大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ) 課件 第1章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)

1.1

計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展《大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)》11.1.1什么是電子計(jì)算機(jī)CONTENTS目錄1.1.2計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生1.1.3計(jì)算機(jī)的發(fā)展1.1.4我國(guó)計(jì)算機(jī)的研制與發(fā)展1.1.5計(jì)算機(jī)的分類1.1.6計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)1.1.7計(jì)算機(jī)的應(yīng)用2

1.1.1

什么是電子計(jì)算機(jī)

我們?nèi)粘Ｔ诠ぷ?、學(xué)習(xí)與娛樂(lè)中使用的計(jì)算機(jī)其全稱為電子計(jì)算機(jī)，一般簡(jiǎn)稱為計(jì)算機(jī)（computer）、電腦或PC機(jī)（PersonalComputer）。電子計(jì)算機(jī)：人們?cè)O(shè)計(jì)、制造的一種電子設(shè)備，可以按照人們事先設(shè)計(jì)好并保存在存儲(chǔ)器中的程序，快速、精確、自動(dòng)地完成計(jì)算與信息處理工作。3

1.1.2

計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生

1.

ENIAC計(jì)算機(jī)1946年2月14日世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)在美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)莫爾電機(jī)工程學(xué)院的莫西利和?？颂刂鲗?dǎo)下研制成功，取名為ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorandCalculator，電子數(shù)字積分器與計(jì)算器，如下圖），主要用于飛行中彈道軌跡的計(jì)算問(wèn)題。ENIAC電子計(jì)算機(jī)在當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)條件下共使用了18000多個(gè)真空管，1500多個(gè)繼電器以及大量的其他電子元器件，重達(dá)30噸，占地達(dá)170余平方米，耗電量150千瓦。4

1.1.2

計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生

2.

馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮·諾依曼于1945年提出了計(jì)算機(jī)的邏輯結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)思想，其主要內(nèi)容有三點(diǎn)：（1）采用二進(jìn)制表示數(shù)據(jù)。（2）程序和數(shù)據(jù)一起存放在內(nèi)存儲(chǔ)器中，計(jì)算機(jī)按照事先設(shè)計(jì)好的程序工作，即“存儲(chǔ)程序”工作原理。（3）計(jì)算機(jī)由五個(gè)基本部分組成：運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備?，F(xiàn)在使用的計(jì)算機(jī)，其基本工作原理仍然是“存儲(chǔ)程序”和“程序控制”。正因?yàn)轳T·諾依曼對(duì)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)做出的重大貢獻(xiàn)，因此人們將基于以上三條原理設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)叫馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)。5

1.1.3

計(jì)算機(jī)的發(fā)展

從1946年第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)ENIAC誕生到現(xiàn)在70多年的時(shí)間里，電子計(jì)算機(jī)隨著電子元器件的進(jìn)步，其體積不斷變小，而性能與速度不斷提高。一般根據(jù)其物理原器件的不同，將計(jì)算機(jī)的發(fā)展分為四代。分代第一代第二代第三代第四代起始時(shí)間1946～1958年1959～1964年1965～1970年1971年至今物理器件電子管晶體管集成電路大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路主存儲(chǔ)器磁芯磁芯磁芯半導(dǎo)體運(yùn)算速度每秒幾千次到幾萬(wàn)次每秒數(shù)萬(wàn)次或幾十萬(wàn)次幾十萬(wàn)次到幾百萬(wàn)次幾百萬(wàn)次到億億次軟件機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言高級(jí)語(yǔ)言操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)軟件主要應(yīng)用領(lǐng)域科學(xué)計(jì)算科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理與工業(yè)控制社會(huì)各種領(lǐng)域6

1.1.4

我國(guó)計(jì)算機(jī)的研制與發(fā)展

我國(guó)電子計(jì)算機(jī)的科研、生產(chǎn)和應(yīng)用是從20世紀(jì)50年代中后期開(kāi)始的，發(fā)展情況如下。（1）第一代電子管計(jì)算機(jī)（1958～1964年）。我國(guó)于1956年提出研究與發(fā)展電子計(jì)算機(jī)技術(shù)，1957年開(kāi)始研制通用數(shù)字電子計(jì)算機(jī)，1958年8月1日中科院計(jì)算所研制成功第一臺(tái)電子管小型計(jì)算機(jī)103機(jī)，標(biāo)志著我國(guó)第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)的誕生。（2）第二代晶體管計(jì)算機(jī)（1965～1972年）。我國(guó)在研制第一代電子計(jì)算機(jī)的同時(shí)，開(kāi)始了晶體管計(jì)算機(jī)的研制工作。1965年中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所研制出我國(guó)第一臺(tái)大型晶體管計(jì)算機(jī)109乙型計(jì)算機(jī)。7

1.1.4

我國(guó)計(jì)算機(jī)的研制與發(fā)展

（3）第三代中小規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)（1973～20世紀(jì)80年代初）。1974年清華大學(xué)等多個(gè)單位聯(lián)合設(shè)計(jì)、研制成功了以集成電路為主要器件的DJS-130系列計(jì)算機(jī)。（4）第四代大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)（20世紀(jì)80年代中期至今）。我國(guó)第四代計(jì)算機(jī)的研制廣泛使用了Z80和X86等國(guó)際流行的通用微處理器芯片，1983年研制成功與IBM-PC機(jī)兼容的DJS-0520微機(jī)，該機(jī)性能良好，廣泛應(yīng)用于科研與學(xué)校等部門。81.1.5

