第2章2.1 计算机的组成与分类
全国青年教师素养大赛一等奖课件第2章 计算机基础知识
计算机硬件结构图：
1．运算器
运算器是对数据进行加工处理的核心部件。 它在控制器的操纵下与内存交换信息，负责进行 各类基本的算术运算、逻辑运算、比较运算、移 位运算以及逻辑判断等。
2.1.2 计算机软件
软件是指系统中实现数据信息处理的程序以及开 发、使用和维护程序所需的有关文档的集合。 软件分类： • 系统软件 • 应用软件
1.系统软件
系统软件通常负责管理、控制和维护计算机的各 种软硬件资源、并为用户提供一个友好的操作界面 和工作平台。 （1）操作系统 （2）语言处理系统 （3）数据库管理系统 （4）辅助性工具软件
内存的存取速度直接影响计算机的运算速度。
内存主要分为两类： 随机读写存储器RAM（Random Access Memory）， 只读存储器ROM(Read Only Memory)。
（2）外部存储器
外部存储器简称外存，长期存放程序和数据。 通常外存不与计算机的其它部件直接交换数据，只 与内存交换数据，而且不是按单个数据存取，而是 成批地进行数据交换。 常用的外存有软盘、硬盘、光盘和U盘等。 外存与内存不同点： • 在断电后仍然保存信息，而内存则信息丢失； • 外存容量大，而内存容量相对较小。 • 外存读写速度慢，而内存读写速度快。
（2）二进制数转换为十进制数
这种转换比较简单，只要将待转换的二进制 数按权展开，然后相加即可得到相应的十进制数。 （101.11）2 = 1×(2)2+0×(2)1+1×(2)0+1×(2)1+1×(2)-2=(5.25)10
2．二进制数与八进制数的互换
人教版初中信息技术目录
人教版初中信息技术目录第一章基础知识1.1 计算机的起源与发展1.2 计算机的基本组成和工作原理1.3 计算机的分类和应用领域1.4 信息技术的定义和发展趋势第二章计算机硬件2.1 计算机的主要硬件设备2.1.1 中央处理器（CPU）2.1.2 内存（主存储器）2.1.3 硬盘和固态硬盘2.1.4 输入设备2.1.5 输出设备2.1.6 显卡和显示器2.2 计算机网络设备2.2.1 路由器2.2.2 交换机2.2.3 网卡2.2.4 集线器2.3 常见的外部设备接口2.3.1 USB 接口2.3.2 HDMI 接口2.3.3 音频接口2.3.4 网络接口第三章计算机软件3.1 操作系统3.1.1 操作系统的定义和分类 3.1.2 常见的操作系统3.2 应用软件3.2.1 办公软件3.2.2 图像处理软件3.2.3 数据库软件3.2.4 网页设计软件3.2.5 编程开发工具第四章网络与互联网4.1 计算机网络基础知识4.1.1 网络的定义和分类4.1.2 网络传输介质4.1.3 网络拓扑结构4.2 互联网的概念和组成4.2.1 互联网的起源和发展4.2.2 互联网协议（TCP/IP） 4.2.3 常见的互联网应用第五章数据与信息安全5.1 数据的基本概念与分类5.2 数据的存储与保护5.2.1 数据备份与恢复5.2.2 数据加密与解密5.3 信息安全的重要性与保护措施 5.3.1 密码学与加密技术5.3.2 网络安全与防火墙5.3.3 电子邮件与网络社交安全第六章计算机编程基础6.1 程序与算法6.2 编程语言的选择与应用6.2.1 常见的编程语言6.2.2 编程开发环境6.3 程序设计基础6.3.1 变量和数据类型6.3.2 控制结构6.3.3 函数和模块[附件]本文档涉及的附件包括：- 示例代码文件：包含本文档中提到的程序示例代码- 图片和图表：用于辅助说明计算机硬件和网络设备等概念- 相关文献和：提供更多深入了解的参考资料和网站[法律名词及注释]- 版权：指对作品的复制、发行、表演、放映、广播、信息网络传播、漫画出版改编等权利的控制。
计算机公共基础—计算机系统组成
第2章 · 计算机系统组成
计算机的主要指标
字 长： 数据总线的宽度，表示计算机一次处理 数据的二进制的位数。 存储容量：主存储器单元的多少，受限于CPU的地 存储容量：主存储器单元的多少，受限于CPU的地 址总线。 主 频：计算机在统一的时钟节拍下工作，时钟的 频率为主频。单位时间(s)内发出的脉冲数。 频率为主频。单位时间(s)内发出的脉冲数。
主板
CMOS芯片 主板电池 ISA插槽 控制芯片 PCI 插槽 AGP插槽 硬盘接口插座 Stocket7 CPU插座 主板CACHE 串行口插座 软驱接口插座 PS/2鼠标插座 键盘插座 内存插槽 主板电源插座 并行口插座
第2章 · 计算机系统组成
PC机外设接口
第2章 · 计算机系统组成
中央处理机(CPU) 中央处理机(CPU)
第2章 · 计算机系统组成
CPU的外观
第2章 · 计算机系统组成
主存储器——内存
