第1章计算机部件的识别.
第1章 微型计算机系统概述

【学习目标】 了解微型计算机的发展。 了解微型计算机的特点。 认识微型计算机系统的组成。 了解微型计算机的主要性能指标。
1.1 微型计算机概况
世界上第一台电子计算机早在1946年就诞生了,然而微 型计算机在1971年才问世,它具有众多优点,其应用更 加广泛。微型计算机(见图1-1)具有体积小、重量轻、 耗电少、性价比最优、可靠性高、结构灵活等特点,其 应用深入到社会生活中的各个领域,并取得了飞速的发 展。计算机不仅能够完成数学运算,而且还可以进行逻 辑运算,同时还具有推理判断的能力。因此,人们又称 它为电脑。现在,科学家们正在研究具有思维能力的智 能计算机。随着科学技术的发展,人们对计算机的认识 也在不断地深入
操作系统方面
主流的操作系统有Linux、UNIX (System Ⅴ、UNIX BSD、SCO UNIX、 Solaris等)、Windows系列(现在主要有 Windows 98、Windows NT、Windows 2000、Windows XP、Windows 2003、 Windows CE等)等。
图1-1 现代微型计算机
1.1.1 微型计算机的发展
现将有关计算机中央处理器(CPU)的一些基本概念介绍 如下: 中央处理器(CPU)是指把运算和控制功能集成在一起的 那块芯片,这块芯片俗称主机。 微型计算机系统是由中央处理器(CPU)配上一定容量的 存储器(或内存)、接口电路以及必要的外部设备组成。 单板机是指把CPU、一定数量的存储器芯片和I/O接口芯 片装在一块印刷电路板上,并在该板上配以具有一定功能的 输入、输出设备。 单片机是指把CPU、一定容量的存储器和必要的I/O接口 电路集成在一个硅片上。有的单片机还包括模数(A/D)和 数模(D/A)转换器。
计算机组成原理第1章PPT课件

3.数据传输率与数据通路宽度 (1)数据通路宽度: 数据总线一次能并行 传输的数据位数。 (2)数据传输率(带宽):数据总线每秒 传输的数据量。
总线位数×总线时钟频率
总线带宽 =
8
(B/S)
主存带宽 =?
4.存储容量
1)主存容量
K、M、G、T
1024
指存储单元个数 × 位数。
决定地址位数
存储体
控制线路
数据寄存器 读/写线路
译码器
…………
地址寄存器
…………
存储体: 存放信息的实体。 寻址系统:对地址码译码,选择存储单元。 读/写线路和数据寄存器:完成读/写操作,暂 存读/写数据。 控制线路:产生读/写时序,控制读/写操作。 3)讨论 存储单元读/写原理、存储器逻辑设计
(3) 输入/输出设备 1)功能:转换信息。
换、逻辑控制等功能。
2.典型的硬件系统结构 (1)以总线为基础的系统结构 特点:结构简单、控制方便、扩展容易。
总线
部件 部件 部件
单总线结构 系统总线
CPU
M
接口
I/O
接口 I/O
(2)采用通道或IOP的系统结构 带通道的系统(图1-6)
主机
通道
I/O控制器
I/O
• 规模较小的系统可将通道部件设置在 CPU内部。
1.3.2 计算机的主要性能指标
1.基本字长 指操作数的基本位数。 和运算器、寄存器、总线有关,它影响
计算精度、指令功能。 8 — 16 — 32 — 64位
2. 运算速度 (1)定点/浮点四则运算时间
(2)每秒平均执行的指令条数(MIPS) (3)CPU时钟频率(Hz)
5M 100M 1G 2.0G 3.2G (4)典型程序执行时间 (5)每条指令平均执行周期.事先编制程序 2.事先存储程序 3.自动、连续地执行程序
第1章 计算机概述

计算机概述
第一章 计算机概述
第一章
计算机概述
第一章 计算机概述
1.1 1.2 1.3 1.4 计算机的发展历程 计算机的应用 计算机系统简介 计算机硬件的组成
第一章
计算机概述
第1章 计算机概述 章
1.1 计算机的发展历程
电子计算机又称电脑,是一种能够自动、高 速、精确地完成各种信息存储、数据处理、数值 计算、过程控制和数据传输的电子设备。1946年 2月,世界上第一台电子计算机(如图1-1所示) 在美国宾夕法尼亚大学问世,取名为ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer)。
