第二章计算机组成及硬件系统
第2章计算机系统的组成
2.2 计算机硬件系统
算
输 入 设 备 备 设 出
输
1.1 计算机硬件
2. 2. 1
微型计算机的硬件组成
微型计算机硬件系统由主机和常用外围设备两大部分 组成。 组成。 主机由中央处理器(CPU)和内存储器 和内存储器(ROM,RAM)组 主机由中央处理器 和内存储器 组 用来执行程序、处理数据， 成，用来执行程序、处理数据，主机芯片都安装在一 块电路板上，这块电路板称为主机板（主板）。 ）。为了 块电路板上，这块电路板称为主机板（主板）。为了 与外围设备连接， 与外围设备连，在主机板上还安装有若干个接口插 槽，可以在这些插槽上插入不同外围设备连接的接口 用来连接不同的外部设备。 卡，用来连接不同的外部设备。 主机与外围设备之间信息通过两种接口传输。 主机与外围设备之间信息通过两种接口传输。一种是 串行接口，如鼠标；一种是并行接口，如打印机。 串行接口，如鼠标；一种是并行接口，如打印机。
常用的总线结构有： 常用的总线结构有： （1）ISA总线 ） 总线 （2）MCA总线 ） 总线 （3）EISA总线 ） 总线 （4）VESA总线 ） 总线 （5）PCI总线 ） 总线
2. 2. 2
微型计算机的常见外设
微型计算机常用外围设备有显示器、键盘、 微型计算机常用外围设备有显示器 、 键盘 、 鼠标器 及外存储器。外存中常用的有硬磁盘（硬盘） 及外存储器 。 外存中常用的有硬磁盘 （ 硬盘 ） 、 软 磁盘（软盘）和光盘。 磁盘 （ 软盘 ） 和光盘 。 如果需要还可以根据用户的 要求配置打印机、绘图仪、投影仪； 要求配置打印机 、 绘图仪 、 投影仪 ； 同时为了联网 还可以配置调制解调器等通信设备。 ，还可以配置调制解调器等通信设备。 微机用键盘按照按键个数多少可分为84键 微机用键盘按照按键个数多少可分为 键、101键、 键 104键等几种，目前广泛使用的是 键等几种， 键等几种 目前广泛使用的是101键、104键标准 键 键标准 键盘。这两种键盘一般可分为四个区域： 键盘 。 这两种键盘一般可分为四个区域 ： 主键盘区 功能键区、编辑键区、小键盘区（数字键区） 、功能键区、编辑键区、小键盘区（数字键区）。
第2章微型计算机系统基础知识资料
键盘 鼠标 扫描仪 摄象机 数字化仪
键盘
鼠标
其他输入设备
输 入 设 备
扫描仪 摄象机
输出设备
输出设备
将计算机处理和计算后所得 的结果以一种人们便于识别 的形式记录、显示或打印出 来的设备
常输见出输设出备？ 设备？
显示器 打印机 音箱
显示器
打印机
1.3 微型计算机的软件系统
软件是微机的灵魂。
存储容量 内存储器可以容纳的二进制信息量， 以KB、MB、GB为单位
存取周期 存储器两次连续、独立的操作之间所需 的最短时间，以ns为单位
外存储器
外存储器（辅助存储器） 用来长期保存数据、信息； 一般包括存储介质和驱动器。
外存储器有那些种类?
