计算机基础-计算机硬件系统方案
大学计算机基础-计算机系统知识
项目二 计算机系统知识大学计算机基础（微课版）C O M P U T ER微课版目录CONTENTS任务一 认识计算机的硬件系统任务二 认识计算机的软件系统任务三 使用鼠标和键盘认识计算机的硬件系统任务要求随着计算机的逐渐普及，使用计算机的人也越来越多，肖磊跟其他大多数使用计算机的人一样，对计算机是如何工作及其内部的硬件结构和软件程序却并不了解。
本任务要求认识计算机的基本结构，了解计算机工作的基本原理，并对微型计算机的各组成硬件，如主机及主机内部的硬件，显示器、键盘和鼠标等硬件有一个基本的认识和了解。
认识计算机的硬件系统任务实现一认识计算机的基本结构二了解计算机的工作原理三认识微型计算机的硬件组成（一）认识计算机的基本结构冯·诺依曼体系结构构成的计算机主要由运算器、控制器、存储器、输入和输出设备5个组成部分，这5个组成部分的职能和相互关系如下所示。
（二）了解计算机的工作原理计算机执行一条指令时首先是从存储单元地址中读取指令，并把它存放到CPU内部的指令寄存器暂存，然后由指令译码器分析该指令（译码），即根据指令中的操作码确定计算机应进行什么操作，然后是执行指令，即根据指令分析结果，再由控制器发出完成操作所需的一系列控制电位，以便指挥计算机有关部件完成这一操作，同时还为读取下一条指令做好准备，重复执行上述过程，直至执行到指令结束。
微机的外观组成及主机内部硬件如下图所示。
微处理器是由一片或少数几片大规模集成电路组成的中央处理器，这些电路执行控制部件和算术逻辑部件的功能。
CPU（Central Processing Unit）是中央处理器的简称，它既是计算机的指令中枢，也是系统的最高执行单位。
如右图所示。
1．微处理器3．总线总线（Bus）是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线，主机的各个部件通过总线相连接，外部设备通过相应的接口电路再与总线相连接，从而形成了计算机硬件系统，因此总线被形象地比喻为“高速公路”。
2024计算机硬件系统的构成部件ppt课件
计算机硬件系统的构成部件ppt课件contents •计算机硬件系统概述•中央处理器（CPU）•存储设备•输入输出设备•主板、总线及扩展槽•电源、散热及机箱•计算机硬件系统组装与调试•计算机硬件系统维护与升级目录01计算机硬件系统概述硬件系统定义与功能定义功能第一代计算机第二代计算机第三代计算机第四代计算机硬件系统发展历程硬件系统分类及组成部分分类主机组成部分外部设备组成部分02中央处理器（CPU）它与内部存储器和输入/输出设备合称为电子计算机三大核心部件。
CPU的主要功能是进行运算和逻辑运算，控制计算机的其他部件协同工作。
CPU是计算机的核心部件，负责解释和执行指令，处理数据。
CPU基本概念及作用时钟频率越高，CPU 的运算速度就越快。
但需要注意的是，时钟频率并不是唯一的性能指标。
时钟频率核心数量缓存容量选购建议多核心CPU 可以同时执行多个任务，提高整体性能。
但也需要考虑软件的优化程度。
缓存容量越大，CPU 处理数据的速度就越快。
但缓存容量并不是越大越好，需要根据实际需求选择。
在选购CPU 时，需要综合考虑自己的使用需求、预算以及所配主板的兼容性等因素。
CPU 性能指标与选购建议IntelAMD 其他品牌型号介绍01020304常见CPU品牌及型号介绍03存储设备随机存储器（RAM）01只读存储器（ROM）02高速缓冲存储器（Cache）03硬盘存储器（HDD）容量大、价格低、读写速度较慢，适合长期存储大量数据。
固态硬盘（SSD）读写速度快、抗震性好、价格较高，适合作为系统盘或需要高速读写的应用。
移动存储设备如U盘、移动硬盘等，便携性好，适合在不同设备间传输数据。
存储设备性能指标及选购建议01020304存储容量读写速度接口类型可靠性04输入输出设备用于输入文本、数字、符号等信息。
用于控制光标移动、点击、拖拽等操作。
将纸质文档转化为数字信号，便于计算机处理。
通过触摸操作实现人机交互，直观易用。
第2章 计算机系统与计算机网络(2)——计算机硬件系统-大学计算机基础-戴红-清华大学出版社