内存器件采用的是半导体存储器，其特点是速度 快、功耗低，但价格相对较高。在计算机中有两类： RAM、ROM。 RAM、ROM。 1. 随机存取存储器 RAM：既可读又可写， RAM：既可读又可写， 断电后信息丢失。 2. 只读存储器 ROM：只能读不能写， ROM：只能读不能写， 断电仍然能够保持数据。
第2章 · 计算机系统组成
硬盘驱动器
盘片 磁头第2章 · 计算机系 Nhomakorabea组成光盘存储器
光盘（Optical Disk）是利用激光进行读写信息的圆 光盘（Optical Disk）是利用激光进行读写信息的圆 盘。光盘存储器系统是由光盘片、光盘驱动器和光 盘控制适配器组成。
第2章 · 计算机系统组成
光盘的速率和 速率和容量 速率和
第2章微型计算机系统的组成及工作原理
2.5.6 ISA总线的定义与应用
2. ISA总线的信号线定义 ——98芯插槽，包括地址线、数据线、控制线、时钟和电源线 (1)地址线：SA019和LA1723 (2)数据线：SD015 (3)控制线：AEN、BALE、 IOR 和 IOW、 SMEMR和 SMEMW
MEMR 和 MEMW、 MEM CS16 和 I/O CS16 、SBHE
2.1.2 微机系统的软件配置
系统软件、工具软件、应用软件、用户应用程序
.3 微机系统中的信息流与信息链
1. 微机系统中信息流与信息链的构成 信息流：存储器中的数据、程序代码；接口寄存器中的I/O数据、 状态、I/O命令 信息链：信息流在系统中流动的路径； 包括物理(硬件)环节和逻辑(软件)环节 2. 微机系统中信息流与信息链 ——早期微机系统/现代微机系统中的信息链 3. 研究信息流与信息链的意义 ——通过信息流从整体上认识微机体系结构和组成微机系统的各 部件之间的关系
2.5.7 现代微机总线技术的新特点
3. 总线桥 (1) 总线桥 ——总线转换器和控制器，是两种不同总线间的总线接口 内部包含兼容协议及总线信号和数据缓冲电路；把一条总线映 射到另一条总线上 北桥：连接CPU总线和PCI总线的桥 南桥：连接PCI总线和本地总线(如ISA)的桥 (2) PCI总线芯片组 ——实现总线桥功能的一组大规模集成专用电路 保持主板结构不变前提下，改变这些芯片组的设计，即可适应 不同微处理器的要求 4. 多级总线结构中接口与总线的连接
2.4 I/O设备与I/O设备接口
2.4.1 I/O设备及其接口的作用
1. I/O设备的作用 2. I/O设备接口的作用——连接与转换
2.4.2 I/O设备的类型及设备的逻辑概念
第2章微型计算机的组成及应用
2. 微型计算机分类
按主机、I/0接口和系统总线组成部件所在位置 划分为：
① 单片机：组成部件集成在一个超大规模芯片 上，用于控制仪器仪表等。、
② 单板机：各组成部件装配在一块电路板上， 常用于实验控制。
③ 多板机：各组成部件装配在多块电路板上， 如台式微型计算机、便携式PC机。
2.1.2 微型计算机系统的配件
2.4.2 CMOS
“小随机存储器”，靠电池供电。用于保存系统当 前配置，如系统日期和时间、硬盘格式和容量、内存 容量等。这些信息既是系统启动时必读信息，也是更 新硬件时要修改的信息。
2.4.3 高速缓存Cache
为了解决CPU与内存之间速度不匹配的问题，引 入高速缓存技术。高速缓存介于内存和CPU之间，是高 速存取信息的芯片。它存取速度比内存快，但容量不 大，主要用于存放当前使用最多的程序段和数据块， 并以接近CPU的速度向CPU提供程序指令和数据。
AGP（Accelerated Graphics Port）扩展槽：专门用于图形显示 卡，是在PCI总线基础上发展起来的，主要针对图形显示方面 进行了优化。AGP插槽通常是棕色，随着显卡速度的提高， AGP接口已经不能满足显卡传输数据速度的要求，目前AGP 显卡已经逐渐被PCI Express接口显卡所取代。
2.4 微型机系统存储器
内存是微机重要配置之一，内存容量及性能是影响微机性 能的重要因素。在Pentium Ⅲ系列微型计算机中，内存条以使 用168 Pin SDRAM(同步动态随机存取存储器 )型为主，目前在 Pentium 4系列微型计算机中，多数采用DDR内存条。
图2.3.1 微型计算机内存储器（条）
为方便识别主板上的各种接口，PC99技术规格规 范了主板设计要求，提出主板各接口必须采用颜色识 别标识。
第二章 计算机组成原理
时钟频率的发展：
400MHZ---533MHZ---800MHZ，即将达到1066MHZ [单选]用MHz来衡量计算机的性能，它指的是计算机__________。
ACM 图灵奖
1966年由ACM（美国计算机学会）创建，该奖有计 算机界的诺贝尔奖之称。
IEEE 计算机先驱奖
1980年由IEEE-CS(美国电气与电子工程师学会-计 算机学会)创建，是世界范围内计算机科学技术领域另 一个最重要的奖项，和图灵奖是互为补充的。
计算机的诞生与发展
对计算机的诞生发展做出重大贡献的两个人：