計(jì)算機(jī)的分類

分類別名（類別）特征主要用途計(jì)算速度單位代表機(jī)型國(guó)內(nèi)國(guó)外高性能計(jì)算機(jī)巨型機(jī)超級(jí)計(jì)算機(jī)速度快存儲(chǔ)器巨大結(jié)構(gòu)復(fù)雜價(jià)格昂貴1、重大的科學(xué)研究；2、國(guó)防尖端技術(shù)；3、國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域計(jì)算與數(shù)據(jù)處理任務(wù)。如核武器與反導(dǎo)武器的設(shè)計(jì)、空間技術(shù)研究、中長(zhǎng)期天氣預(yù)報(bào)、石油勘探、生命科學(xué)探索等領(lǐng)域。京次/秒（1京為1億億，1京等于1乘10的16次方）1、天河系列；2、神威·太湖之光日本的”富岳“，美國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)“頂點(diǎn)”等微型計(jì)算機(jī)個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC機(jī)）筆記本計(jì)算機(jī)平板計(jì)算機(jī)移動(dòng)智能設(shè)備體積小軟件豐富操作簡(jiǎn)單價(jià)格便宜1、辦公自動(dòng)化；2、信息處理；3、數(shù)據(jù)計(jì)算;4、信息存儲(chǔ)；5、網(wǎng)絡(luò)資源使用等。MIPS(MillionInstructionsPerSecond的縮寫(xiě)），每秒鐘執(zhí)行多少百萬(wàn)條指令1、華為系列；2、聯(lián)想系列等。DELL系列，HP系列等工作站高檔微型計(jì)算機(jī)與微型計(jì)算機(jī)相比：屏幕更大顯示器分辨率更高內(nèi)存容量更大1、圖形設(shè)計(jì)；2、圖像處理；3、工程計(jì)算與設(shè)計(jì)；4、視景仿真等。MIPS1、華為系列；2、聯(lián)想系列；3、中科曙光系列等。DELL系列，HP系列等服務(wù)器Web服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器文件服務(wù)器郵件服務(wù)器代理服務(wù)器存儲(chǔ)空間大處理器性能強(qiáng)可靠性和安全性較高為網(wǎng)絡(luò)用戶提供：1、信息存儲(chǔ)與處理；2、門戶網(wǎng)站、電子商務(wù)等服務(wù)；3、軟件應(yīng)用（財(cái)務(wù)軟件、辦公自動(dòng)化OA、游戲等應(yīng)用服務(wù)）。MIPS1、華為系列；2、浪潮系列；3、中科曙光系列等。DELL系列，HP系列等9

1.1.6

計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)

1.

巨型化巨型化是指計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度更高、存儲(chǔ)容量更大、功能更強(qiáng)。巨型化計(jì)算機(jī)主要應(yīng)用于天文、氣象、地質(zhì)、航天、核反應(yīng)等一些尖端科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，巨型計(jì)算機(jī)的研制已經(jīng)成為反映一個(gè)國(guó)家科研水平的重要標(biāo)志。目前已經(jīng)投入使用的巨型計(jì)算機(jī)其運(yùn)算速度可達(dá)每秒上億億次。2.

微型化微型化是指體積更小、價(jià)格更低、功能更強(qiáng)的微型計(jì)算機(jī)。微機(jī)化計(jì)算機(jī)可以嵌入儀器、儀表、家用電器、導(dǎo)彈彈頭等各類設(shè)備中，同時(shí)也作為工業(yè)控制過(guò)程的心臟，使儀器設(shè)備實(shí)現(xiàn)“智能化”。10

1.1.6

計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)

3.

網(wǎng)絡(luò)化網(wǎng)絡(luò)化是指利用通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，把分布在不同地點(diǎn)的計(jì)算機(jī)互聯(lián)起來(lái)，按照通信雙方事先約定的通信方式（即網(wǎng)絡(luò)協(xié)議）相互通信，以達(dá)到共享軟件、硬件和數(shù)據(jù)資源的目的。4.

智能化智能化就是要求計(jì)算機(jī)能模擬人的感覺(jué)和思維能力，可以“看”、“聽(tīng)”、“說(shuō)”、“想”、“做”，具有邏輯推理和自學(xué)習(xí)能力，即具有人工智能（ArtificialIntelligence，AI）功能。11

1.1.6

計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)

5.

多媒體化隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步與成本的降低，計(jì)算機(jī)從單一的文字處理功能發(fā)展到可以將文本、圖形、圖像、聲音、動(dòng)畫(huà)、視頻等多種信息進(jìn)行綜合處理與應(yīng)用，讓這些信息之間建立有機(jī)的邏輯關(guān)系，使計(jì)算機(jī)能夠形象生動(dòng)的、用交互方式展示不同媒體。6.