外存器种类
外存储器
软盘存储器 硬盘存储器 光盘存储器 U盘存储器
采用磁性介质进行光 存储的技术 可擦写
光盘存储器分类
光盘存储器
只读型光盘CD－ROM 一次写入型光盘CD－R 可重写刻录型光盘CD－RW
U盘存储器
U盘存储器 USB移动Flash盘，俗称优盘，e盘。
输入设备
输入设备 向计算机输入信息 的设备，是人与计 算机对话的重要工具
常输见入输设入备？ 设备？
硬盘存储器
硬盘存储器构造
盘片
读/写磁头
数据线接口
电源接口
硬盘的存储容量
存存储储容容量量= ？
磁道
柱面
磁头数×柱面数×
扇区
每扇区字节数×扇
区数。
硬盘的主要性能指标
转速 目前硬盘主轴电机的转速为5400r/min 到7200r/min
硬盘的主要性能指标
平均访问时间 磁头从开始到达目标磁道的时间， 硬盘的平均寻道时间为8ms到 12ms。
简述计算机硬件系统的主要组成部件
简述计算机硬件系统的主要组成部件摘要：一、引言二、计算机硬件系统的主要组成部件1.中央处理器（CPU）2.存储器1.随机存储器（RAM）2.只读存储器（ROM）3.输入设备4.输出设备5.接口和总线三、各组成部件的作用及相互关系四、结论正文：一、引言计算机硬件系统是整个计算机系统的实体部分，它由多个组成部件共同构成。
了解这些部件的功能和特点，有助于我们更好地理解计算机的工作原理。
二、计算机硬件系统的主要组成部件1.中央处理器（CPU）中央处理器是计算机硬件系统的核心，负责执行程序指令。
它包括运算器、控制器等部分，能够完成数据的运算和控制计算机的操作。
存储器用于存储程序指令和数据。
根据存储介质和读写性能的不同，存储器可分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
1.随机存储器（RAM）RAM是一种可读写存储器，用于存储正在运行的程序和数据。
它是计算机临时存储器，断电后存储的数据会丢失。
2.只读存储器（ROM）ROM是一种只读存储器，用于存储固定程序和数据。
ROM中的数据不易丢失，适用于存放计算机启动程序、固件等。
3.输入设备输入设备是将外部信息输入计算机的设备，如键盘、鼠标、扫描仪等。
它们将外部信号转换为计算机可识别的数字信号。
4.输出设备输出设备是将计算机处理后的结果呈现给用户的设备，如显示器、打印机等。
它们将计算机内部的数据转换为用户可识别的形式。
5.接口和总线接口是计算机内部各个部件之间进行数据传输和通信的桥梁，总线则是连接各个部件的传输通道。
它们负责计算机内部信息的传输和交换。
三、各组成部件的作用及相互关系计算机硬件系统的各个组成部件之间相互协作，共同完成计算机的功能。
中央处理器负责指令的执行，存储器用于存储数据和程序，输入设备提供外部信息，输出设备展示处理结果，接口和总线确保数据传输的顺畅。
计算机硬件系统的主要组成部件包括中央处理器、存储器、输入设备、输出设备以及接口和总线。
了解这些部件的功能和特点，有助于我们更好地理解和使用计算机。
《大学计算机基础》章节知识点汇总
《大学计算机基础》章节知识点汇总第一章计算机基础知识1、简述计算机的发展情况。
答：1946年2月，美国的宾夕法尼亚大学研制成功了世界上第一台计算机~ ENIAC至今，按计算机所采用的电子元件的变化来划分计算机的发展阶段，大致辞可分为四代：第一代为电子管计算机（1946~1958）计算机所采用的主要电子元件是电子管。
第二代为晶体管计算机（1959~1964）计算机所采用的主要电子元件是晶体管，这一时期了出现了管理程序及某些高级语言。
第三代为集成电路计算机（1965~1970）计算机所采用的主要电子元件是中小规模集成电路，出现操作系统，出现了分时操作系统和实时操作系统等。
第四代为大规模、超大规模集成电路计算机（1971至今）计算机所采用的主要电子元件是大规模、超大规模集成电路，出现了微型计算机及巨型计算机等多种类型的计算机，并向微型化、巨型化、智能化和多媒体化方向发展。
2、计算机在信息技术中的作用（1）能够快速高质量的实现人工无法完成的数据处理工作。
（2）大容量存储设备的记忆能力使得世界空间变大了。
（3）不断发展的多媒体技术进入到信息技术领域。
（4）计算机网络的应用，拉近了世界各地人们的距离。
（5）计算机在决策系统的使用，有助于决策的科学化。
3、简述摩尔定律（1）摩尔定律是由英特尔（Intel）的创始人之一戈登·摩尔（Gordon·Mo ore）提出来的。
（2）其内容为：当价格不变时，集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。
（3）这一定律揭示了信息技术进步的速度。