(a) NEC SX-6/64MB巨 型计算机外形
(b) 全球气温分布与 变化趋势图
计算机的分类
大型计算机（Mainframe）
运算速度快、存储容量大、通信联网功能完善、可靠性高、安 全性好、有丰富的系统软件和应用软件的计算机， CPU 通常有 4 、 8、16、32个甚至更多处理器。
功能： 为企业或政府的数据提供集中的存储、管理和处理，作为主服务 器（企业级服务器），在信息系统中起着核心作用。
内存储器
控制器CU RAM
外部存储器－－硬盘 、软盘、光盘、磁带
外设
输入设备－－键盘、鼠标器、扫描仪 输出设备－－显示器、打印机、绘图仪 其他设备－－调制解调器
计算机的组成
台 式 机
PC机的物理组成
机箱、显示器、键盘、鼠标器等
机箱内包含:
主板、硬盘、软驱、光驱、
电源、风扇等
主板上安装
CPU、芯片组、内存条、
第二章
计算机组成原理
《计算机基础》计算机系统的构成
4
低噪声
第2章
计算机系统的构成
2.4.5 微型计算机常见故障的诊断与排除
1．硬件故障处理
CPU散热故障 风扇故障导致微型计算机不断重启 主板无法识别内存条 内存损坏导致启动微型计算机时报警 虚拟内存不足
大学计算机应用基础（Windows 10+WPS Office 2019）（微课版）
第2章
计算机系统的构成
计算机系统的构成
课后练习
选择题
1. 简述计算机的工作原理和工作过程。 2. 计算机硬件系统由哪些部件组成，各部件的主要功能是什么？ 3. 什么是微处理器，其主要性能指标有哪些？ 4. 打开“中关村在线”网站，进入CPU专区，在“排行榜”中查看目前市场中热门的CPU类型及主 要的性能参数，对CPU作进一步的了解。 5. 使用绘制工具或使用WPS Office绘制微型计算机的基本结构。 6. 连接计算机的外部设备。
2.4.5 微型计算机常见故障的诊断与排除
3．使用故障处理
（1）开机显示异常 （2）开机无显示 （3）微型计算机开机蓝屏 （4）电脑间断性死机 （5）微型计算机黑屏故障 （6）查杀病毒后微型计算机频繁死机 （7）进入系统后立即自动关机
大学计算机应用基础（Windows 10+WPS Office 2019）（微课版）
第2章
计算机系统的构成
2.4.2 微型计算机系统的组成
6．输入设备
鼠标
键盘
扫描仪
大学计算机应用基础（Windows 10+WPS Office 2019）（微课版）
第2章
计算机系统的构成
2.4.2 微型计算机系统的组成
7．输出设备
显示器 打印机 投影仪
第二章理论复习题(计算机信息技术基础)
第二章理论复习题第二章计算机组成原理基础知识必做题2.1计算机组成与分类[1]．下列关于计算机组成的叙述中，正确的是__________。
A．一台计算机内只有一个微处理器B．外存储器中的数据是直接传送给CPU处理的C．输出设备能将计算机中用“0”和“1”表示的信息转换成人可识别的形式D．I/O控制器用来连接CPU、内存、外存和各种输入输出设备[2]．计算机是一种通用的信息处理工具，下面是关于计算机信息处理能力的叙述：①它不但能处理数据，而且还能处理图像和声音;②它不仅能进行计算，而且还能进行分析推理;③它具有几乎无限的信息存储能力;④它能方便而迅速地与其它计算机交换信息.上面那些叙述是正确的？A．①、②和④B．①、③和④C．①、②、③和④D．②、③、④[3]．计算机有很多分类方法，下面________是按其内部逻辑结构进行分类的。
A．服务器/工作站B．16位/32位/64位计算机C．小型机/大型机/巨型机D．专用机/通用机[4]．下列不属于个人计算机的是________。
A．台式机B．便携机C．工作站D．服务器[5]．下面关于个人计算机(PC)的叙述中，错误的是________。
A．个人计算机属于个人使用，一般不能多人同时使用B．个人计算机价格较低，性能不高，一般不应用于工作(商用)领域C．目前PC机中广泛使用的一种微处理器是Pentium4D．Intel公司是国际上研制和生产微处理器最有名的公司[6]．按照性能、价格和用途，目前计算机分为________、大型机、小型机和个人计算机。
[7]．巨型计算机大多采用________技术，运算处理能力极强。
[8]．计算机具有“记忆”和“逻辑”判断的能力。
[9]．计算机硬件指的是计算机系统中所有实际物理装置和文档资料。
[10]．计算机具有通用性好、速度快、处理功能强的优点，因此又称它为“电脑”，它能代替人类大脑的全部活动。
[11]．第一台电子计算机是在上世纪40年代诞生的。
计算机组成原理
第二章 计算机组成原理2.1 计算机的组成与分类 2.1.1 计算机的发展与作用一、 计算机的发展过去很长时间人们都按照计算机主机所使用的元器件，为计算机划代。