未來(lái)新型計(jì)算機(jī)從目前的研究情況來(lái)說(shuō)，未來(lái)計(jì)算機(jī)可能產(chǎn)生重要成果的包括以下幾個(gè)方面。（1）量子計(jì)算機(jī)（2）光計(jì)算機(jī)（3）分子計(jì)算機(jī)121.1.7

計(jì)算機(jī)的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)的應(yīng)用歸納起來(lái)可以包含以下幾個(gè)方面。1.

科學(xué)計(jì)算第一臺(tái)計(jì)算機(jī)ENIAC設(shè)計(jì)的目標(biāo)是進(jìn)行科學(xué)計(jì)算，科學(xué)計(jì)算是計(jì)算機(jī)最早的應(yīng)用領(lǐng)域，也是目前和今后最重要的應(yīng)用領(lǐng)域。2.

數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理是目前計(jì)算機(jī)應(yīng)用最為廣泛的領(lǐng)域。數(shù)據(jù)處理包括數(shù)據(jù)采集、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)、分類、組織、檢索等方面。3.

過(guò)程控制過(guò)程控制是利用計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)、分析和處理數(shù)據(jù)，并按最優(yōu)操作的要求迅速控制相關(guān)對(duì)象達(dá)到自動(dòng)控制或自動(dòng)調(diào)節(jié)的目標(biāo)。世界先進(jìn)水平。131.1.7

計(jì)算機(jī)的應(yīng)用

4.

輔助工程計(jì)算機(jī)輔助工程主要包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ComputerAidedDesign，CAD）、計(jì)算機(jī)輔助制造（ComputerAidedMade，CAM）和計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（ComputerAidedInstruction，CAI）等。（1）CAD。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是利用計(jì)算機(jī)的高速處理、大容量存儲(chǔ)和圖形處理功能，幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，如飛機(jī)設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)等。（2）CAM。計(jì)算機(jī)輔助制造是在機(jī)器制造業(yè)中利用計(jì)算機(jī)控制各種機(jī)床和設(shè)備，自動(dòng)完成產(chǎn)品的加工、裝配、檢測(cè)和包裝等制造過(guò)程的技術(shù)。（3）CAI。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)是通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行課程教學(xué)，它使教學(xué)內(nèi)容生動(dòng)、形象逼真，能夠模擬或仿真其他手段難以做到的動(dòng)作和場(chǎng)景。141.1.7

計(jì)算機(jī)的應(yīng)用

5.

人工智能人工智能是用計(jì)算機(jī)模擬人類的智能活動(dòng)，完成判斷、理解、學(xué)習(xí)、圖象識(shí)別、問(wèn)題求解等工作。它是計(jì)算機(jī)應(yīng)用的一個(gè)嶄新領(lǐng)域，近年來(lái)發(fā)展與應(yīng)用速度非?？?，成了各主要大國(guó)競(jìng)爭(zhēng)的熱點(diǎn)技術(shù)，目前已經(jīng)在智能檢索、問(wèn)題求解、語(yǔ)言識(shí)別與翻譯、圖像識(shí)別、自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域取得不少成果，有的已開(kāi)始走向?qū)嵱秒A段。華為公司在2021年4月發(fā)布的名為HiCar解決方案，能夠?qū)崿F(xiàn)真正的“全場(chǎng)景”自動(dòng)駕駛體驗(yàn)，達(dá)到了世界先進(jìn)水平。15感謝！THANKYOU161.2計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及其工作原理《大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)》1.2.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成CONTENTS目錄1.2.2計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中硬件、軟件與用戶的關(guān)系1.2.3計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理

1.2.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成

一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成的。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)主機(jī)外部設(shè)備中央處理器（CPU）內(nèi)存儲(chǔ)器隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）只讀存儲(chǔ)器（ROM）輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀、話筒等輸出設(shè)備：顯示器、打印機(jī)、繪圖儀等外部存儲(chǔ)設(shè)備：硬盤、光盤、U盤等系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件：辦公軟件、學(xué)習(xí)軟件、游戲軟件等操作系統(tǒng)：Windows、Linux、UNIX等程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言處理系統(tǒng)：C、Java、VB等計(jì)算機(jī)系統(tǒng)診斷、維護(hù)、服務(wù)程序等圖1-4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件系統(tǒng)主機(jī)運(yùn)算器控制器1.2.2計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中硬件、軟件與用戶的關(guān)系

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中硬件、軟件與用戶的關(guān)系如圖：

1.2.3計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理

1.?計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備等五大部分組成。（1）運(yùn)算器運(yùn)算器也稱為算術(shù)邏輯單元（arithmeticlogicunit，ALU），它是計(jì)算機(jī)內(nèi)部完成各種算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算的裝置，能作加、減、乘、除等數(shù)學(xué)運(yùn)算，也能作比較、判斷等邏輯運(yùn)算。（2）控制器控制器指揮和控制計(jì)算機(jī)各個(gè)部件的動(dòng)作，使整個(gè)計(jì)算機(jī)自動(dòng)地、有條不紊地工作它是計(jì)機(jī)的指揮中心，即完成協(xié)調(diào)和指揮整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的功能。控制器決定執(zhí)行程序的順序，給出執(zhí)行指令時(shí)機(jī)器各部件需要的操作控制命令。