【注】字长：计算机在同一时间内能够一次处理的二进制位数，其直接反映了计 算机的计算精度。微机字长从8位、16位、32位到目前的64位。 主频：CPU内核工作时的时钟频率，是CPU内数字脉冲信号震荡的速度，单位MHz或 GHz。在其他性能指标相同的情况下，CPU主频越高，其运算速度越快。 外频：CPU与主板之间同步运行的速度，多数情况下也是内存与主板之间同步运行 的速度，直接影响内存的访问速度和CPU同时接受来自外部设备数据的速度。 Cache命中率：CPU在Cache中找到所需内存中数据的比例。
பைடு நூலகம்
【注】硬盘容量：硬盘最主要的参数，以兆字节（MB）、千兆字节（GB）或百万 兆字节（TB)为单位，目前市场常见的硬盘容量为TB级。硬盘通常由重叠的一组盘 片构成，每个盘片可单面或双面存储数据，每个盘面一般配一个读写磁头。每个 盘面以其中心为圆心，不同半径的同心圆称为磁道，每个盘面都被划分为数目相 等的磁道，数据沿着轨道存放。具有相同半径的磁道形成一个圆柱——柱面，磁 盘的柱面数与一个盘单面上的磁道数相等。盘面又被分成大小一般为512个字节的 扇形区域——扇区，磁盘驱动器以扇区为单位访问磁盘。则可使用公式计算硬盘 容量为：磁头数*柱面数*磁道扇区数*每扇区字节数。
第2章 计算机系统与计算机网络
内容提要
本章包含两大部分，计算机系统和计算机网络。
2.1 图灵机与冯·诺依曼体系结构 2.2 计算机硬件系统 2.3 计算机软件系统 2.4 计算机网络
2.2 计算机硬件系统
图2-3 计算机硬件系统组成简图
2.2.1 主机
主板——机箱中的多层印刷电路板（PCB），提供CPU、内存、显卡等电子元器件的插槽， 是各种外部设备/元器件的接口及各种芯片的底盘，实现元器件之间的相互连接，目前多使 用玻璃纤维作为原材料。
计算机基础-组成与硬件
• 计算机指令执行过程（4步骤为一个周期） 计算机指令执行过程（ 步骤为一个周期 步骤为一个周期）
1.取指令 取指令：根据程序计数器PC中的值从程序存 储器 取指令 读 出现行指令，送到指令寄存器。 2.分析指令：将指令寄存器中的指令操作码取出后进 分析指令： 分析指令 行译码，分析其指令性质。如指令要求操作数，则 寻找操作数地址。 3.执行程序：逐条指令被重复上述操作过程，直至遇 执行程序： 执行程序 到停机指令可循环等待指令。 4.一条指令执行完成，程序计算器加1，或将转移地 址码送入程序计算器，然后返回到取指令阶段。 • 一般把计算机完成一条指令的时间称为一个指令周 指令周 主频指 期。周期越短，速度越快。通常所说的CPU主频 主频 的就是指令执行周期
内置硬盘
功能：硬盘是我们熟知的 功能： 电脑配件之一， 电脑配件之一，简单的说 就是一个大容量存储器， 就是一个大容量存储器， 与主机通讯速度很快， 与主机通讯速度很快，成 为现代电脑不可缺少的配 件。 由于计算机在工作时CPU， 由于计算机在工作时CPU， 输人输出设备与存储器这 间要大量地交换数据， 间要大量地交换数据，因 此存储器的存处速度和容 量，也是影响计算机运行 速度的主要因素之一。 速度的主要因素之一。
1>随机存取存储器 随机存取存储器RAM（内存条） 随机存取存储器 （内存条）
• 代表一种只能写入和读取而不能改写和擦除的设备。 代表一种只能写入和读取而不能改写和擦除的设备。 • 特点：用户可随时读出、写入；但断电后，存储的内容立即消失。 特点：用户可随时读出、写入； 断电后，存储的内容立即消失。 可随时读出
内存容量： 3>内存容量：内存容量的大小反映了存储程序和数据的 内存容量 能力，从而反映了信息处理能力的强弱。 能力，从而反映了信息处理能力的强弱。 64MB~128MB
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。
硬件系统课件完整版
编码和数制
二、八与十六进制之间旳转换
整数从右向左 小数从左向右
二进制
三位并一位 一位拆三位
八进制
二进制
四位并一位 一位拆四位
十六进制
编码和数制
100 110 110 111 . 010 100 ( 4 6 6 7 . 2 4 )8
计算机编码
字符编码
编码和数制
二进制编码 旳十进制数
中文编码
数据在计算机中旳表达方式
+77
01 0011 01
符号位
真值
机器数
编码和数制
机 器 数 / 真 值
即：+77 0 1001101
数据在计算机中旳表达方式
编码和数制
-77
原码 反码 补码
11 001101 10 110010 10 110011
原
反
码
RAM ROM
总线 控制电路
主机板
总线