二、计算机的巨大作用1开拓了人类认识自然、改造自然的新资源 2增添了人类发展科学技术的新手段 3提供了人类创造文化的新工具 4引起了人类的工作与生活方式的变化2.1.2 计算机系统的组成● 硬件：计算机系统中所有实际物理装置的总称● 软件：在计算机中运行的各种程序和相关的数据及文档 程序：用来向计算机指出应如何一步步地进行规定的操作 数据：程序处理的对象深入到各行各业，家庭和个人开始使用计算机软件工程、分布式计算、网络软件等开始广泛使用CPU ：LSI 、VLSI 内存：LSI 、VLSI 的半导体存储器20世纪70年代中期以来第4代在科学计算、数据处理、工业控制等领域得到广泛应用操作系统，数据库管理系统等开始使用CPU ：SSI ，MSI 内存：SSI ，MSI 半导体存储器60年代中期～70年代初期第3代开始广泛应用于数据处理领域使用FORTRAN 等高级程序设计语言CPU ：晶体管 内存：磁芯50年代中后期～60年代中期 第2代 科学计算和工程计算使用机器语言和汇编语言编写程序CPU ：电子管 内存：磁鼓20世纪40年代中期～50年代末期 第1代 主要应用 配置的软件 主要元器件 年 代 代 别文档：提供给用于使用的操作说明、技术资料等它们都是软件不可缺少的组成部分计算机硬件组成示意图一、输入设备●输入（input）指把信息（程序，数据，信息）送入计算机的过程（名词）向计算机输入的内容输入设备,用来向计算机输入信息的设备输入到计算机中的信息都使用二进制中的“0”和“1”两个符号来表示输入设备类别●按照输入信息的类型划分●数字和文字输入设备（键盘、写字板等）●位置和命令输入设备（鼠标器、触摸屏等）●图形输入设备（扫描仪，数码相机等）●声音输入设备（话筒，MIDI演奏器等）●视频输入设备（摄像机）●温度、压力输入设备（温度、压力传感器）二、中央处理器CPU●处理器能高速地进行算术运算和逻辑运算，负责对输入信息进行各种处理●微处理器简称μP或MP，通常指使用单片大规模集成电路制成的、具有运算和控制功能的处理器包含运算器和控制器。
计算机的组成与分类
输入设备
运算器和控制器
输出设备
（注：逻辑结构意指概念上（即功能上）的结构）
2.1 计算机的组成与分类
17
计算机硬件的逻辑结构 2
现代计算机的逻辑结构
CP
中央处理器
U
(运算器及其控制)
总线(bus)
I/O设备通过I/O接 口与各自的控制器
控制器
连接，然后由控制 器与I/O总线相连
I/O接口
输入设备
第2名 “蓝色基因”/P（Blue Gene/P）， 运算能力达到每秒167.3万亿次，是IBM今 年5月的产品
第3名：SGI Altix ICE 8200超级计算机， 每秒126.9万亿次。
惠普有两台超级计算机进入前五名，刀片 式集群平台（Cluster Platform 3000 BL460c systems），分别达到每秒117.9 万亿次和每秒102.8万亿次。
Intel 4004 chip
20
Intel 8080 chip
2.1 计算机的组成与分类
什么是中央处理器(CPU)？
计算机中通常有多个不同的处理器，各有不同的分 工和任务
用于执行系统软件和应用软件的处理器称为CPU， CPU是计算机必不可少的核心组成部件
多数个人计算机只有1个CPU，但有一些计算机包 含有2个、4个、8个甚至成百上千个CPU
服务 为其它 器 计算机
服务
半通 用
吞吐率(throughput)高 可用性(availability)好 有可扩展性(scalability)
数据库服务器 Web服务器 打印服务器
(企业级,部门级··)
实时处理和并 发工作能力强， 可靠性和安全 性好
嵌入 为其它 式计 设备服 算机 务
第二章 计算机组成原理知识点
第二章计算机组成原理2.1计算机的组成与分类2.1.1计算机的发展与作用作用：①速度快，通用性强②具有多种多样的信息处理能力，不仅能进行复杂的数学运算，而且能对图像，文字和声音等多种形式的信息进行获取，编辑，转换，存储，展现等处理③信息存储容量大，存取速度高④具有互联，互通和互操作的特性，计算机网络不仅能进行信息的交流与共享，还可借助网络上的其他计算机协同完成复杂的信息处理任务。
2.1.2 计算机的逻辑组成计算机系统由硬件和软件两部分组成。
硬件是计算机系统中所有实际物理装置的总称。
软件是指计算机中运行的各种程序及其处理的数据和相关的文档。
