1基础知识模块-知识单元1-计算机基础知识

（4）U 盘 便携存储(USB Flash Disk)，也称为 U 盘或闪存盘。是采用 USB 接口和非 易失随机访问存储器技术结合的方便携带的移动存储器。特点是断电后数据不消 失，因此可以作为外部存储器使用。具有可多次擦写、速度快而且防磁、防震、 防潮的优点。闪盘采用流行的 USB 接口，无须外接电源，即插即用，实现在不同 电脑之间进行文件交流，存储容量从 16MB～32GB 不等。 5.微型机的系统总线 微机各功能部件相互传输数据时，需要有连接它们的通道，这些公共通道就 称为总线（BUS）。CPU 本身也由若干个部件组成，这些部件之间也是通过总线连 接。通常把 CPU 芯片内部的总线称为内部总线，而连接系统各部件间的总线称为 外部总线或称为系统总线。—次传输信息的位数则称为总线宽度。 总线从功能上分为：数据总线（DB），用于传输数据信息，它是 CPU 同各部 件交换信息的通道。数据总线都是双向的。 地址总线（AB）用来传送地址信息，CPU 通过地址总线把需要访问的内存单 元地址或外部设备的地址传送出去。通常地址总线是单方向的。地址总线的宽度 与寻址的范围有关，即：它决定了寻址的范围，例如寻址 1MB 的地址空间，需要 有 20 条地址线。 控制总线用来传输控制信号，以协调各部件的操作，它包括 CPU 对内存储器 和接口电路的读写信息、中断响应信号等。 目前微型机总线标准中常见的是 ISA 总线，它具有 16 位的数据宽度，工作 频率 8MB/s，最高数据传输率 8MB/s。PCI 总线，32 位数据宽度，传输速率可达 132～264MB/s。 6.微型机的接口 通常，我们把两个部件之间的交接部件称为接口，或称为界面。这里的部件 即可以指硬件，也可以指软件。主机实际上是通过系统总线连接到接口，在通过 接口与外部设备相连接。例如磁盘接口位于磁盘驱动器和系统总线之间，而显示 器通过显示接口（俗称显卡）和系统总线连接。这些接口常以插件形式插在系统 总线的插槽上。各设备公用的接口逻辑如中断控制器、DMA 控制器等往往集成在 主板上。 7.外部设备 （1）键盘 键盘是计算机系统中最基本的输入设备，通过一根电缆线与主机相连接。它 用来键入命令、程序、数据。按键的开关类型看，一般可分为：机械式、电容式、 薄膜式和导电胶皮四种。如图 1-5 所示。 （2）鼠标器 是一种“指点”设备（Pointing Device），现在多用于 Windows 操作系统环
第三代 1965~1970
几十万~几百万次/秒 工业控制、数据处理
路
计，实时控制
在规模、超大规模分时、实时数据处理，
第四代 1970~今
几百万~上亿条指令/秒 工业、生活等各方面
集成电路
计算机网络
3．计算机的系统组成 只有硬件的计算机把它叫做裸机，是不能进行任何工作的，必须要有软件的 驱动指挥，硬件才能按要求进行工作。计算机系统是一个整体的概念，无论何种 类型的计算机都是由计算机硬件系统（简称硬件）和计算机软件系统（简称软件） 两大部分组成，如图 1-1 所示：
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形式表示,也称为机器指令。
指令由两部分组成, 格式为：
操作码是指出该指令要完成什么操作 操作数是指参加操作的数据或该数据存放的地址 程序：是为完成某项任务而由人为编写的若干指令的有序集合。 人编写程序的目的就是指挥计算机去工作，所以计算机进行数据处理的过程 就是执行指令的过程。 2．计算机的发展 计算机从诞生发展到今天，已经经历了四个阶段，现正向第五代过渡，具体 如下表 1-1 所示：
图 1-6 硬盘 （2）固态硬盘 固态硬盘（Solid State Drives）：简称 SSD，用固态电子存储芯片阵列而 制成的硬盘，由控制单元和存储单元组成。 存储介质分为两种，一种是采用闪存的，以 FLASH 芯片作为存储介质，另外 一种是采用 DRAM 作为存储介质。目前主流的 SSD 是基于闪存类的。 固态硬盘在接口的规范和定义、功能及使用方法上与普通机械硬盘的完全相 同。在产品外形和尺寸上也完全与普通机械硬盘一致。 与机械硬盘相比较，SSD 固态硬盘有如下优点： 速度快：由于固态硬盘没有普通硬盘的机械结构，因而系统能够在低于 1ms 的时间内对任意位置存储单元完成 (输入/输出)操作。而且，固态硬盘也不存在 机械硬盘的寻道问题。 无噪音：没有机械硬盘的磁盘转动和马达声音，而且闪存芯片较小的发热量
【任务描述】
小明作为一名大一新生，根据自己的需求，购置一台主流的 PC 机，他需要 掌握计算机的硬件配置和软件安装。
【任务分析】
根据项目描述，小明首先要掌握计算机的工作原理；其次要清楚微型计算机 硬件及其相关性能指标；最后要理解计算机硬件的运行离不开软件的支持。
【实施方案】
任务 1：了解计算机体系结构 世 界 上 第 一 台 计 算 机 ENIAC （ Electronic Numerical Integrator And
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小、散热快等。 重量轻：比常规 1.8 英寸硬盘重量轻 20-30 克。 耐用防震：因为全部采用了闪存芯片，这样即使在高速移动甚至伴随翻转倾
斜的情况下也不会影响到正常使用。 （3）光盘 光盘是利用激光原理进行读写的设备，目前微机上配备 CDROM（只读型光盘）
驱动器。CDROM 容量为 680 MB。最近 DVD 驱动器也开始流行，它的存储容量更 大。
项目设计
项目编号 学 时
