外存储器）外存储器第第23页页移动存储产品移动存储产品 磁光技术移动存储产品磁光技术移动存储产品磁盘技术与光技术结合磁盘技术与光技术结合 Flash存储设备存储设备 闪存芯片为存储介质闪存芯片为存储介质采用采用USB的接口的接口可擦写可擦写100万次以上万次以上 第第24页页4 4、输入设备、输入设备（Input Device）输入输出设备是实现人与计算机之间相输入输出设备是实现人与计算机之间相互联系的部件。其主要功能是实现人互联系的部件。其主要功能是实现人机对机对话、输入与输出以及各种形式的数据变换等。话、输入与输出以及各种形式的数据
17、变换等。输入设备可以将各种形式的信息变换成输入设备可以将各种形式的信息变换成可以被计算机接收、识别的形式。可以被计算机接收、识别的形式。常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、触摸屏等。触摸屏等。第第25页页 鼠标以其快速、准确、直观的屏幕定位和选择能鼠标以其快速、准确、直观的屏幕定位和选择能力而深受欢迎，目前已成为微机必备的输入设备。力而深受欢迎，目前已成为微机必备的输入设备。鼠标的外形像是一只老鼠，它通过一根电线与主机鼠标的外形像是一只老鼠，它通过一根电线与主机的串行接口或的串行接口或PS/2接口相连。接口相连。鼠标的基本操作有五个：鼠标的基本操作有五个：指
18、向：把光标定位到某一对象上。指向：把光标定位到某一对象上。单击：鼠标左键快速地按下、松开。单击：鼠标左键快速地按下、松开。双击：连续按两次鼠标左键。双击：连续按两次鼠标左键。右击：鼠标右键快速地按下、松开。右击：鼠标右键快速地按下、松开。拖动：单击某对象，按住左键不放，同时移动鼠拖动：单击某对象，按住左键不放，同时移动鼠标光标至新位置。标光标至新位置。(1)(1)鼠标鼠标无线鼠标：无线鼠标：新买了一个无新买了一个无线鼠标，悄悄把线鼠标，悄悄把接头插在同学机接头插在同学机箱后面的箱后面的USB接接口上，然后偷偷口上，然后偷偷的在一边移动鼠的在一边移动鼠标，同学看到后标，同学看到后惊叹不止。惊叹不
19、止。然后换鼠标，然后换鼠标，拔网线，杀毒，拔网线，杀毒，重装系统。重装系统。第第26页页根据工作原理，鼠标的分类如下：根据工作原理，鼠标的分类如下：机械鼠标。机械鼠标。通过内部橡皮球的滚动，带动两侧的转轮来通过内部橡皮球的滚动，带动两侧的转轮来定位，成本低但寿命短、精度差。定位，成本低但寿命短、精度差。光电鼠标。光电鼠标。通过内部的红外光发射和接收装置来确定鼠通过内部的红外光发射和接收装置来确定鼠标的位置，精度高，寿命较长，但要使用专门的鼠标垫。标的位置，精度高，寿命较长，但要使用专门的鼠标垫。光学机械式鼠标。光学机械式鼠标。结合了机械鼠标和光电鼠标的优点。结合了机械鼠标和光电鼠标的优点。We
20、b的鼠标。的鼠标。加入了滚轮技术的光学机械式鼠标，带有加入了滚轮技术的光学机械式鼠标，带有一到两个滚轮，可以方便地滚动屏幕，省去了单击滚动一到两个滚轮，可以方便地滚动屏幕，省去了单击滚动条的麻烦。条的麻烦。无线鼠标。无线鼠标。不需连线，以红外或射频方式遥控鼠标操作。不需连线，以红外或射频方式遥控鼠标操作。价格比较高。价格比较高。(1)(1)鼠标鼠标第第27页页功能键区主键盘区编辑键区数字键区(2)(2)键盘键盘第第28页页 功能功能:可将图象扫描成可将图象扫描成点点的形式存的形式存放在磁盘上，还可以通过专用的软放在磁盘上，还可以通过专用的软件来件来识别识别标准的英文和汉字，将其标准的英文和汉字
21、，将其转换转换成文本文件的形式存于计算机成文本文件的形式存于计算机中，并通过文字处理软件进行中，并通过文字处理软件进行编辑编辑。用途用途:用于带图片的各种档案资料用于带图片的各种档案资料管理。管理。1.5(3)扫描仪扫描仪5 5、输出设备、输出设备（Output Device）输出设备可以将计算机的运算结果转换成输出设备可以将计算机的运算结果转换成人类能够接收和识别的形式人类能够接收和识别的形式。常用的输出设备有显示器、打印机、绘图常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪和音响等。仪和音响等。(1)显示器CRT显示器等离子显示器液晶显示器第第31页页针式打印机针式打印机 优点：打印成本低，打印介
22、质广。优点：打印成本低，打印介质广。缺点：打印质量差，噪声大。缺点：打印质量差，噪声大。喷墨打印机喷墨打印机 优点：价格低，噪声较小，打印速度较快，打印优点：价格低，噪声较小，打印速度较快，打印质量好。质量好。缺点：遇水会退色，对打印纸张要求高。缺点：遇水会退色，对打印纸张要求高。激光打印机激光打印机优点：打印速度快，打印质量好，噪声小优点：打印速度快，打印质量好，噪声小 缺点：价格贵，打印成本高。缺点：价格贵，打印成本高。(2)打印机打印机四、计算机系统的主要技术指标四、计算机系统的主要技术指标1、字长、字长字长是计算机运算器进行一次运算所能处理的数据的位数。字长越长，计算精度越高。2、主频
23、与时钟周期、主频与时钟周期主频是指计算机中CPU的时钟频率，时钟周期是时钟频率的倒数。频率越高，速度越快。3、运算速度、运算速度表示方法：（1）具体指明执行定点加、减、乘、除各需要多少时间（2）每秒所能执行的机器指令的百万条数MIPS4、存储容量、存储容量bit二进制位(b)，是数据的最小表示单位。Byte字节(B)，是计算机存储信息的基本单位。容量换算：1B=8b1KB=1024B=210B1MB=1024KB=10241024B=220B1GB=1024MB=102410241024B=230B1TB=1024GB=1024102410241024B=240B 主要内容一一.计算机系统的组成计算机系统的组成二二.冯冯诺依曼型计算机及工作原理诺依曼型计算机及工作原理 三三.计算机的硬件系统计算机的硬件系统 四四.计算机系统的主要技术指标计算机系统的主要技术指标作 业 简述冯诺依曼型电子数字计算机的特点及冯诺依曼体系核心。一个完整的计算机系统是由哪些部分组成的？硬件系统由哪些部分组成？什么是 RAM？什么是 ROM？它们有什么区别？第第35页页