CPU，内存存储器，总线等构成计算机的“主机”输入/输出设备和外存储器称为“外设”承担系统软件和应用软件运行任务的处理器称为“中央处理器”使用多个CPU实现超高速计算的技术称为“并行处理”总线是用于在CPU，内存，外存和各种输入输出设备之间传输信息并协调它们工作的一种部件（含传输线和控制电路）计算机系统中的I/O设备一般都通过I/O接口与各自的控制器连接，然后由控制器与I/O总线相连2.1.3计算机的分类巨型机，大型机，服务器，个人计算机，嵌入式计算机微处理器（µP或MP），通常指使用单片大规模集成电路制成的，具有运算和控制功能的部件SOC：单个集成电路芯片中包含微处理器，存储器，输入/输出控制与接口电路，电子系统模拟电路，数字/模拟混合电路和无线通信使用的射频电路2.2 CPU的结构与原理2.2.1 CPU的作用与组成匈牙利数学家冯·诺依曼的“存储程序控制”原理CPU的根本任务是执行指令CPU的组成：寄存器组（用来临时存放参加运算的数据和运算得到的中间结果），运算器：也称算术逻辑部件（ALU），控制器：指令计数器（用来存放CPU正在执行的指令的地址）和指令寄存器（用来保存当前正在执行的指令）2.2.2 指令与指令系统指令是构成程序对的基本单位，采用二进制表示，指令由操作码和操作数地址组成，CPU所能执行的全部指令称为指令系统2.2.3 CPU的性能指标字长，主频，CPU总线速度，高速缓存的容量与结构，指令系统，逻辑结构，内核个数 TFLOPS（万亿条浮点指令/秒）MIPS（百万条定点指令/秒），MFLOPS（百万条浮点指令/秒）2.3 PC主机的组成2.3.1 主板，芯片组与BIOSCPU芯片和内存条分别通过主板上的CPU插座和存储器插槽安装在主板上，PC机常用外围设备通过扩充卡或I/O接口与主板相连，扩充卡借助卡上的印刷插头插在主板上的PCI总线插槽中主板上还有两块特别有用的集成电路：一块是闪烁存储我，其中存放的是BIOS，它是PC机软件中最基础的部分，没有它机器就无法启动，另一个集成电路芯片是CMOS存储器，其中存放者与计算机系统相关的一些参数（称为配置信息），包括当前的日期和时间，开机口令，已安装的光驱和硬盘的个数及类型等，CMOS 芯片是一种易失性存储器，它由主板上的电池供电，即使计算机关机后它也不会丢失所存储的信息芯片组由北桥芯片（MCH）和南桥芯片（ICH）组成，CPU时钟信号由芯片组提供芯片组还决定了主板上所能安装的内存最大容量，速度及可使用的内存条的类型每次机器加电时，CPU首先执行BIOS程序，它具有诊断计算机故障和加载操作系统并启动其运行的功能BIOS:加电自检程序，引导装入程序，CMOS设置程序，基本外围设备的驱动程序内存储器由称为存储器芯片的半导体集成电路组成，RAM目前多采用MOS型半导体集成电路芯片制成DRAM:电路简单，集成度高，功耗小，成本低SRAM:电路复杂，集成度低，功耗大，成本高每个存储单元都有一个地址，CPU按地址对存储器进行访问存储器的存取时间指的是从CPU给出存储器地址开始到存储器读出数据并送回到CPU所需要的时间解决主存速度慢的方法是：①采用cache存储器②改进存储器芯片的电路与工艺，并对DRAM的存储控制技术进行改进2.3.3 I/O总线与I/O接口CPU芯片与北桥芯片相互连接总线称为CPU总线（前端总线FSB），I/O设备控制器与CPU，存储器之间相互交换信息，传输数据的一组公用信号线称为I/O总线，总线上有三类信号：数据信号，地址信号和控制信号总线带宽（MB/S）=(数据线宽度/8)X总线工作频率（MHZ）X每个总线周期的传输次数PCI-E是PC机I/O总线的一种新标准，采用高速串行传输USB电源（5V,100mA～500Ma） USB3.0的电流是1A2.4常用输入设备扫描仪的性能指标：①扫描仪的光学分辨率：普通家用扫描仪分辨率在1600～3200dpi②色彩位数③扫描幅面④与主机的接口2.5 常用输出设备显示器的刷新频率越高，图像的稳定性越好，响应时间越小越好。
第2章 微型计算机系统的组成
第2章微型计算机系统的组成2.1 微型计算机系统的基本组成微型计算机系统包括硬件系统和软件系统，如图2.1所示。
硬件系统是看得见、摸得着的实体部分；而软件系统是为了更好地利用计算机而编写的程序及文档。
它们之间的关系犹如一个人的躯体和思想一样，躯体是硬件，思想则是软件。
图2.1 微型计算机系统结构图几乎所有的微型计算机都把主机部分、软盘驱动器、硬盘驱动器及电源等封装在主机箱内。
从外观上看，有卧式、立式和笔记本等几种机型。
典型的微型计算机如图2.2所示。
图2.2 微型计算机照片计算机硬件的基本功能是接受计算机程序的控制，并实现数据输入、运算、数据输出等一系列根本性的操作。
虽然计算机的制造技术从计算机出现到今天已经发生了很大的变化，但在基本的硬件结构方面，却一直沿袭着冯·诺伊曼的传统框架，即计算机硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大基本部件构成。
图2.3列出了一个计算机系统的基本硬件结构。
实线代表数据流，虚线代表指令流，计算机各部件之间的联系就是通过这两股信息流动来实现的。
原始数据和程序通过输入设备送入存储器，在运算处理过程中，数据从存储器读入运算器进行运算，运算的结果存入存储器，必要时再经输出设备输出。
指令也以数据形式存于存储器中，运算时指令由存储器送入控制器，由控制器控制各部件的工作。