1.2.3計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理

CPU：現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)將運(yùn)算器與控制器集成在一塊芯片上，稱為中央處理器，簡(jiǎn)稱為CPU（centralprocessingunit），它是計(jì)算機(jī)的核心部件，用來(lái)控制、協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)各個(gè)部件的工作，并完成算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。（3）存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)中有“記憶”功能的部件，用來(lái)存放程序與數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器分為內(nèi)部存儲(chǔ)器和外部存儲(chǔ)器兩種，內(nèi)部存儲(chǔ)器簡(jiǎn)稱為內(nèi)存或主存，外部存儲(chǔ)器簡(jiǎn)稱為外存或輔存。內(nèi)存采用半導(dǎo)體器件來(lái)存儲(chǔ)信息，計(jì)算機(jī)在運(yùn)行時(shí)要執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)必須存放在內(nèi)存中。

1.2.3計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理

（4）輸入設(shè)備計(jì)算機(jī)外部的各種信息（如數(shù)據(jù)、文字、符號(hào)、聲音、圖像等）只有送入到計(jì)算機(jī)內(nèi)，才可以被計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)與處理，將外部信息變換成計(jì)算機(jī)能接收和識(shí)別的信息形式并送入計(jì)算機(jī)內(nèi)部的這種設(shè)備叫做輸入設(shè)備（inputdevice）。（5）輸出設(shè)備計(jì)算機(jī)的輸出設(shè)備（outputdevice）是把各種計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)或信息以數(shù)字、字符、圖像、聲音等形式表示出來(lái)。常用的輸出設(shè)備有顯示器、打印機(jī)、繪圖儀、影像輸出系統(tǒng)、語(yǔ)音輸出系統(tǒng)、磁記錄設(shè)備等。計(jì)算機(jī)的輸入設(shè)備與輸出設(shè)備一般簡(jiǎn)稱為I/O（input/output）設(shè)備。

1.2.3計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理

2.?計(jì)算機(jī)的工作原理馮·諾依曼結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)是按照“存儲(chǔ)程序”和“程序控制”原理工作的，即先將編寫(xiě)好的程序和原始數(shù)據(jù)通過(guò)輸入設(shè)備保存在內(nèi)部存儲(chǔ)器中，在操作者發(fā)出運(yùn)行命令后，計(jì)算機(jī)逐條取出指令、分析指令，并執(zhí)行指令。計(jì)算機(jī)型號(hào)不同（主要指CPU的不同），其包含的指令集也不同。一般情況下一臺(tái)計(jì)算機(jī)可以執(zhí)行的指令主要有以下幾種類型。（1）數(shù)據(jù)傳送指令：將數(shù)據(jù)在內(nèi)存與處理器之間進(jìn)行傳輸。（2）數(shù)據(jù)處理指令：進(jìn)行各種算術(shù)或邏輯運(yùn)算。（3）控制指令：用來(lái)控制程序的執(zhí)行順序，如根據(jù)判別條件進(jìn)行轉(zhuǎn)移、調(diào)用子程序等。（4）輸入與輸出指令：用來(lái)實(shí)現(xiàn)主機(jī)與外部設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸。

1.2.3計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理

感謝！THANKYOU1.3

計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)《大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)》1.3.1硬件系統(tǒng)概述CONTENTS目錄1.3.2主機(jī)系統(tǒng)1.3.3外部存儲(chǔ)器1.3.4外部輸入設(shè)備1.3.5外部輸出設(shè)備1.3.6個(gè)人計(jì)算機(jī)總線1.3.7個(gè)人計(jì)算機(jī)機(jī)箱和電源

1.3.1

硬件系統(tǒng)概述

硬件：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中能看得見(jiàn)，占有一定體積的物理設(shè)備的總稱，它是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)快速、可靠、自動(dòng)工作的物質(zhì)基礎(chǔ)，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的執(zhí)行部件。硬件系統(tǒng)：硬件通常由一些電子器件和機(jī)械設(shè)備組成。組成一臺(tái)計(jì)算機(jī)的所有硬件設(shè)備統(tǒng)稱為計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)。主要由主機(jī)、顯示器、鍵盤和鼠標(biāo)等組成，多媒體電腦還配有攝像頭、話筒、音響等設(shè)備，另外辦公用電腦還常配有打印機(jī)和掃描儀等設(shè)備。微型計(jì)算機(jī)的大部分重要硬件設(shè)備如主板、CPU、內(nèi)存、硬盤、光驅(qū)、各種板卡，電源及各種連線等都集中安裝在主機(jī)箱內(nèi)。1.3.2主機(jī)系統(tǒng)

主機(jī)：在一臺(tái)計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)中，最重要的是CPU和內(nèi)存，一般將其合稱為主機(jī)。在計(jì)算機(jī)中通常將CPU和內(nèi)存安裝在主機(jī)板上。1.