第一章
计算机概述
图1-1 第一台电子管计算机
第一章
计算机概述
第一代(1946年—1956年)是电子管计算机 第一代 (如图1-2所示)。这个时期使用的逻辑元件是电 子管,也称电子管时代。主存储器先采用延迟线, 后采用磁鼓磁芯,外存储器使用磁带。软件方面 使用机器语言和汇编语言编写程序。这个时期计 算机的特点是:体积庞大、运算速度低(一般每 秒几千次到几万次)、成本高、可靠性差、内存 容量小。这个时期的计算机主要用于科学计算, 从事军事和科学方面的工作。其代表机型有 ENIAC、IBM650(小型机)、IBM709(大型机) 等。
第一章
计算机概述
1.2 计算机的应用 1.2.1 科学计算 科学计算也称数值计算。计算机最初是为解 决科学研究和工程设计中遇到的大量数学问题的 数值计算而研制的计算工具。随着现代科学技术 的进一步发展,数值计算在现代科学研究中的地 位不断提高。如在自然科学中的数学、物理、化 学、天文、地理等领域;在工程技术的航空、汽 车、造船、建筑等领域,都少不了计算机。特别 是在尖端科学领域中显得尤为重要。例如导弹、 飞船、卫星研究设计,都离不开计算机的精确计 算。
《计算机导论(第三版)》-第1章 计算机概述

3.计算机的发展
代数 第一代 第二代 第三代 第四代 起止时间 构成元件 46-57 58-64 65-72 72电子管 晶体管 集成电路 处理方式 机器语言 高级语言 并行处理
大 规 模 集 成 电 数据库系 路 统
4.计算机的特点
运算速度快(几百万-亿次/秒) 精度高(有效数字6位-16位-任意) 有记忆能力(存储信息) 有判断功能 能在程序控制下自动工作
21世纪高等院校计算机系列教材
主编
Байду номын сангаас
杨克昌 王岳斌
中国水利水电出版社
第1章 计算机概述
什么是计算机 计算机的产生与发展 计算机的特点与分类 计算机的应用 计算机人物与奖项
1. 什么是计算机
计算机,又叫电子计算机(电子 数字计算机)、电脑;
计算机是一种具有记忆功能、能按人 的意图(即事先编制并存储的程序) 自动高速运行的机器。
科学计算:航空航天,天气预报 数据处理:数据库,文字处理 自动控制:炼钢,炼油 CAX(CAD,CAM,CAI,…) 人工智能:下棋,作曲,机器人 网络应用:Internet
11.著名计算机人物 著名计算机人物
计 算 机 科 学 之 父 , 阿 伦 图 灵 Alan Turing, 1912.6~1954.6,英国数学家。 1951年被选 为英国皇家学会院士。1936年,图灵发表了一 篇著名的论文《论可计算数及其在判定问题中 的应用》,论文中提出了一种十分简单但运算 能力极强的理想计算装置,这一装置是一种理 想的计算模型,这种计算机模型奠定了计算机 组成部件、工作方式和顺序,被称为图灵机, 图灵的这一思想奠定了整个现代计算机的理论 基础。 图灵对计算机科学的杰出贡献主要表现在:创建 了自动机理论,发展了可计算性理论,奠定了 人工智能的基础。
第1章 微型计算机系统概述

1.1.1 微型计算机硬件
通常在一些书中介绍,微型机的硬件由运算 器、控制器、存储器以及输入和输出设备五个部 分组成,这种划分的方法是从组成计算机的功能 模块的角度出发。对于微型机的硬件组成还可以 用另外的分解方法。图1.2给出的微型机系统硬件 组成框图更直观、更切合实际。
1.1.2 微型计算机软件
状态寄存器的6个状态标志位的含义如下: 进位标志位(Carry Flag,CF):ALU结果的最高 位有进位或借位,CF=1;无进位或借位,CF=0。 奇偶标志位(Parity Flag,PF):指令执行后, ALU的结果的低8位中1的个数为偶数,PF=1;若为奇数, PF=0。 辅助进位标志位(Auxiliary Carry Flag,AF):加、 减算术指令执行后,最低4位D 3 D 0位有进位或借位, AF=1;无进位或借位,AF=0。该标志用于系统进行BCD 码的算术运算结果的调整。 零标志位(Zero Flag,ZF):指令执行后,ALU的 结果为零,ZF=1;结果不为零,ZF=0。 符号标志位(Sign Flag,SF):该位总是和ALU结 果的最高位相同。因为在带符号数运算时,最高位是符 号位,所以运算结果为负时,SF=1;否则SF=0。 溢出位(Overflow Flag,OF):在带符号的加、 减算术指令执行后,ALU的结果超出数据的量程,则产生 溢出,OF=1;否则OF=0。一旦OF=1,则运算结果是错 误的。
