信息技術(shù)基礎(chǔ) 課件 任務(wù)1.5 認(rèn)識計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)

任務(wù)1.5認(rèn)識計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)《信息技術(shù)基礎(chǔ)》任務(wù)描述/DESCRIPTION

計(jì)算機(jī)在工作時(shí)，CPU用于執(zhí)行指令和進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，存儲設(shè)備用于提供長期的數(shù)據(jù)保存，輸入設(shè)備用于將用戶的輸入信息傳輸給計(jì)算機(jī)，輸出設(shè)備用于將計(jì)算機(jī)處理的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給用戶，主板用于提供硬件之間的連接和通信方式，電源用于為整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供電力，它們共同構(gòu)成了計(jì)算機(jī)工作的基礎(chǔ)，并確保計(jì)算機(jī)能夠完成各種任務(wù)和功能。本任務(wù)將認(rèn)識計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)的硬件組成、計(jì)算機(jī)的工作原理，以及計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)。任務(wù)目標(biāo)/OBJECTIVES能夠熟悉計(jì)算機(jī)的硬件組成及各種硬件的作用能夠掌握計(jì)算機(jī)的工作原理和性能指標(biāo)，為計(jì)算機(jī)選擇合適的硬件配置，提高計(jì)算機(jī)的使用效率能夠培養(yǎng)持續(xù)學(xué)習(xí)的意識和能力，積極追求個(gè)人的專業(yè)發(fā)展和成長，不斷提升自己的技能和知識水平010203任務(wù)目標(biāo)任務(wù)實(shí)現(xiàn)/PROCESS（一）計(jì)算機(jī)的硬件組成計(jì)算機(jī)硬件是指計(jì)算機(jī)中看得見、摸得著的那些實(shí)體設(shè)備。從外觀上看，微型機(jī)主要由主機(jī)、顯示器、鼠標(biāo)和鍵盤等設(shè)備組成。主機(jī)背面有許多插孔和接口，用于接通電源和連接鍵盤、鼠標(biāo)等輸入設(shè)備，而主機(jī)箱內(nèi)則包含CPU、主板、內(nèi)存儲器和硬盤等設(shè)備。1.中央處理器中央處理器（CPU）是由一片或少數(shù)幾片大規(guī)模集成電路組成的微處理器，它由電路執(zhí)行控制部件和算術(shù)邏輯部件的構(gòu)成。2.主板主板（MainBoard）也被稱為“主機(jī)板”或“系統(tǒng)板”（SystemBoard），其上安裝了組成計(jì)算機(jī)的主要電路系統(tǒng)，一般包括BIOS芯片、輸入/輸出控制芯片、鍵盤和面板控制開關(guān)接口、擴(kuò)充插槽、主板及插卡的直流電源供電接插件等。任務(wù)實(shí)現(xiàn)/PROCESS3.總線總線（Bus）是計(jì)算機(jī)各種功能部件之間傳輸信息的公共通信干線，主機(jī)的各個(gè)部件通過總線相互連接，外部設(shè)備通過相應(yīng)的接口電路與總線連接，從而形成計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)，因此總線被形象地比喻為“高速公路”。4.存儲器計(jì)算機(jī)中的存儲器包括內(nèi)存儲器和外存儲器兩種。其中，內(nèi)存儲器簡稱內(nèi)存，也叫主存儲器，它直接與運(yùn)算器、控制器交換信息，容量雖小，但存取速度快，一般只存放正在運(yùn)行的程序和待處理的數(shù)據(jù)。5.輸入設(shè)備輸入設(shè)備是向計(jì)算機(jī)輸入數(shù)據(jù)和信息的設(shè)備，是用戶和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間進(jìn)行信息交換的主要裝置，用于將數(shù)據(jù)、文本和圖形等轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能夠識別的二進(jìn)制代碼并輸入計(jì)算機(jī)。6.