项目名称
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4 认识计算机
任务 任务 1：了解计算机体系结构 任务 2：计算机硬件 任务 3：计算机软件 任务 4：计算机硬件组装
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项目 2：信息在计算 机中的表示
任务 1：数字化信息编码 任务 2：数制及其转换
项目 1：认识计算机
任务 1：了解计算机体系结构 任务 2：计算机硬件 任务 3：计算机软件 任务 4：计算机硬件组装
计算机系统
计算机硬件 计算机软件
主机
外部设备 系统软件
运算器 CPU
控制器
内存储器 外存储器
随机存储器（RAM） 只读存储器（ROM）
输入/出设备
应用软件
图 1-1 计算机系统的组成
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任务 2：计算机硬件 微型计算机也叫 PC 机，即个人计算机。微型计算机的硬件系统采用总线结 构。总线可以单向传输信息，也可以双向传输信息，并能在多个设备中选择唯一 的源地址和目的地址。 目前微型机结构多采用“面向 CPU 或面向内存的双总线结构”。如图 1-2 所 示，在面向主存的双总线结构中，所有的部件和设备均挂在总线上。可以通过总 线交换信息。同时又在 CPU 和主存储器之间增加了一组高速存储总线。这样 CPU 就可以与主存之间直接的进行高速信息交换。
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① 存储容量：这个指标是衡量存储器存储信息的能力。主存容量越大，存 放的信息越多，计算机的处理能力也就越强。主存容量通常用字节数（例如主存 容量 64KB），或者单元数位数（例如 64K16 位）表示。
② 存取周期：用来衡量存储器的工作速度，它是指访问一次存储器所需要 的时间。
③ 读写时间：用来衡量存储器的读写速度。 4.外存 在计算机系统中，除了有主存外，一般还有外存储器，用于存储暂时不用的 程序和数据。常用的有软盘、硬盘、光盘和磁带存储器。它们和内存一样，存储 容量也是以字节为基本单位。外存储器与内存储器之间频繁交换信息，而不能被 计系统的其它部件直接访问。 （1）机械硬盘 机械硬盘作为微机系统的外存储器成为微机的主要配置，它由硬盘片、硬盘 驱动电机和读写磁头等组装并封装在一起成为温彻斯特驱动器。硬盘工作时，固 定在同一个转轴上的数张盘片以每分钟数 7200 转甚至更高的速度旋转，磁头在 驱动马达的带动下在磁盘上做径向移动，寻找定位点，完成写入或读出数据工作。 硬盘使用前要经过低级格式化、分区及高级格式化后即可使用。硬盘的低级 格式化出厂前已完成。从存储容量上目前有 500GB、1TB 等。如图 1-6 所示。
图 1-3 微型机主板 2.中央处理器（Central Processing Unit，简称 CPU）是一个体积不大而
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集成度非常高、功能强大的芯片，也称为微处理器（Micro Processor Unit，简 称 MPU），是微型机的核心，中央处理器主要包括运算器和控制器两大部件。计 算机的所有操作都受 CPU 控制，所以它的品质直接影响着整个计算机系统的性能。 如图 1-4 所示。表1-1 计算机发展 Nhomakorabea四个阶段
代次 起止年份 所用电子元器件 数据处理方式
运算速度
应用领域
第一代 1946~1957 电子管（真空管）汇编语言、代码程序 几千~几万次/秒
国防及高科技
第二代 1958~1964 晶体管
高级程序设计语言 几万~几十万次/秒 工程设计、数据处理
中、小规模集成电结构化、模块化程序设
Calculator，称为电子数字积分计算机）1946 年 2 月在美国诞生，不久，美籍 匈牙利科学家冯·诺依曼（Von Neumman）提出了“存储程序式计算机”的模式， 并主持研制了名为 EDVAC 的计算机。该机采用二进制代替十进制，并将指令存 入计算机内部，这也就是现代计算机所采用的工作模式。
图 1-4 中央处理器（CPU） CPU 的主要性能指标： 字长：表示 CPU 一次处理数据的位数。 主频：也叫做时钟频率，以 MHz（兆赫兹）为单位来度量，通常时钟主频越 高，其处理数据的速度相对也就越快。 1978 年 6 月 Intel 公司推出它的第一个 16 位微处理器 8086 以来，经历了 80n86、Pentium（奔腾）、Core（酷睿双核、4 核、8 核等）。计算机技术得到了 飞速发展。 3 内存储器 目前，微型机的内存储器由半导体器件构成。而半导体器件存储器件由只读 存储器 ROM（Read Only Memory）和随机存储器 RAM（Random Access Memory ） 两部分构成。 只读存储器 ROM 的特点是只能读出不能写入信息，在主板上的 ROM 里面固化 了一个基本输入/输出系统，称为 BIOS（基本输入输出系统）。其主要作用是完 成对系统的加电自检、系统中各功能模块的初始化、系统的基本输入/输出的驱 动程序及引导操作系统。 RAM 随机存储器可以进行任意的读或写的操作，它主要用来存放操作系统、 各种应用程序、数据等。数据、程序在使用时从外存读入内存 RAM 中，使用完毕 后在关机前再存回外存中，由于 RAM 是用半导体器件构成，断电时信息将会丢失。 如图 1-5 所示。