BIU:负责从存储器或外部设备中读取指令和读/写数
据,即完成总线操作。 这两个单元处于并行工作状态,可以同时进行执行指 令和读/写操作。这样大大提高了CPU的指令执行速度, 从而提高计算机的工作速度。
由图1.3可知,Intel 8086的程序设计模型如图1.5所示。
计算机硬件组成

P4 CPU正面
P4 CPU正面
第1章 计算机基础知识
1.4计算机的硬件组成
显卡:GPU,有独立和集成之分,主要 负责把CPU处理的数据和图像翻译成显 示器可以输出的模拟信号。
第1章 计算机基础知识 1.4 计算机的硬件组成
键盘、鼠标 最常用的基本输入设备
第1章 计算机基础知识
1.4 计算机的硬件组成
主板
又称系统板、母板,是多层电路板, 决定了计算机的整体性能,是计算机 的最重要部件之一。
主板由芯片组、扩展槽、及内外接口组成。 大都有6到8个扩展插槽,供用户更换相关硬 件插卡进行局部升级。
技术参数:显存类型,显存容量,显 存位宽,芯片规格(核心频率和显存 频率)。
显卡
观察:三种板卡,哪些接口 形状一样?哪些不一样?
网卡
声卡
第1章 计算机基础知识
1.4 计算机的硬件组成
内存 存放当前需要使用的程序和数据 特点:速度快,容量小、成本高 CPU可以直接访问内存。
技术参数:类型,频率,容量, 延迟cl等。
扫描仪 是利用光电技术和数字处理技术,以扫描方式 将图形或图像信息转换为数字信号的装置
第1章 算机基础知识 计算机的总线
概念:连接计算机各部件的一簇公用信号线,是 计算机各组成部件之间交换信息的公共通道。 内部总线:CPU内部的总线 外部总线:CPU、存储器、I/O接口之间的总线
8086 CPU 内部原理图
注意相关技术指标的单位
观察:金手指缺口位置
第1章 计算机基础知识 1.4计算机的硬件组成
外存 存放当前不需要使用的程序和数据 特点:容量大、成本低。
第1章 计算机系统组成部件

1.3.1.4 驱动器接口
接口。 (1)I/O接口。 ) 接口 (2)并口。 )并口。 (3)串口。 )串口。 接口。 (4)PS/2接口。 ) 接口 接口。 (5)USB接口。 ) 接口
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计算机的硬件是由电子器件和机电元件装置组 成的, 包括控制器、 运算器、 存储器、 成的 , 包括控制器 、 运算器 、 存储器 、 输入和 输出设备,这是计算机系统中的物理实体部分。 输出设备 , 这是计算机系统中的物理实体部分 。 根据其外观特征及功能的不同,可划分为主机、 根据其外观特征及功能的不同 , 可划分为主机 、 外部设备两大部分。 外部设备两大部分。 主机包括CPU(中央处理器)、主存储器、接 (中央处理器) 主存储器、 主机包括 口电路和总线电路。其中CPU是计算机的心脏, 是计算机的心脏, 口电路和总线电路 。 其中 是计算机的心脏 它的性能强弱能直接决定整个计算机的性能, 它的性能强弱能直接决定整个计算机的性能 , 是衡量计算机档次的一个重要指标。 是衡量计算机档次的一个重要指标。
第1章 计算机系统组成部件 章
1.1 计算机系统硬件组成 1.2 微处理器 1.3 主板 1.4 内存 1.5 外存储器 1.6 输入系统设备 1.7 显示系统设备 1.8 声卡和音箱 1.9 机箱与电源
1.1 计算机系统硬件组成
通常人们所说的计算机指的是办公室或者家里 用的微型计算机,简称“微机” 又称为“ 用的微型计算机,简称“微机”,又称为“个 人计算机” 即简称PC( 人计算机”,即简称 (Personal Computer)。 )。 计算机系统必须由两部分组成:一是硬件 (Hardware),二是软件(Software)。 ) 二是软件( )