由此可见，输入设备负责把用户的信息（包括程序和数据）输入到计算机中；输出设备负责将计算机中的信息（包括程序和数据）传送到外部媒介，供用户查看或保存；存储器负责存储数据和程序，并根据控制命令提供这些数据和程序，它包括内存（内存储器）和外存（外存储器）；运算器负责对数据进行算术运算和逻辑运算（即对数据进行加工处理）；控制器负责对程序所规定的指令进行分析，控制并协调输入、输出操作或对内存的访问。
下面分别对其各部分进行介绍。
2.2 微型机的硬件系统2.2.1 微型机的硬件设备1. 主板主机由中央处理器和内存储器组成，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）。
第2章 计算机系统组成
可接显卡
可接声卡、网卡、视频卡 等绝大多数输入/输出设 备
2.1.7 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， 它是由导线组成的硬件 线束。
划分为数据总线、地 址总线和控制总线
总线接口
❖ 与主板连接的接口主要ISA、EISA、VESA、PCI、 AGP、PCI-E等几种。
▪ 字长是计算机在单位时间内能 一次处理的二进制数的位数。 一般是16位、32位或64位。
▪ 主频就是CPU内核工作时的时 钟频率，反映了计算机的工作 速度。
Intel酷睿2四核 Q9400
2.1.6 主板
▪PC机的主机及其附属电路都装在一块电路板上，称为主机板 （Main Board，又称主板或系统板, 集成电路板 ）
Random Accessed Memory)
RAM特点：可读 出，也可写入， 断电后存储内容 立即消失。
高速缓冲存储器（高速缓存）
❖ 一种反应相当快的内存，主要作用是缓解高速CPU与低 速RAM的速度冲突问题。
❖ 当CPU执行任务时，高速缓存用来存放最近或经常用到 的数据和指令，减少对内存储器的存取次数，以加快执行 速度。
❖ 它的造价较低，容量远比内存大，但存取速度要慢 得多，CPU存取外部存储器的数据必须将数据先 调入内部存储器。
2.1.5 CPU
❖ 中央处理单元（CPU）是计算机 的心脏，包括控制器与运算器两 大模块。在CPU指令执行之前， 程序指令和数据必须先放进内存 中。
❖ CPU有两个重要的性能指标是字 长和主频。
（3）存储器 存储器（Memory）是计算机系统中的记忆设备, 计算机中的全
部信息，包括输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终 运行结果都保存在存储器中。
初中信息技术第二章计算机系统的组成
2.6 多媒体技术
多媒体的含义:
所谓媒体,就是信息的表示和传输的载 体; 多媒体是将以不同形式存在的各种媒 体信息数字化,然后用计算机对它们进 行组织和加工,并以友好的形式提供给 用户.
多媒体技术
多媒体技术是指能对多种载体(媒介)上的信息和多种
存储体(媒质)上的信息进行处理的技术；也就是说一种把
主机箱
立式机箱 卧式机箱内部构造
电源
直流稳压电源 向主板、软盘驱动器、硬盘驱
动器或光盘驱动器等提供电源
(位于机箱内)
不间断电源
用于交流稳压及停电保护
(如：UPS)
2.3 计算机软件系统
操作系统 系统软件 语言处理程序 诊断程序 反病毒程序 卸载程序 备份程序 文件压缩程序 数据库管理系统 浏览器 应用软件 实时控制软件 图形图像处理软件 其它应用软件
动作 指向 单击 双击 拖动 操作方法 移动鼠标，将鼠标指针移到屏幕的一个特定位置或指定对象 （将鼠标指向目标物）快速按一下鼠标左按键 （将鼠标指向目标物）快速地连续按两下鼠标左按键 （鼠标指向目标物后）按下鼠标左键不放，并移动鼠标
输出设备
•打印机 针式打印机、喷墨打印机、激光打印机
•显示器
•投影仪
是人－机交互的接口。
操作系统的功能
CPU的控制与管理 内存的分配与管理 外部设备的控制与管理 文件管理 作业管理和控制
操作系统的分类
单用户单任务
单用户多任务 多用户多任务分时 网络 Windows Netware Windows NT UNIX DOS
操作系统用户界面
命令行界面
DOS NetWare UNIX
软件分类
实用程 序 办公软件包
计算机软件系统
计算机导论知识点总结
计算机导论知识点总结第1章绪论1.1 计算机的基本概念1.1.1 什么是计算机计算机的概念。
计算机系统的组成，硬件的概念，硬件的五个组成部分，软件的概念一个计算机系统包括硬件和软件两大部分。
硬件是由电子的、磁性的、机械的器件组成的物理实体，包括运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备等5个基本组成部分；软件则是程序和有关文档的总称，包括系统软件和应用软件两类。