4、电子计算机的系统结构5、ROM和RAM（1）ROM（只读存储器）计算机工作过程中，只能从ROM读取数据，不能写入，ROM内的信息是在制造时用专用设备一次写入的常用来存放重要的系统程序或数据内容是永久性的，在关机或断电的情况下也不会丢失，目前常见PROM、EPROM、EEPROM、MROM（2）RAM（随机读写存储器）CPU运行期间既可从RAM中读取信息，也可向其写入信息，断电后，所存信息会丢失又分为SRAM（静态）和DRAM（动态）6、软件和硬件的关系硬件和软件同是构成计算机系统的两大要素，缺一不可。
《计算机导论》课程标准
《计算机导论》课程标准一、课程概述《计算机导论》是计算机科学与技术专业的一门必修课程，旨在引导学生了解计算机科学的基本概念、原理和方法，掌握计算机科学的基本知识和核心思想，为后续课程的学习打下坚实的基础。
二、课程目标1、掌握计算机科学的基本概念、原理和方法，了解计算机系统的基本组成、工作原理和性能特点。
2、掌握计算机程序设计的基本思想、方法和技能，能够进行简单的程序设计。
3、掌握数据库系统的基本原理、设计和应用，能够进行简单的数据库应用开发。
4、掌握计算机网络的基本原理、协议和应用，能够进行简单的网络配置和维护。
5、了解计算机科学的发展历程、趋势和前沿技术，培养学生对计算机科学的兴趣和爱好。
三、课程内容1、计算机基础知识：包括计算机系统的基本组成、工作原理和性能特点，计算机数值表示和计算方法等。
2、程序设计基础：包括程序设计的基本思想、方法和技能，数据类型、控制结构、数组和函数等。
3、数据库系统基础：包括数据库系统的基本原理、设计和应用，关系数据库系统、SQL语言等。
4、计算机网络基础：包括计算机网络的基本原理、协议和应用，TCP/IP 协议、HTTP协议等。
5、计算机科学前沿技术：包括人工智能、大数据、云计算、区块链等新兴技术的发展历程、趋势和应用。
四、课程实施1、理论教学：采用多媒体课件、板书等多种教学手段，注重基本概念、原理和方法的讲解，帮助学生建立计算机科学的基本知识体系。
2、实验教学：设置多个实验项目，包括编程实验、数据库操作实验、网络配置实验等，帮助学生加深对理论知识的理解和掌握。
3、课程讨论：组织学生进行小组讨论和交流，鼓励学生提出问题和解决问题，培养学生的合作精神和沟通能力。
4、课外拓展：推荐优秀学生阅读计算机科学相关的经典著作和前沿文献，引导学生深入了解计算机科学的发展历程和趋势。
五、课程评价1、平时成绩：包括课堂表现、作业完成情况、实验操作等，占总评成绩的30%。
2、期末考试：采用闭卷考试形式，考核学生对课程基本概念、原理和方法的掌握程度，占总评成绩的70%。
计算机理论基础 第二章 11.16
蓝洋专转本计算机理论基础 第二章
1.计算机的发展
早期的计算工具
算盘（中国，唐朝）
计算尺（欧洲，1622）
蓝洋专转本计算机理论基础 第二章
1.计算机的发展
1. 早期的计算工具
加减法器，（法国，1642，帕斯卡）
蓝洋专转本计算机理论基础 第二章
1.计算机的发展
1. 早期的计算工具
差分机，（英国，1812，巴贝奇）
1.主板的组成
蓝洋专转本计算机理论基础 第二章
1.主板的组成
蓝洋专转本计算机理论基础 第二章
主板的组成
1. CPU插座 2. 主存储器插槽 3. PCI总线扩展槽，（显卡、声卡、网卡）；AGP总 线扩展槽。 4. 芯片组：固定在主板上，协调微机系统的正常运 转。 5. BIOS芯片：固化在主板上一块 Flash ROM 芯片中 的一组机器语言程序。 6. CMOS芯片：易失性储存器，需要电池供电，存放 着与计算机硬件相关的一些参数（配置信息）。 蓝洋专转本计算机理论基础 第二章
蓝洋专转本计算机理论基础 第二章
CPU性能指标—高速缓存（cache)
1. cache是一种小容量高速缓冲存储器，直接制作在CPU 芯片内，速度几乎与CPU一样快，分一级和二级缓存， 其容量越大，级数越多，效果越显著 2. 程序运行时，一部分指令和数据会被预先成批拷贝到 Cache中 3. 当CPU需要从主存读（写）指令或数据时，先检查 Cache，若有直接从Cache中读取，若无再访问主存储 器 4. Cache具有透明性，它的内容不能由程序直接访问（对 程序员是透明的） 5. Cache的命中率：CPU需要的指令或数据在Cache中直接 蓝洋专转本计算机理论基础 第二章 找到的概率
计算机系统构成及硬件基础知识
计算机系统构成及硬件基础知识
计算机系统的构成主要包括硬件和软件两个方面。
硬件是计算机实体部分，而软件则是运行在计算机上的程序和数据。
以下是计算机系统的硬件基础知识：
1.中央处理器（CPU）：
-CPU是计算机的大脑，执行指令和处理数据。
-包括运算器（执行算术和逻辑运算）和控制器（管理指令的执行过程）。
2.内存（RAM和ROM）：
-RAM（随机存取存储器）用于临时存储程序和数据，是易失性存储。
-ROM（只读存储器）用于存储固化的程序和数据，是非易失性存储。
3.存储设备：