主板主板又叫主機(jī)板(mainboard)、系統(tǒng)板(systemboard)或母板(motherboard)，它安裝在計(jì)算機(jī)的主機(jī)箱內(nèi)，是計(jì)算機(jī)最基本也是最重要的部件。主板其實(shí)就是一塊較大的印刷電路板，上面集成了各式各樣的電子零件并布滿了大量的電子線路，如圖所示。1.3.2主機(jī)系統(tǒng)

1.3.2主機(jī)系統(tǒng)

主板是整個(gè)計(jì)算機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，無(wú)論是CPU、內(nèi)存、顯卡還是鼠標(biāo)、鍵盤、聲卡、網(wǎng)卡都是靠主板來(lái)協(xié)調(diào)工作的。主板的主要組成部分：（1）輸入/輸出（I/O）接口。主板的輸入/輸出接口主要用來(lái)連接一些常用的輸入和輸出設(shè)備，如鍵盤、鼠標(biāo)、音箱等。（2）各種插槽。主板上有CPU插座、內(nèi)存插槽、電源插座、SATA插座和PCI擴(kuò)展槽等。1）PCI擴(kuò)展槽。用來(lái)擴(kuò)展或增加計(jì)算機(jī)功能的。PCI擴(kuò)展槽是一種標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展槽，其位寬為32位或64位，工作頻率為33MHz。2）SATA插座。用來(lái)將主板和大容量存儲(chǔ)設(shè)備之間進(jìn)行連接的串行數(shù)據(jù)傳輸接口，其特點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃愿?、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、支持熱插拔等優(yōu)點(diǎn)，主要用來(lái)連接硬盤等設(shè)備。3）其他插座。電源插座將主機(jī)箱的電源與主板相連，給主板提供電力。CPU插座和內(nèi)存插槽用來(lái)插接處理器和內(nèi)存儲(chǔ)器。1.3.2主機(jī)系統(tǒng)

（3）芯片組。芯片組(Chipset)是主板的核心組成部分、是主板的靈魂。芯片組性能的優(yōu)劣決定了主板性能的高低。如果說(shuō)中央處理器(CPU)是整個(gè)電腦系統(tǒng)的心臟，那么芯片組將是整個(gè)身體的軀干。主板芯片組的選擇決定了主板CPU的類型、系統(tǒng)總線頻率、內(nèi)存容量、各種擴(kuò)展槽的種類與數(shù)量等。1.3.2主機(jī)系統(tǒng)

2.

CPUCPU是一臺(tái)計(jì)算機(jī)的核心部件，主要由運(yùn)算器和控制器兩大部分組成。CPU從內(nèi)存中讀取指令和執(zhí)行指令，完成算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算，協(xié)調(diào)和控制計(jì)算機(jī)各個(gè)部分的工作。CPU主頻：CPU最主要的性能指標(biāo)是它的主頻，即CPU的工作頻率。一般說(shuō)來(lái)，一個(gè)時(shí)鐘周期完成的指令數(shù)是固定的，所以主頻越高，單位時(shí)間內(nèi)CPU執(zhí)行的指令就越多，計(jì)算機(jī)的速度就越快。CPU字長(zhǎng)：CPU處理數(shù)據(jù)的能力用字長(zhǎng)表示，即CPU一次能處理的二進(jìn)制位數(shù)。目前大部分計(jì)算機(jī)的字長(zhǎng)為32位和64位，字長(zhǎng)越長(zhǎng)，計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度和效率越高。1.3.2主機(jī)系統(tǒng)

3.

內(nèi)部存儲(chǔ)器內(nèi)部存儲(chǔ)器簡(jiǎn)稱為內(nèi)存。內(nèi)存是具有“記憶”功能的物理部件，由一組高集成度的半導(dǎo)體集成電路組成，用來(lái)存放數(shù)據(jù)和程序。內(nèi)存儲(chǔ)器通常分為只讀存儲(chǔ)器（ROM，ReadOnlyMemory）、隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM，RandomAccessMemory）和高速緩存存儲(chǔ)器。（1）ROM只讀存儲(chǔ)器保存計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的配置信息和基本檢測(cè)、控制、引導(dǎo)程序等。ROM存儲(chǔ)的程序一般由計(jì)算機(jī)主板制造廠家提供。通常情況下在打開(kāi)主機(jī)電源開(kāi)關(guān)開(kāi)機(jī)時(shí)，CPU首先自動(dòng)執(zhí)行ROM中的硬件檢測(cè)程序。1.3.2主機(jī)系統(tǒng)

（2）RAM隨機(jī)存儲(chǔ)器主要保存CPU要執(zhí)行的程序和一些經(jīng)常要使用的數(shù)據(jù)。RAM的特點(diǎn)是既可以讀出，也可以寫(xiě)入，因此隨機(jī)存儲(chǔ)器又稱為可讀寫(xiě)存儲(chǔ)器。隨機(jī)存儲(chǔ)器只能在加電后保存數(shù)據(jù)和程序，一旦斷電則其所保存的所有信息將自然消失。（3）高速緩沖存儲(chǔ)器為了提高計(jì)算機(jī)的性能，在CPU與內(nèi)存之間還增加一層存儲(chǔ)速度很快的存儲(chǔ)器，叫高速緩沖存儲(chǔ)器（Cache），CPU執(zhí)行頻率高的一些程序被臨時(shí)存放在高速緩沖存儲(chǔ)器中。高速緩存儲(chǔ)器也是影響CPU性能的一個(gè)因素，它可以提高CPU的運(yùn)行效率。1.3.2主機(jī)系統(tǒng)