什么是系统软件，常用的系统软件有哪些？什么是应用软件，常用的应用软件有哪些？1.1.2计算机的分类按规模分类有：巨型计算机，大中型计算机、小型计算机、微型计算机1.1.4 计算机的用途计算机的主要用途有哪些？科学计算，数据处理，实时控制，人工智能，计算机辅助工程和辅助教育，娱乐与游戏。
这些各用途的含义是什么CAD CAM CAI的含义1.1.5计算机的发展计算机发展史中的“代”是如何划分的？每代计算机的使用的主要器件是什么？1946年，第一台计算机ENIAC冯·诺依曼的存储程序的含义第五代计算机的主要特征是人工智能1.5 信息化社会的挑战信息化社会的特征是什么？internet的起源是什么？我国的互联网络：中国教育科研网、中国公用信息网、中国科学技术网、中国金桥信息网。
以及这几个互联网络的主要用途。
习题答案二、选择题1-6： A B D C CC 7-12: B C D B B C第2章计算机的基础知识2.1 计算机的运算基础2.1.1数制的概念2.1.2 掌握进制之间的相互转换10进制转换为2,8,16进制；2，8,16进制转换为10进制；2进制与8进制的相互转换；2进制与16进制之间的相互转换。
2,8,16à10 位权法：把各非十进制数按权展开，然后求和。
10à2,8,16 整数部分：除基取余法：“除基取余，先余为低（位），后余为高（位）”。
小数部分：乘基取整法:“乘基取整，先整为高(位),后整为低(位)”2à8：以小数点为界，将整数部分自右向左和小数部分自左向右分别按每三位为一组（不足三位用0补足），然后将各个三位二进制数转换为对应的一位八进制数。
大学计算机基础(Windows+WPSOffice)计算机系统的构成
第2章 计算机系统的构成大学计算机基础（Windows +WPS Office ）C O M P U T ER目录CONTENTS2.1 计算机的硬件系统2.2 计算机操作系统2.1.1 微处理器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，简称CPU，这些电路执行控制部件和算术逻辑部件的功能。
微处理器中不仅有运算器、控制器，还有寄存器与高速缓冲存储器，其结构是，一个CPU可包含几个甚至几十个内部寄存器，包括数据寄存库、地址寄存器和状态寄存器等。
进行算术逻辑运算的运算器是以加法器为核心，能根据二进制法则进行补码的加法运算，可传送、移位和比较数据。
控制器由程序计数器、指令译码器、指令寄存器与定时控制逻辑电路组成，可进行分析和执行指令、统一指挥微机各部分按时序进行协调操作。
2.1.2 内存储器计算机中的存储器包括内存储器和外存储器两种，其中，内部存储器也叫主存储器，简称内存。
内存是计算机中用来临时存放数据的地方，也是CPU处理数据的中转站，内存的容量和存取速度直接影响CPU处理数据的速度。
2.1.3 主板主板（MainBorad）也称为“Mother Board（母板）”或“System Board（系统板）”，是机箱中最重要的电路板，布满了各种电子元器件、插座、插槽和各种外部接口，为计算机的所有部件提供插槽和接口，并通过其中的线路统一协调所有部件工作。
2.1.4 硬盘硬盘是计算机中最大的存储设备，通常用于存放永久性的数据和程序。
硬盘的内部结构比较复杂，主要由主轴电机、盘片、磁头和传动臂等部件组成。
硬盘容量是选购硬盘的主要性能指标之一，包括总容量、单碟容量和盘片数3个参数，其中，总容量是表示硬盘能够存储多少数据的一项重要指标，通常以GB为单位，目前主流的硬盘容量从40GB到4TB不等。
此外，通常对硬盘的分类是按照其接口的类型进行分类，主要有ATA和SATA两种。
2.1.5 光驱和光盘光盘驱动器简称光驱，光驱用来存储数据的介质称为光盘，光盘是以光信息作为存储的载体并用来存储数据，其特点是容量大、成本低和保存时间长。
第二章 计算机系统基础
目前常用的办公软件有Microsoft公司的Microsoft
Office和我国金山公司的WPS Office。
（2）多媒体制作软件
多媒体制作软件是用于录制、播放、编辑声音
和图形图像等多媒体信息的一组应用程序。 处理声音的软件 Wave studio、Mixer 处理图形图像的软件AutoCAD、PhotoShop 动画制作软件Flash、3DS Max
汇编语言： 第二代计算机程序设计语言 最接近机器指令的一种语言 用便于人们记忆的符号来替代机器指令的操 作码
注意：CPU不能直接理解和执行用汇编语言编写的程 序，必须通过汇编程序将汇编语言的指令翻译成机 器语言指令表示的目标程序才能被机器理解和执行。
例2.2 A=15+10的汇编语言程序如下：
（3）Internet服务软件
Internet服务软件主要包括：
浏览器
电子邮件软件
文件传输软件
（4）娱乐与学习软件 CAI(Computer Assisted Instruction)计算机辅 助教学。
2.1.2 计算机基本工作原理
指令是能被计算机识别并执行的的二进制代码，完成一种操作。
指令