-硬盘驱动器、固态硬盘（SSD）、光盘驱动器等，用于永久性存储数据和程序。
-存储设备与内存不同，可以长期保存数据。
4.输入设备：
-键盘、鼠标、摄像头等，用于向计算机输入数据和指令。
5.输出设备：
-显示器、打印机、音频设备等，用于从计算机输出数据和结果。
6.主板（Motherboard）：
-连接CPU、内存、扩展卡、存储设备等，是计算机各部件的主要连接平台。
7.扩展卡：
-如显卡、声卡、网卡等，用于增强计算机的功能。
8.总线：
-用于各硬件组件之间的数据传输，包括地址总线、数据总线和控制总线。
9.电源：
-提供电能给计算机各部件，包括主板、硬盘等。
以上是计算机系统的基础硬件组成。
在软件方面，操作系统是一个关键组成部分，它管理硬件资源，提供用户界面，并执行应用程序。
计算机系统的硬件和软件协同工作，使得计算机能够完成各种任务。
计算机第二章习题答案恢复版
一．简述计算机系统的组成。
计算机系统由硬件系统和软件系统两部分组成。
硬件系统是组成计算机系统的各种物理设备的总称，是计算机完成各项工作的物质基础。
软件是指用某种计算机语言编写的程序数据和相关文档的集合。
软件系统则是在计算机上运行的所有软件的总称。
其中，硬件系统包括主机和外设，主机又分为中央处理器(CPU)和内存，内存分为随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM),高速缓冲存储器(Cache),，中央处理器又分为运算器（ALU）和控制器(CU).。
外设分为输入设备（键盘，鼠标，触摸屏，扫描仪麦克风等）输出设备（显示器，打印机，绘图仪，音响等）外存（软盘，硬盘，光盘，U盘等）。
软件系统分为系统软件和应用软件。
其中，系统软件又包括操作系统（DOS,windows,OS/2,UNIX,）语言处理程序（C,C++）实用程序（诊断程序，排错程序），应用软件又包括通用应用软件（办公软件包，数据库管理系统，计算机辅助设计软件）和专业应用软件（如各企业的信息管理系统等）二．计算机硬件包括哪些部分，分别说明个部分的作用。
硬件是指计算机装置，即物理设备主要包括以下几部分：1，运算器，又称算术逻辑单元，它的主要功能是进行算术运算和逻辑运算。
2，控制器，是指挥计算机的各个部件按照指令的功能要求协调工作的部件。
3，存储器，基本功能是能够按照指定位置存入或取出二进制信息。
4，输入设备，用来接收用户输入的原始数据和程序，并将它们转变为计算机可以识别的形式放到内存中。
5，输出设备，用于将存放在内存中由计算机处理的结果转变为人们所能接受的形式。
三．指令和程序有什么区别？试述计算机执行指令的过程。
指令，即能被计算机识别并执行的二进制代码，它代表了计算机能完成的某一项操作。
程序，即指令的集合。
执行过程分为下列三步；①取指令：按照程序计数器中的地址从内存储器中取出指令并送往指令计数器。
②分析指令：对指令寄存器中存放的指令进行分析，由指令译码器对操作码进行译码，将指令的操作码转换成相应的控制电位信号；由地址码确定操作数地址。
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3、存储器
（1）内存储器
② 只读存储器(Read only Memory，简称ROM) 是一种写入信息之后，只能读出而不能再写入的固定存储
器； 特点：信息在断电后仍能保存下来； 用途：常用它来存放固定的程序和数据。 如主机板上的BIOS就是。
可编程只读存储器 PROM：用户可根据自己的需要一次性 写入存储的内容；
①随机存储器(Random Access Memory，简称RAM)
是一种可以任意读写数据的存储器，其中的数据会因掉电 而丢失，故一般用来存放正在使用的数据。 CPU对它们既可读出又可写入数据。 形状：内存通常制作成条状，称为内存条，插在主板的内存 插槽中; 特点：RAM存储单元的内容可以随时读出或写入，故又称为 读写存储器。但它里面存放的信息会因断电而消失； 用途：暂存输入、输出的数据和中间计算结果，用来和外存 交换信息。
应用软件
二.冯·诺依曼型计算机及工作原理
冯·诺依曼于1946年首先提出了程序存储的 基本思想概括为以下三点：
(1) 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。
(2) 计算机内部采用二进制表示指令和数据。 (3) 将编制好的程序和原始数据存入计算机 的内存储器中，启动计算机后，能自动逐条取出 指令执行。
第10页
早期的CPU
CPU
586
686
K6
第11页 PⅡ
PⅢ
PⅣ
CPU的流行产品
目前，微型计算机的CPU大多采用Intel公司 的Pentium系列产品、Celeron（赛扬）系列产 品和AMD公司的K系列产品。
