第一課 計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)

第一章計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)知識目錄教學(xué)目標(biāo)認(rèn)識計(jì)算機(jī)個(gè)人電腦計(jì)算機(jī)特點(diǎn)、應(yīng)用領(lǐng)域計(jì)算機(jī)發(fā)展史計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本構(gòu)成計(jì)算機(jī)硬件的組成教學(xué)目標(biāo)：1、掌握計(jì)算機(jī)的概念、特點(diǎn)及其應(yīng)用領(lǐng)域2、了解計(jì)算機(jī)的組成與工作原理3、了解微型計(jì)算機(jī)的組成及其硬件配置認(rèn)識計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)是電子數(shù)字計(jì)算機(jī)的簡稱，是一種能按照程序自動、高速、精確地進(jìn)行數(shù)值運(yùn)算和信息處理的電子設(shè)備。它主要由一些機(jī)械的、電子的器件組成，再配以適當(dāng)?shù)某绦蚝蛿?shù)據(jù)。程序及數(shù)據(jù)輸入后可以自動執(zhí)行，用以解決某些實(shí)際問題。計(jì)算機(jī)中的各個(gè)物理實(shí)體稱為計(jì)算機(jī)硬件（例如顯示器、鍵盤等）；程序和數(shù)據(jù)（例如QQ、游戲等）則稱為計(jì)算機(jī)軟件。個(gè)人計(jì)算機(jī)個(gè)人計(jì)算機(jī)PC（PersonalComputer）一詞源自于1978年IBM公司的第一部臺式微型計(jì)算機(jī)的型號。今天，個(gè)人計(jì)算機(jī)是使用最廣泛的計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)運(yùn)算速度快計(jì)算精度高自動化程度高具有超強(qiáng)的“記憶”能力具有邏輯判斷能力通用性強(qiáng)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用科學(xué)計(jì)算，如航空航天、氣象、軍事等。數(shù)據(jù)處理，如人事管理、股票分析等。自動控制，如汽車生產(chǎn)流水線等。計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)，如建筑外觀的設(shè)計(jì)和制造。人工智能，如模擬醫(yī)生看??；人機(jī)對弈等。計(jì)算機(jī)分類1989年美國電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE)的科學(xué)巨型機(jī)委員會將計(jì)算機(jī)劃分為：巨型機(jī)大型主機(jī)小型機(jī)工作站微型計(jì)算機(jī)（個(gè)人計(jì)算機(jī)）計(jì)算機(jī)發(fā)展史代別起迄年份代表機(jī)器硬件軟件應(yīng)用領(lǐng)域邏輯元件主存儲器其他第一代1946

~

1955ENIAC

ADVAC

UNIVAC-1

IBM-704電子管水銀延遲線、磁鼓、磁芯輸入輸出主要

采用穿孔卡片機(jī)器語言、

匯編語言科學(xué)計(jì)算第二代1955

~

1964IBM-7090

ATLAS晶體管普遍采

用磁芯外存開始采用

磁帶、磁盤高級語言、管理程序、監(jiān)控程序、簡單的操作系統(tǒng)科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、事務(wù)管理第三代1965

~

1970IBM-360

CDC-6000

PDP-11

NOVA集成

電路磁芯、半導(dǎo)體外存普遍采用

磁帶、磁盤多種功能較強(qiáng)的操作系統(tǒng)、會話式語言實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化系列化，應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域第四代1970