輸出設(shè)備輸出設(shè)備是計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的終端設(shè)備，用于將各種計(jì)算結(jié)果的數(shù)據(jù)或信息轉(zhuǎn)換成用戶能夠識別的數(shù)字、字符、圖像和聲音等形式。任務(wù)實(shí)現(xiàn)/PROCESS（二）計(jì)算機(jī)的工作原理計(jì)算機(jī)的工作原理分為存儲程序和程序控制兩部分。計(jì)算機(jī)在運(yùn)行時(shí)，首先把表示計(jì)算步驟的程序和計(jì)算中需要的原始數(shù)據(jù)編成程序，并通過輸入設(shè)備把程序存放在計(jì)算機(jī)的存儲器（指內(nèi)存儲器）中；其次，計(jì)算機(jī)從存儲器中讀出指令并將其傳送到計(jì)算機(jī)的控制器，控制器根據(jù)當(dāng)前指令的功能，控制全機(jī)執(zhí)行指令規(guī)定的操作，完成指令，并通過輸出設(shè)備輸出運(yùn)行結(jié)果。這一操作不斷重復(fù)，直到程序中的指令執(zhí)行完畢，如圖所示任務(wù)實(shí)現(xiàn)/PROCESS（三）計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)是衡量計(jì)算機(jī)系統(tǒng)功能強(qiáng)弱的重要標(biāo)志，主要包括字長、存儲容量、存儲周期、運(yùn)算速度等。1.字長計(jì)算機(jī)在同一時(shí)間內(nèi)能處理的一組二進(jìn)制數(shù)稱為一個(gè)計(jì)算機(jī)的“字”，而這組二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)就是“字長”，其單位為“位”。字長直接體現(xiàn)了一臺計(jì)算機(jī)的數(shù)的表示范圍和計(jì)算精度，在其他指標(biāo)相同時(shí)，字長越大，計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)的速度就越快。2.存儲容量存儲容量是指存儲器可以容納的二進(jìn)制信息量，用存儲器中存儲地址寄存器（MemoryAddressRegister，MAR）的編址數(shù)與存儲字位數(shù)的乘積表示。計(jì)算機(jī)的存儲容量包括內(nèi)存容量和外存容量。其中，內(nèi)存容量指內(nèi)存儲器能夠存儲數(shù)據(jù)的總字節(jié)數(shù)，內(nèi)存容量的大小體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)工作時(shí)存儲程序和數(shù)據(jù)能力的大小，容量越大，性能越高。外存儲器容量指外存儲器所能存儲數(shù)據(jù)的總字節(jié)數(shù)。外存容量的大小體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)長期存儲程序和數(shù)據(jù)能力的大小，容量越大，性能越高。任務(wù)實(shí)現(xiàn)/PROCESS3.存儲周期存儲周期是指內(nèi)存儲器兩次啟動(dòng)操作之間需要的最小時(shí)間間隔，其單位以納秒（ns）度量。內(nèi)存的存取周期一般為60ns～120ns，換算關(guān)系為1ns=10-3ms=10-6s。常見的存儲周期度量有60ns、70ns、80ns、120ns等幾種，相應(yīng)地在內(nèi)存條上標(biāo)為-6、-7、-8、-120等字樣。該數(shù)值越小，表示計(jì)算機(jī)存取速度越快。因此用戶在選配內(nèi)存時(shí)，應(yīng)盡量挑選與CPU系統(tǒng)總線時(shí)鐘周期相匹配的內(nèi)存條。4.運(yùn)算速度運(yùn)算速度是衡量計(jì)算機(jī)性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。通常所說的計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度是指計(jì)算機(jī)每秒鐘所能執(zhí)行的指令條數(shù)，一般用“百萬條指令/秒”（MillionInstructionPerSecond，MIPS）來描述。同一臺計(jì)算機(jī)執(zhí)行不同的運(yùn)算所需時(shí)間可能不同，因此對運(yùn)算速度的描述也會采用不同的方法。常用的有CPU時(shí)鐘頻率（主頻）、每秒平