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1.2.2 CPU的性能指标 的性能指标
计算机组成原理第一章总结

第一章计算机系统概述1.电子(电子线路)数字(电子线路是数学式)通用(计算机本身功能多样)计算机系统。
2.计算机系统由计算机硬件(构成计算机的所有实体部件的组合)和计算机软件(一系列按照待定顺序组织的计算机数据和指令的集合)组成。
3.硬件指由中央处理器,存储器以及外围设备等组成的实际装置,硬件的作用是完成每条指令规定的功能。
指令是计算机运行的最小的功能单位,指令是指示计算机硬件执行某种运算,处理功能的命令。
4.软件是为了使用计算机而编写的各种系统的和用户的程序,程序由一个序列的计算机指令组成。
指令是用于设计的一种计算机语言。
5.计算机系统的层次结构:数字逻辑层,微体系结构层(这两层是硬件部分),指令系统层(处在硬件和软件系统),操作系统层,汇编语言层,高级语言层(这三层是软件部分)。
6.运算器(ALU,算术逻辑单元)(1)算术运算和逻辑运算(2)在计算机中参与运算的数是二进制的(3)运算器的长度一般是8,16,32或64位。
7.存储器(1)存储单元:在存储器中保存一个n位二进制数的n个触发器,组成一个存储单元。
(2)存储器地址:存储器是由许多存储单元组成,每个存储单元的编号称为地址。
(3)内存储器(ROM,RAM)8.信息单位(1)位(bit,简写b)数字计算机信息单位;包含1位二进制(0或1)(2)字节(Byte,简写B)由8位二进制信息组成(3)字(Word)计算机一次所能处理的二进制位数,至少一个字节,通常把组成一个字的二进制位数称为字长9.存储器的分类(1)按照在计算机中的作用(主存储器,寄存器,闪速存储器,高速缓冲存储器,辅助存储器等)10.主存储器(主存)通常采用半导体存储器(1)随机存取存储器(RAM)CPU可读写,断电时内容被消除(2)只读存储器(ROM)CPU只能读写,断电后可保留其数据,存储在ROM中的软件常被称为固件。
11.寄存器(CPU内部的一组特殊存储单元)(1)读写速度比主存快的多,通常被用于使用最为频繁的数据项,以避免多次访问主存,减少主存访问可大大加快计算机速度。
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任务1 计算机基础知识
任务1 计算机基础知识
拓展与提高 1、计算机的性能指标 一台微型计算机功能的强弱或性能的好坏,不是由某 项指标来决定的,而是由它的系统结构、指令系统、 硬件组成、软件配置等多方面的因素综合决定的。但 对于大多数普通用户来说,可以从以下几个指标来大 体评价计算机的性能。 运算速度。 字长。 内存储器的容量。 外存储器的容量。 外设扩展能力。 其他。
任务2 认识计算机部件 3、内存(Memory)是计算机中重要的部件之一,它是 与CPU进行沟通的桥梁。计算机中所有程序的运行都是 在内存中进行的。 4、硬盘(Hard Disc Drive 简称HDD)是电脑主要的存 储媒介之一,由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组 成。这些碟片外覆盖有铁磁性材料。绝大多数硬盘都是 固定硬盘,被永久性地密封固定在硬盘驱动器中。 5、光驱,电脑用来读写光碟内容的机器,是台式机里 比较常见的一个配件。目前,光驱可分为CD-ROM驱动器、 DVD光驱(DVD-ROM)、康宝(COMBO)和刻录机等。
任务1 计算机基础知识
操作步骤 1、计算机的历史 世界上第一台电子计算机 (名为ENIAC,电子数值积分 计算机)诞生于1946年2月,在美国的宾夕法尼亚大学 设计研制成功。按照电子计算机采用的电子器件来进行 划分,可以将电子计算机的发展分为以下几个阶段。 (1) 第一阶段 电子管计算机(1946年—1957年); (2) 第二阶段 晶体管计算机(1958年—1964年); (3) 第三阶段 集成电路计算机(1965年—1969年); (4) 第四阶段 大规模、超大规模集成电路计算机 (1970年至今); (5) 第五阶段 智能计算机。
任务2 认识计算机部件