至今IBM-4300

VAX-11

IBM-PC超大規(guī)模集成電路半導(dǎo)體各種專用外設(shè)，大容量磁盤、光盤等普遍使用可視化操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、多媒體、網(wǎng)絡(luò)軟件廣泛應(yīng)用于所有領(lǐng)域計(jì)算機(jī)發(fā)展史第一代計(jì)算機(jī)(46年—55年)邏輯元件：電子管內(nèi)存：延遲線或磁芯外存：紙帶、卡片或磁帶工作速度：幾千～幾萬次／秒軟件：機(jī)器語言或匯編語言應(yīng)用：科學(xué)計(jì)算代表機(jī)型：ENIAC第一臺電子數(shù)字計(jì)算機(jī)ENIAC1946年2月誕生于美國賓夕法尼亞大學(xué)，設(shè)計(jì)目的是為美國陸軍彈道實(shí)驗(yàn)室解決彈道特性的計(jì)算問題。5000次加法/秒體重30噸占地170M218800只電子管1500個(gè)繼電器耗電150KW價(jià)值40萬美元第二代計(jì)算機(jī)(55年—64年)邏輯元件：晶體管內(nèi)存：磁芯外存：磁帶或磁盤工作速度：幾十萬次／秒軟件：高級語言應(yīng)用：科學(xué)計(jì)算及工業(yè)控制代表機(jī)型：IBM700系列計(jì)算機(jī)發(fā)展史第三代計(jì)算機(jī)(64年—70年)邏輯元件：中小規(guī)模集成電路內(nèi)存：半導(dǎo)體存儲器外存：磁帶或磁盤工作速度：幾十萬～幾千萬次／秒軟件：高級語言應(yīng)用：計(jì)算、管理及控制代表機(jī)型：BMSystem/360計(jì)算機(jī)發(fā)展史SSIMSI第四代計(jì)算機(jī)(71年—至今)邏輯元件(超)大規(guī)模集成電路內(nèi)存半導(dǎo)體存儲器外存磁盤或光盤工作速度幾百萬～上億次／秒軟件操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件應(yīng)用以網(wǎng)絡(luò)、多媒體為特征計(jì)算機(jī)發(fā)展史微型計(jì)算機(jī)微型計(jì)算機(jī)屬于第四代計(jì)算機(jī),分代如下:微機(jī)分代開始時(shí)間CPU字長主頻集成度

一1971Intel400441MHz

2千

二1973Intel808084MHz

4～9千三1978Intel8088165～10MHz2～7萬四1985Intel803863210～40MHz10～100萬五1993～現(xiàn)在Pentium641.4～3.4GHz100萬以上目前市場上的CPU主要有:Intel的Pentium、Celeron,AMD的Athlon64等。計(jì)算機(jī)發(fā)展方向巨型化微型化網(wǎng)絡(luò)化智能化多媒體化計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本構(gòu)成中央處理器一般也稱為CPU，是計(jì)算機(jī)的核心，具有運(yùn)算能力和控制功能。計(jì)算機(jī)由CPU、內(nèi)存儲器、輸入輸出接口電路和系統(tǒng)總線構(gòu)成，通常稱為計(jì)算機(jī)主機(jī)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為主體，并配上外設(shè)和系統(tǒng)軟件之后構(gòu)成的軟硬件系統(tǒng)。我們通常所說的“計(jì)算機(jī)”，其準(zhǔn)確的名稱應(yīng)該是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本構(gòu)成計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)是構(gòu)成計(jì)算機(jī)的物理裝置，是看得見、摸得著的一些實(shí)實(shí)在在的有形實(shí)體。目前的計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)采用的仍是計(jì)算機(jī)的經(jīng)典結(jié)構(gòu)——馮·諾依曼結(jié)構(gòu)，即采用總線結(jié)構(gòu)將運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備5大部件連接起來。其中，運(yùn)算器和控制器構(gòu)成了計(jì)算機(jī)的核心部件——中央處理器（CenterProcessUnit，簡稱CPU）。計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)數(shù)據(jù)流控制流計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)運(yùn)算器：算術(shù)運(yùn)算或邏輯運(yùn)算控制器：取指令、譯碼、執(zhí)行指令存儲器：保存信息

內(nèi)存：ROM(只讀存儲器)

RAM(隨機(jī)存儲器，斷電后信息全部丟失)

外存：磁盤(軟盤、硬盤)、光盤、磁帶輸入設(shè)備：輸入數(shù)據(jù)(鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀、光筆等)輸出設(shè)備：輸出數(shù)據(jù)(顯示器、打印機(jī)、繪圖儀等)計(jì)算機(jī)硬件組成CPU