其 中 Intel 公 司 于 2000 年 11 月 20 日 发 布 的 Pentium Ⅳ：(核心面积为217mm2，集成了4200 万 个 晶 体 管 ， 引 脚 数 423 针 ， 时 钟 频 率 高 达 1.5GHz，数据宽度64位)
存储器分为两大类：内存储器和外存储器。
第14页
3、存储器
（1）内存储器
▪ 内存是计算机运行程序时临时存储数据的 地方，其存储速度及大小直接影响着计算 机的整体性能。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 率越高。
▪ 内存包括ROM和RAM两种。
第15页
3、存储器
（1）内存储器
1．运算器（ALU） 2. 控制器（CU） 3．存储器
（1）主存储器（内存） （2）辅助存储器（外存） 4．输入设备 第6页 5．输出设备
三. 计算机的硬件系统
1、运算器（ALU: Arithmetical and Logical Unit）
运算器的主要功能就是对二进制数据进行算术运算和逻 辑运算，所以也称算术逻辑单元。
可擦除可编程只读存储器：EPROM； 电可擦除可编程只读存储器：EEPROM（E2PROM）。
第17页
3、存储器 （2）外存储器
（a）硬盘
硬盘是计算机系统中使用 最多的外存储器，安装在主机 箱中，如图所示。
目前硬盘的发展主要是向 大容量、高速存储、小体积、 高可靠性这几个方面进行。硬 盘 一 般 采 用 IDE 标 准 接 口 ， 随 着技术的不断提高，目前比较 流行的是EIDE标准接口。
第二章 计算机系统的组成
一. 计算机系统的组成 二. 冯·诺依曼型计算机及工作原理 三. 计算机的硬件系统 四. 计算机系统的主要技术指标
第1页
一. 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。
运算器
控制器
计 硬件:( 物质设备 )
存储器
算
输入设备
机 系
输出设备
统 软件:(程提出的这种体 系结构，奠定了现代计算 机结构理论，被誉为计算 机发展史上的里程碑，直 到现在，计算机仍沿用这 种“存储程序”的体系结 构，因此，所有的计算机 都有一个共同的名字，称 之为“冯·诺依曼”体系结 构的计算机。
第4页
美籍匈牙利数学家冯·诺依曼
冯·诺依曼型计算机是如何工作的？
第7页
主机箱
▪ 主机箱中的主要 组件有主板、 CPU、内存条、 硬盘、光驱、显 卡、声卡及电源 等。
第8页
第9页
主板
▪ 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。计 算机整体性能是否能稳定有效地得到发挥， 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：
Pentium Ⅳ的推出标志着一个处理器新时代 的开始。
第12页
CPU的主要参数：
▪ 1）字长：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 一个字。组成该字的二进制“数”的“位 数”称为“字长”。字长等于CPU中通用 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“8位机”、“16位 机”、“32位机”、“64位机”。
2、控制器（CU：Control Unit）
控制器是整个计算机的控制枢纽，用于控制计算机各部 件协调地工作。
运 算 器 和 控 制 器 合 在 一 起 称 为 中 央 处 理 器 CPU （Central Processig Unit），它是计算机的核心部件。人 们 所 说 的 286 、 386 、 486 等 微 机 ， 是 以 CPU 对 应 的 型 号 80286、80386、80486等来命名的。
▪ 2)主频：对同一型号的CPU还可按他们的 主频进一步加以区分，例：100、133、 166、200、233、266、300……MHZ， 4GHZ等。主频是表征计算机运算速度的主 第要13页参数。
3、存储器（Memory）
存储器是计算机用来存放程序和数据的记 忆装置。
计算机中的全部信息，包括输入的原始信 息，经过计算机初步加工后的中间信息以及 最后处理得到的结果信息都记忆或存储在存 储器中。另外，对数据信息进行加工处理的 一系列指令所构成的程序也存放其中。
存储器 外存储器
输
入
设
内存储器
备
运算器
控制器
数据流
第5页
控制流
冯·诺依曼思想：
输
出
• 二进制
设 备
•程序与数据一样存 放在内存
•五大模块
三. 计算机的硬件系统
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，将这些设备作为一个统一体而协调运行， 故称之为硬件系统。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。