表示存儲(chǔ)器容量的單位：有位(Bit)、字節(jié)（Byte）、千字節(jié)（KB）、兆字節(jié)（MB）、吉字節(jié)或稱為千兆字節(jié)（GB）、太字節(jié)或稱百萬(wàn)兆字(TB)等。位：位是最小的存儲(chǔ)單位，可存放一位二進(jìn)制數(shù)。字節(jié)：8個(gè)位組成一個(gè)字節(jié)，一個(gè)字節(jié)簡(jiǎn)寫(xiě)為1B，一個(gè)字節(jié)可存放一個(gè)8位的二進(jìn)制數(shù)或一個(gè)英文字符的編碼，一般需要兩個(gè)字節(jié)才能存放一個(gè)漢字編碼。提示：存儲(chǔ)容量的換算關(guān)系是（1024=210）：1KB=1024B；1MB=1024KB；1GB=1024MB；1TB=1024GB1.3.3外部存儲(chǔ)設(shè)備

外存：外存儲(chǔ)器又稱輔助存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)稱外存，用于存放需要永久保存的程序和數(shù)據(jù)等信息。外部存儲(chǔ)器有兩種形式，一種是由磁、光等介質(zhì)及機(jī)械設(shè)備組成的速度較慢的存儲(chǔ)器，如磁盤等；另一種是由半導(dǎo)體集成電路組成的速度較快的存儲(chǔ)器，如U盤和固態(tài)硬盤等。1.

硬盤硬盤存儲(chǔ)器簡(jiǎn)稱為硬盤（harddisk），它是計(jì)算機(jī)中不可缺少的存儲(chǔ)設(shè)備，一般被安裝在主機(jī)箱內(nèi)。硬盤用來(lái)存儲(chǔ)操作系統(tǒng)、各種應(yīng)用程序以及用戶的各種文檔等?，F(xiàn)在常用的硬盤有兩種，即硬磁盤和固態(tài)硬盤。（1）硬磁盤硬磁盤由若干磁性盤片、對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫(xiě)的電路控制系統(tǒng)和機(jī)械驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組成，每張磁性盤片是一種涂有磁性材料的鋁合金圓盤。硬盤的盤片和硬盤的驅(qū)動(dòng)器是密封在一起的。硬盤的外觀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。1.3.3外部存儲(chǔ)設(shè)備

1.3.3外部存儲(chǔ)設(shè)備

（2）固態(tài)硬盤固態(tài)硬盤（SolidStateDrives），簡(jiǎn)稱固盤，是用固態(tài)電子存儲(chǔ)芯片陣列而制成的硬盤，其外觀如圖所示。新一代的固態(tài)硬盤有多種接口，如SATA和M.2接口等。1.3.3外部存儲(chǔ)設(shè)備

提示：（1）硬盤既是輸入設(shè)備也是輸出設(shè)備。（2）硬盤的主要技術(shù)指標(biāo)為存儲(chǔ)容量、硬盤轉(zhuǎn)速等。1.3.3外部存儲(chǔ)設(shè)備

2.

光盤光盤：用燒蝕在介質(zhì)表面上微小的凹凸來(lái)表示數(shù)據(jù)。在光盤驅(qū)動(dòng)器內(nèi)，用激光頭產(chǎn)生的激光掃描光盤盤面，就可以讀出“0”和“1”信息。光盤的特點(diǎn)是記錄密度高，存儲(chǔ)容量大，數(shù)據(jù)保存時(shí)間長(zhǎng)。光盤可以分為以下三類：（1）只讀光盤：只讀光盤（CD-ROM）其上面的信息只能讀出，不能寫(xiě)入；（2）一次性寫(xiě)入光盤（CD-R）：只能寫(xiě)一次，寫(xiě)后不能修改，必須使用具有刻錄功能的光盤驅(qū)動(dòng)器才能刻錄信息；（3）可擦型光盤（CD-RW）：是可反復(fù)擦寫(xiě)的光盤，這種光盤驅(qū)動(dòng)器既可作為光盤刻錄機(jī)，用來(lái)寫(xiě)入信息，又可作為普通光盤驅(qū)動(dòng)器，用來(lái)讀取信息。1.3.3外部存儲(chǔ)設(shè)備

3.

U盤U盤：又稱“閃存盤”，是一種由半導(dǎo)體電路組成的存儲(chǔ)介質(zhì)，它是通過(guò)USB接口與計(jì)算機(jī)交換數(shù)據(jù)的可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置。U盤具有即插即用的功能，只需將它插入U(xiǎn)SB接口，計(jì)算機(jī)就可自動(dòng)檢測(cè)到此裝置。1.3.4外部輸入設(shè)備

輸入設(shè)備：外部輸入設(shè)備簡(jiǎn)稱輸入設(shè)備，它是指可以將程序、語(yǔ)音、圖像、文字資料、數(shù)值數(shù)據(jù)等送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理的設(shè)備。微型計(jì)算機(jī)常用的輸入設(shè)備：有鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀等。1.