CPU是電腦中的核心配件，只有火柴盒那么大，但它卻是一臺計(jì)算機(jī)的運(yùn)算核心和控制核心。電腦中所有操作都由CPU負(fù)責(zé)讀取指令，對指令譯碼并執(zhí)行指令的核心部件。計(jì)算機(jī)硬件組成主板

主板是計(jì)算機(jī)中最基本的也是最重要的部件之一。主板一般為矩形電路板，上面安裝了組成計(jì)算機(jī)的主要電路系統(tǒng)，一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、鍵盤、鼠標(biāo)接口和面板控制開關(guān)接口、指示燈插接件、擴(kuò)充插槽、主板及插卡的直流電源供電接插件等元件。計(jì)算機(jī)硬件組成主板接口（I/O接口）

計(jì)算機(jī)與外設(shè)之間不能直接進(jìn)行信息交換，必須通過I/O接口才能完成信息傳送。計(jì)算機(jī)硬件組成內(nèi)存（內(nèi)存儲器）

內(nèi)存是電腦中的主要部件，它是相對于外存而言的。我們平常使用的程序，如使用Windows系統(tǒng)、辦公軟件、游戲軟件等，一般都是安裝在硬盤等外存上的，但僅此是不能使用其功能的，必須把它們調(diào)入內(nèi)存中運(yùn)行。計(jì)算機(jī)硬件組成內(nèi)存（內(nèi)存儲器）

●隨機(jī)存儲器（RandomAccessMemory） RAM有以下特點(diǎn)：可以讀出，也可以寫入。讀出時(shí)并不損壞原來存儲的內(nèi)容，只有寫入時(shí)才修改原來所存儲的內(nèi)容。斷電后，存儲內(nèi)容立即消失，即具有易失性。RAM可分為動態(tài)（DynamicRAM）和靜態(tài)（StaticRAM）兩大類。DRAM的特點(diǎn)是集成度高，主要用于大容量內(nèi)存儲器；SRAM的特點(diǎn)是存取速度快，主要用于高速緩沖存儲器。

計(jì)算機(jī)硬件組成內(nèi)存（內(nèi)存儲器）

●只讀存儲器(ReadOnlyMemory) ROM是只讀存儲器。顧名思義，它的特點(diǎn)是只能讀出原有的內(nèi)容，不能由用戶再寫入新內(nèi)容。原來存儲的內(nèi)容是采用掩膜技術(shù)由廠家一次性寫入的，并永久保存下來。它一般用來存放專用的固定的程序和數(shù)據(jù)。不會因斷電而丟失。計(jì)算機(jī)硬件組成硬盤（外存儲器）

硬盤是電腦主要的存儲媒介之一，由一個(gè)或者多個(gè)鋁制或者玻璃制的碟片組成。這些碟片外覆蓋有鐵磁性材料。絕大多數(shù)硬盤都是固定硬盤，被永久性地密封固定在硬盤驅(qū)動器中。硬盤是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中最主要的外存儲設(shè)備。現(xiàn)在還有很多不同的外存儲器。計(jì)算機(jī)硬件組成存儲容量

Byte（字節(jié)）：由8個(gè)二進(jìn)位構(gòu)成，如：10010101

1B（字節(jié)）=8個(gè)二進(jìn)位1KB（千字節(jié)）=1024B1MB（兆）=1024KB1GB=1024MB1TB=1024GB計(jì)算機(jī)硬件組成顯示器（輸出設(shè)備）

顯示器(Display)是計(jì)算機(jī)中最主要的輸出設(shè)備，它的任務(wù)是將計(jì)算機(jī)處理的結(jié)果，轉(zhuǎn)化為人眼可以辨識的圖形圖像呈現(xiàn)出來。計(jì)算機(jī)硬件組成鼠標(biāo)、鍵盤（輸入設(shè)備）

鼠標(biāo)與鍵盤都是計(jì)算機(jī)中最主要的輸入設(shè)備。都是向計(jì)算機(jī)發(fā)出各種指令、與計(jì)算機(jī)進(jìn)行對話、對計(jì)算機(jī)進(jìn)行操作的一種硬件設(shè)備。計(jì)算機(jī)硬件組成其它硬