键盘接口 并行接口 串行接口 I/O插槽
键盘 打印机 鼠标 用户电路
输入设备
鼠标
打印机
显示器
硬件系统
键盘
软盘 硬盘
键盘旳使用
字符键 功能键 控制键
硬件系统
位、字节、字及字长
位 字节（8位）
字，字长
存储位
硬件系统
存储单元 （字节）
存储体
存储体构造图
计算机软件系统
微型计算机旳工作基础
系统综述
微型计算机旳工作原理 程序旳执行过程 计算机系统旳层次构造 顾客与计算机软硬件旳关系 系统维护
工作基础
第1章 计算机基础
人工智能由英国著名科学家图灵提出，被认为是21世纪的三大尖端技术之一。 人们为纪念图灵在计算机领域的卓越贡献而专门设立了“图灵奖”。
（6）网络应用
计算机技术与现代通信的结合造就了计算机网络，它使人际交流跨越了时间和
空间的障碍，已成为建立信息社会的物质基础。
（7）多媒体技术
多媒体技术是利用计算机对文本、图形、图像、声音、动画、视频等多种信息 综合处理、建立逻辑关系和人机交互作用的技术。
1.2.2 计算机硬件系统
2．微型计算机的硬件系统
（3）总线
总线是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线，通过它实现计
算机各部件之间的数据、地址和控制信息的传送。总线与微机各部件之间的关 系如图1-5所示。
1.2.2 计算机硬件系统
2．微型计算机的硬件系统
（4）外存储器
外存储器简称外存或辅存，属于外部设备，是对内存的扩充。外存具有存
2．光子计算机
光子计算机是一种由光信号进行数字运算、逻辑操作、信息存储和处理的 新型计算机。
3．分子计算机
分子计算机体积小、耗电少、运算快、存储量大，其运算过程是蛋白质分 子与周围介质相互作用的过程。
4．纳米计算机
纳米计算机是用纳米技术研发的新型高性能计算机，它几乎不耗费任何能 源，性能要比今天的计算机强大许多倍。
④光盘存储器：光盘存储器由光盘驱动器（简称光驱）和光盘组成。
1.2.2 计算机硬件系统源自2．微型计算机的硬件系统（5）输入设备
①键盘
– 键盘的常用键位及功能见表1-2。 – 键盘的正确指法和操作方法，并进行指法练习。 – 按〈Ctrl+Space Bar〉组合键，可以启动或关闭中文输入法；按 〈Ctrl+Shift〉组合键，能够在输入法间切换。 – 单击中文输入法指示器中的全角/半角切换按钮（或按〈Shift +Space Bar〉 组合键），可以实现半角和全角切换。
《计算机的硬件系统》教案
根据功能和特点，输入输出设备可以 分为多种类型，如接触式和非接触式 输入设备、有线和无线输出设备等。
输出设备
用于将计算机处理后的数据和信息输 出的设备，如显示器、打印机、音响 等。
常见的输入设备
键盘
键盘是最常见的输入设备之一 ，通过按键输入字符、数字和
命令。
鼠标
鼠标用于选择、拖动、点击等 操作，是图形界面中常用的输 入设备。
升级硬件
根据需要升级硬件设备，如增加 内存、更换硬盘等，以提高计算
机的性能和存储能力。
硬件故障的诊断与排除
01
02
03
观察法
通过观察计算机的外观、 指示灯等状态，初步判断 硬件故障的原因。
替换法
用正常工作的部件替换可 能存在故障的部件，以确 定故障所在。
诊断工具
使用专业的硬件诊断工具 ，如诊断卡、软件诊断工 具等，对硬件故障进行定 位和排查。
详细描述
计算机硬件系统是计算机中实现各种功能的物理基础，包括 中央处理器、内存储器、输入输出设备等。这些硬件设备通 过特定的电路和接口相互连接，协同工作，以实现数据存储 、处理和传输等功能。
计算机硬件系统的分类
总结词
根据功能和结构的不同，计算机硬件系统可以分为多种类型，如通用计算机、服务器、工作站、嵌入式计算机等 。
《计算机的硬件系统》教案
汇报人： 202X-01-07
目录
• 计算机的硬件系统概述 • 中央处理器 • 存储器 • 输入输出设备 • 计算机硬件系统的维护与优化
01
计算机的硬件系统概述
计算机硬件系统的定义与组成
总结词
计算机硬件系统是计算机中看得见、摸得着的物理装置的总 称，由运算器、控制器、存储器、输入输出设备等组成。
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问题一： 计算机内存（RAM）与计算机硬盘有何区别？
问题二： 有没有哪些设备既是输入设备，又是输出设备？
谢 谢 各 位！
追求人生的美好! 我们的共同目标!