鍵盤鍵盤（Keyboard）是最常用也是最主要的輸入設(shè)備，鍵盤可分為打字機(jī)鍵區(qū)、功能鍵區(qū)、編輯鍵區(qū)、控制鍵區(qū)和數(shù)字小鍵盤區(qū)等5個(gè)區(qū)，各區(qū)的作用有所不同。鍵盤可以將英文字母、數(shù)字、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)等輸入到計(jì)算機(jī)中，從而可以向計(jì)算機(jī)發(fā)出命令、輸入數(shù)據(jù)等。1.3.4外部輸入設(shè)備

2.

鼠標(biāo)鼠標(biāo)：鼠標(biāo)（Mouse）是一種手持式屏幕坐標(biāo)定位設(shè)備，它是為適應(yīng)菜單操作和圖形處理環(huán)境而出現(xiàn)的一種輸入設(shè)備。鼠標(biāo)能夠移動(dòng)光標(biāo)，選擇各種操作和命令，并可方便地對(duì)圖形進(jìn)行編輯和修改。表1-3列出了Windows操作系統(tǒng)默認(rèn)狀態(tài)下鼠標(biāo)進(jìn)行不同操作時(shí)指針的形狀。1.3.4外部輸入設(shè)備

3.

掃描儀掃描儀（Sanner）：是一種光機(jī)電一體化的輸入設(shè)備，它可以將捕獲的圖文轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以顯示、編輯、存儲(chǔ)和輸出的數(shù)字化格式。照片、文本頁(yè)面、圖紙、美術(shù)圖畫(huà)、照相底片、甚至紡織品、標(biāo)牌面板等都可作為掃描的對(duì)象。掃描儀的主要技術(shù)指標(biāo)：有分辨率、掃描幅面，掃描速率等。1.3.5外部輸出設(shè)備

輸出設(shè)備：外部輸出設(shè)備簡(jiǎn)稱為輸出設(shè)備，它的主要作用是把計(jì)算機(jī)處理的數(shù)據(jù)、計(jì)算結(jié)果等內(nèi)部信息轉(zhuǎn)換成人們習(xí)慣接受的信息形式輸出，常見(jiàn)的輸出設(shè)備有顯示器、打印機(jī)、繪圖儀等。1.

顯示器顯示器通過(guò)屏幕顯示計(jì)算機(jī)的處理結(jié)果及用戶需要的程序、數(shù)據(jù)、圖形等信息，也可以將輸入的信息直接顯示出來(lái)，是計(jì)算機(jī)必不可少的輸出設(shè)備。顯示器的主要性能指標(biāo)有：（1）分辨率：分辨率是顯示器最重要的一個(gè)性能指標(biāo)。顯示器的一整屏為一幀，每幀有若干條線，每線又分為若干個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)稱為像素。每幀的線數(shù)和每線的點(diǎn)數(shù)的乘積就是顯示器的分辨率，分辨率越高，圖像越細(xì)膩逼真。（2）點(diǎn)距：指屏幕上相鄰兩個(gè)熒光點(diǎn)之間的最小距離。點(diǎn)距越小，顯示質(zhì)量就越高。1.3.5外部輸出設(shè)備

（3）顯示器尺寸：指顯示器對(duì)角線的距離，常見(jiàn)的尺寸有24英寸、27英寸和32英寸。（4）響應(yīng)時(shí)間：它以ms（毫秒）為單位，是指一個(gè)亮點(diǎn)轉(zhuǎn)換為暗點(diǎn)的速度。響應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則用戶會(huì)看到顯示屏有拖尾的現(xiàn)象，從而影響整個(gè)畫(huà)面的效果。一般響應(yīng)時(shí)間小于16ms時(shí)，會(huì)取得較好的顯示效果。（5）刷新速度：指每秒鐘出現(xiàn)新圖像的數(shù)量，單位為Hz（赫茲）。刷新率越高，圖像的質(zhì)量就越好，閃爍越不明顯，人的感覺(jué)就越舒適。一般認(rèn)為，70Hz～72Hz的刷新率即可保證圖像的穩(wěn)定。1.3.5外部輸出設(shè)備

2.

打印機(jī)使用打印機(jī)可以將計(jì)算機(jī)的處理結(jié)果、用戶數(shù)據(jù)、圖形或文字等信息打印到紙上。流行的擊打式打印機(jī)有點(diǎn)陣式打印機(jī)，非擊打式打印機(jī)主要有噴墨打印機(jī)和激光打印機(jī)兩類。（1）點(diǎn)陣式打印機(jī)：也叫針式打印機(jī)，主要由走紙機(jī)構(gòu)、打印頭和色帶組成。打印頭通常是由24根針組成的點(diǎn)陣，根據(jù)主機(jī)送出的信號(hào)，使打印頭中的一部分針擊打色帶，從而在打印紙上產(chǎn)生一個(gè)個(gè)由點(diǎn)陣構(gòu)成的字符。（2）激光打印機(jī)：它是激光技術(shù)和電子照相技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它由激光掃描系統(tǒng)、電子照相系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三大部分組成。在工作時(shí)由受到控制的激光束射向感光鼓表面，感光鼓充電部分通過(guò)碳粉盒時(shí)，使有字符或圖像的部分吸附不同厚度的碳粉，再經(jīng)過(guò)高溫高壓定影，使碳粉永久粘附在紙上。1.3.5外部輸出設(shè)備