任务2 认识计算机部件
任务2 认识计算机部件
8、声卡 (Sound Card)也叫音频卡,声卡是多媒体 技术中最基本的组成部分,是实现声波/数字信号 相互转换的一种硬件。声卡的基本功能是把来自话 筒、磁带、光盘的原始声音信号加以转换,输出到 耳机、扬声器、扩音机、录音机等声响设备,或通 过音乐设备数字接口(MIDI)使乐器发出美妙的声音。 9、键盘(keyboard)是指经过系统安排操作一台机 器或设备的一组键,主要的功能是输入资料。 10、鼠标 (Mouse)全称:显示系统纵横位置指示 器,因形似老鼠而得名“鼠标”鼠标的使用是为了 使计算机的操作更加简便,来代替键盘那繁琐的指 令。
任务2 认识计算机部件
硬盘顶盖
电源接口 跳线口
硬盘控制芯片
控制电路板
硬盘产品标签
IDE 接口 缓存 螺丝固定孔
任务2 认识计算机部件
音频线接口
主从跳线
数据线接口
电源线接口
任务2 认识计算机部件 6、软盘驱动器(Floppy Disk Driver)就是我们平 常所说的软驱,它是读取3.5英寸或5.25英寸软盘的 设备。 7、显示设备包括显卡和显示器,显示器是属于电脑 的I/O设备,即输入输出设备。它可以分为CRT、LCD 等多种。它是一种将一定的电子文件通过特定的传输 设备显示到屏幕上再反射到人眼的显示工具。显卡全 称显示接口卡(Video card,Graphics card),又 称为显示适配器(Video adapter),显示器配置卡 简称为显卡,是个人电脑最基本组成部分之一。显卡 的用途是将计算机系统所需要的显示信息进行转换驱 动,并向显示器提供行扫描信号,控制显示器的正确 显示
任务1 计算机基础知识 2、计算机的特点 计算机是一种可以进行自动控制、具有记忆功能的 现代化计算工具和信息处理工具。它有以下5个方 面的特点。 运算速度快 计算精度高 记忆力强 具有逻辑判断能力 可靠性高、通用性强
任务1 计算机基础知识
3、计算机的应用 数值计算。 数据及事务处理。 自动控制与人工智能 辅助设计 通信与网络 4、计算机的发展方向 以超大规模集成电路为基础的未来计算机,必将向 着以下的方向发展。 巨型化,微型化,网络化,智能化
任务1 计算机基础知识
小提示 计算机(Computer)是一种能够按照事先存储 的程序,自动、高速地进行大量数值计算和各种信 息处理的现代化智能电子设备。由硬件和软件所组 成,两者是不可分割的。人们把没有安装任何软件 的计算机称为裸机。
任务1 计算机基础知识 知识链接 计算机硬件的性能决定了计算机软件的运 行速度、显示效果等,而计算机软件则决定了 计算机可进行的工作。硬件是计算机系统的躯 体,软件是计算机的头脑和灵魂,计算机系统 的组成如图下所示。
任务1 计算机基础知识 实训操作 1.叙述计算机的应用有哪些。 2.计算机的硬件组成有哪些? 3.评价计算机的性能的指标有哪些?
任务2 认识Байду номын сангаас算机部件
学习内容 简单认识计算机硬件的各部件。 任务描述 该任务的目的是了解计算机硬件的基本组成, 能够简单识别计算机硬件的各部件,为以后深入认识 计算机的各部件和计算机的硬件安装打下良好的基础。 任务准备 每组准备一台安装完整的计算机。
【学习要点】 计算机的基础知识 认识计算机部件 认识微型计算机 了解计算机的连接和接口 认识计算机硬件结构
任务1 任务2 任务3 任务4 任务5
计算机的基础知识 认识计算机部件 认识微型计算机 了解计算机的连接和接口 认识计算机硬件结构
任务1 计算机基础知识
学习内容 1.了解计算机的应用与发展。 2.学习并掌握计算机的系统组成。 任务描述 该任务的目的是了解计算机的发展及应用,掌握 计算机系统组成。 任务准备 一台安装完整的计算机。
任务2 认识计算机部件
操作步骤 1、主板(Main Board/Mother Board)是连接其他计 算机配件的电路系统,包括CPU、显卡、内外存储器、 网卡、声卡等的各种硬件都是通过主板来连接工作的。
任务2 认识计算机部件 2、CPU(Central Processing Unit)即中央处 理器,它负责计算机系统中最重要的数值运算及 逻辑判断工作,是计算机的核心部件。