键盘鼠标
摄像头
麦克风
扫码枪
输出设备
输出设备用于输出计算机的处理结果。
显示器
音箱
耳机
打印机
计算机 硬件系统
中央处理器 存储器
输入输出设备
运算器 控制器 内存储器 外存储器 输入设备 输出设备
做什么，怎么做
谁来做、何时做
RAM与ROM 硬盘、光盘、U盘、 存储卡、移动硬盘等 鼠标、键盘、麦克风、 摄像头、扫码枪等
1.3.1计算机硬件系统的组成
计算机的硬件系统是指组成计算 机的各种电子器件、机械部件等物理 设备。通俗的讲，就是那些看得见、 摸得着的实际设备。计算机硬件系统 是计算机工作的物质基础。
你想要什么 样的配置？
什么样的CPU？
多大的内存？
多大的硬盘？
什么样的键盘鼠标？
独立显卡还是集成显卡？
计算机硬件系统
内存储器分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。 • 随机存取存储器（RAM）：用来存放随机写入和读出的程序和数据。关 机或重启后，RAM中的数据将会丢失。 • 只读存储器（ROM）：存放出厂时固化在其里面的一些系统程序。关机 后信息不会丢失。 • 一般我们所说的内存，多指RAM。
当前主流内存容量：4G，8G，16G。
• SSD：读写速度快，防震抗摔性强，功耗 低；容量小、寿命短、成本高。
主流配置：HDD 500G 1T 2T SSD 128G 256G
外存储器—光盘
特点：容量大、易保存、携带方便。 常见的有CD（750M容量）和DVD（4.7G容量）。 分为只读光盘、一次性写入光盘和可擦写光盘。 光盘的读取需要用到光驱。 光驱分为只读光驱与可读写光驱。
中央处理器 存储器
输入输出设备
1、中央处理器
计算机 硬件系统
中央处理器
运算器 控制器
• 中央处理器，简称CPU或微处理器，计算机的核心 • 负责处理、运算计算机内部所有的数据 • 主频大小决定计算机的性能，单位GHz • 运算器又称算数逻辑单元，用于对数据进行加工和处理 • 控制器用来协调和指挥整个计算机系统的操作
2、存储器
计算机 硬件系统
存储器
内存储器 外存储器
• 存储器是计算机用来存放程序和数据的记忆装置 • 基本功能：能够按照指定位置存入或取出信息 • 存储器大小的衡量单位：KB、MB、GB、TB
内存储器
内存储器，也称为主存储器，简称内存。用于存放当前正在使用（执行中）的 数据和程序，它与CPU能够直接进行数据的传输。一般来说，内存的大小影响着同 时执行多个程序的速度。
外存储器—U盘
是一种具有USB接口的flash存储器，也叫闪存。 特点：容量大、重量轻、体积小、稳定性强。
主流厂商：金士顿、东芝、闪迪、三星。 主流配置：16G、32G、64G。
外存储器—存储卡
闪存的一种，广泛应用于手机和数码设备中。 可分为SD卡、miniSD卡、MMC卡、T-Flash （micro SD）卡等。 若要在计算机上使用，需要读卡器。
外存储器
外存储器是指除计算机内存以外的存储器。 外存储器也称为辅助存储器，简称外存。 外存储器一般在断电后仍然能保存数据。 常见的外存储器：硬盘、光盘、U盘、存储卡、移动硬盘等。
外存储器—硬盘
硬盘是计算机主要的存储媒介之一。 传统机械硬盘（HDD）与固态硬盘（SSD）。
• HDD：容量大，寿命长，成本低；读写速 度相对较慢，碰撞易损坏。
1946年，世界第一台电子数字计算机ENIAC（埃尼阿克）在美国 宾夕法尼亚大学诞生。 电子管计算机→晶体管计算机→集成电路计算机→大规模、超大 规模集成电路计算机→人工智能计算机→生物计算机。
计算机的分类
按功能和用途，分为通用计算机和专用计算机。 按规模和处理能力，分为巨型机、大型机、小型机和微型机。 按工作原理分类，分为数字计算机、模拟计算机和混合计算机。
外存储器—移动硬盘
以硬盘为存储介质。 特点：容量大、便携、传输速度快。 主流配置：500G，1T，2T，4T。
3、输入和输出设备
输入输出设备简称I/O设备，又称外部设备。 各种信息通过输入设备输入到计算机，计算机处理的结果由输出设备输出
计算机 硬件系统
输入输出设备
输入设备 输出设备
输入设备
输入设备用于把原始数据和处理这些数据的程序通过输入接口输入到计算机的存储器中。
计算机应用基础
1.3.1计算机硬件系统
信息工程系
2017.09.03
知识回顾
计算机的概念
俗称电脑，是一种用于高速计算的电子计算机器，既可以进行数 值计算，也可以进行逻辑计算，还具有存储记忆功能。它能够按 照程序运行，是自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。 由硬件系统与软件系统组成。
计算机的发展