（3）噴墨打印機(jī)：它主要靠墨水通過(guò)精制的噴頭噴射到紙面上形成輸出的字符或圖形。噴墨打印機(jī)的特點(diǎn)是價(jià)格便宜、體積小、噪聲小，但對(duì)墨水的消耗量大，其性能與價(jià)格都介于激光打印機(jī)與點(diǎn)陣打印機(jī)之間。1.3.6個(gè)人計(jì)算機(jī)總線

總線：總線就像連接各個(gè)城市的高速公路一樣，將計(jì)算機(jī)的各個(gè)部分連接起來(lái)，為CPU、內(nèi)存儲(chǔ)器、外部設(shè)備等之間的相互通信提供公共信息通道，如圖1-10所示。1.3.6個(gè)人計(jì)算機(jī)總線

在總線上傳送數(shù)據(jù)、地址和控制三種信號(hào)。傳送數(shù)據(jù)信號(hào)的線稱為數(shù)據(jù)總線DB(DataBus)。傳送地址信號(hào)的線稱為地址總線AB(AddressBus)。傳送控制信號(hào)的線稱為控制總線CB(ControlBus)。

1.3.7個(gè)人計(jì)算機(jī)機(jī)箱和電源

電腦大多數(shù)的組件都固定在機(jī)箱內(nèi)部，機(jī)箱保護(hù)這些組件不受外界碰撞，減少灰塵吸附，減小電磁輻射干擾。機(jī)箱內(nèi)的電源將220V的電壓轉(zhuǎn)換為12V、5V、3.3V等不同規(guī)格的電壓，給電腦主機(jī)、硬盤、光驅(qū)等組件供電，因此，電源質(zhì)量直接影響電腦的使用。如果電源質(zhì)量比較差，輸出不穩(wěn)定，不但會(huì)導(dǎo)致死機(jī)、自動(dòng)重新啟動(dòng)等情況，還可能會(huì)燒毀組件。感謝！THANKYOU1.4

計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)《大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)》1.4.1系統(tǒng)軟件CONTENTS目錄1.4.2應(yīng)用軟件1.4.1系統(tǒng)軟件

軟件（Software）：是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各類程序、運(yùn)行程序所需要的數(shù)據(jù)，以及有關(guān)文檔的集合。軟件分類：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟件非常豐富，通?？梢愿鶕?jù)其功能分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類。系統(tǒng)軟件：是控制計(jì)算機(jī)的運(yùn)行，管理計(jì)算機(jī)的各種資源，并為應(yīng)用軟件提供支持與服務(wù)的各類軟件。在系統(tǒng)軟件的支持下可以通過(guò)安裝各類應(yīng)用軟件發(fā)揮計(jì)算機(jī)的功能。系統(tǒng)軟件主要包括操作系統(tǒng)、語(yǔ)言處理程序和一些服務(wù)性程序。系統(tǒng)軟件的目的是為了管理和充分利用計(jì)算機(jī)資源，幫助用戶使用、維護(hù)和操作計(jì)算機(jī)，發(fā)揮和擴(kuò)展計(jì)算機(jī)功能，提高計(jì)算機(jī)使用效率的一種通用軟件，一般與計(jì)算機(jī)的具體應(yīng)用無(wú)關(guān)。1.4.1系統(tǒng)軟件

1.操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)（OS，OperatingSystem）是最基本、最重要的系統(tǒng)軟件。操作系統(tǒng)：可以有效地控制與管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟硬件資源，高效地組織計(jì)算機(jī)的工作流程，為用戶提供操作使用計(jì)算機(jī)的界面（即接口）。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的其他軟件都運(yùn)行在操作系統(tǒng)之上，所以它是位于底層的系統(tǒng)軟件。2.程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言人們要使用計(jì)算機(jī)就必須將人的意圖“告訴”計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)要能理解人的意圖，然后按照人們的意圖進(jìn)行工作，這種人與計(jì)算機(jī)的交互過(guò)程所使用的語(yǔ)言就是程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言按其發(fā)展的先后可以分為以下幾種：1.4.1系統(tǒng)軟件

（1）機(jī)器語(yǔ)言(MachineLanguage）機(jī)器語(yǔ)言是一種用二進(jìn)制代碼0和1形式表示，能被計(jì)算機(jī)直接識(shí)別和執(zhí)行的語(yǔ)言。機(jī)器語(yǔ)言是由機(jī)器指令組成的，每條機(jī)器指令由操作碼和地址碼兩部分組成，操作碼表示要執(zhí)行的操作，如加、減、乘、除、移位、傳送等，地址碼表示操作要使用的數(shù)據(jù)存放的位置。機(jī)器指令的集合稱為指令系統(tǒng)。（2）匯編語(yǔ)言(AssembleLanguage)為了克服機(jī)器語(yǔ)言編寫(xiě)程序時(shí)的不足，人們發(fā)明了匯編語(yǔ)言。匯編語(yǔ)言采用一定的助記符號(hào)表示機(jī)器語(yǔ)言