数(位宽)
字长：单位时间内能一次处理的二进制的位数。 通用寄存器的位数：等于字长
BIOS芯片：存有与该主板搭配的基本输入输出系统 程序，能够让主板识别各种硬件，还可以设置引导系 统的设备，调整CPU外频等。 北桥芯片：主板芯片组中起主导作用的最重要的组成 部分，负责与CPU的联系并控制内存、AGP、PCI数 据在北桥内部传输。 芯片组的名称就是以北桥芯片的名称命名的，例如 Intel 875芯片组的北桥芯片是82875P。
外部设备
输入设备（鼠标、键盘等）
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(3) 存储器
功能：储存以二进位形式表示的程序和数据 功能： 分类：内存储器/外存储器 分类：内存储器/
00000 00001 01101001 00010 00011 00100 10101010
存储内容
·······
计算机有哪些特性？ 计算机有哪些特性？
计算机的特性： 计算机的特性： （1）速度快 （2）存储容量大 （3）通用性好
处理多种形式的信息进行处理 进行数学运算， 进行数学运算，逻辑运算 具有信息的获取、存储、传输、 具有信息的获取、存储、传输、展现等功能
（4）计算机与计算机具有互连、互通和 计算机与计算机具有互连、 互操作的能力
计算机的巨大作用
计算机对社会的进步与发展产生了巨大 的作用： 的作用： 计算机应用于科学研究 计算机应用于科学研究 计算机应用于工农业生产 计算机应用于工农业生产 计算机应用于社会服务 计算机应用于社会服务 计算机应用于社会文化 计算机应用于社会文化
计算机有什么负面影响？ 计算机有什么负面影响？
第二代（约1957-1964） 晶体管计算机 第二代（ 1957-1964） 速度：几十万次/ ● 速度：几十万次/秒， 内存：磁芯， ● 内存：磁芯，十万字 外设： ● 外设：磁盘 ● 高级语言编程
电子管
晶体管
计算机的分代(按使用的元器件) 按使用的元器件)
第三代（约1965-1973）中小规模集成电路 第三代（ 1965-1973） (SSI,MSI)计算机 SSI,MSI)计算机 速度：几十万次～几百万次/ 速度：几十万次～几百万次/秒 内存： 内存：半导体存储器 高级语言, 高级语言, OS, DBMS 第四代（1974年起 大规模(LSI)和VLSI计算机 年起） 第四代（1974年起）大规模(LSI)和VLSI计算机 速度：几百万次～亿次/秒 速度：几百万次～亿次/ 内存： 内存：半导体存储器 软件工程， 软件工程，分布式处理等
计算机引发的社会问题和某些潜在的危机： 计算机引发的社会问题和某些潜在的危机：
计算机系统崩溃给社会带来不可预测的严重后果 信息欺骗和计算机犯罪增加 知识产权保护更加困难 个人隐私受到威胁 不良和有害信息肆意传播和泛滥 大量电子垃圾污染环境、 大量电子垃圾污染环境、破坏生态 长期沉迷于计算机游戏、 长期沉迷于计算机游戏、网络聊天等给青少年生理 和心理带来严重危害
计算机硬件的逻辑结构 1
经典计算机的逻辑结构（ 诺依曼计算机） 经典计算机的逻辑结构（冯.诺依曼计算机）
存储器
输入设备
运算器和控制器
输出设备
（注：逻辑结构意指概念上（即功能上）的结构） 逻辑结构意指概念上（即功能上）的结构）
计算机硬件的逻辑结构 2
memory CPU
中央处理器 (运 运 算器及其控制) 算器及其控制
Intel 4004 chip
Intel 8080 chip
什么是中央处理器(CPU)？ 什么是中央处理器(CPU)？
计算机中通常有多个不同的处理器， 计算机中通常有多个不同的处理器，各有不同的分 工和任务 用于执行系统软件和应用软件的处理器称为 用于执行系统软件和应用软件的处理器称为CPU， 称为CPU， CPU是计算机必不可少的核心组成部件 CPU是计算机必不可少的核心组成部件 多数个人计算机只有1 CPU， 多数个人计算机只有1个CPU，但有一些计算机包含 个甚至成百上千个CPU 有2个、4个、8个甚至成百上千个CPU 问题： 问题：
第 2代
第 3代
操作系统、数据库 操作系统、 管理系统等开始使 用
第 4代
20世纪70年代 20世纪 年代 世纪70 中期以来
软件开发工具和平 分布式计算、 台、分布式计算、 网络软件等开始广 泛使用
什么是计算机？ 什么是计算机？
计算机是一种工具
不是交通运输工具 不是机械加工工具 不是···工具 不是···工具 计算机是一种信息 处理工具
与CPU关 CPU所处理的指令及 CPU关 CPU所处理的指令及 数据直接从内存中取 系 出
程序及相关数据必须先送入 内存后才能被CPU使用 内存后才能被CPU使用
(4) 输出设备
输出(output)的双重含义 输出(output)的双重含义： 的双重含义： 1.把信息送出计算机的过程; 1.把信息送出计算机的过程 把信息送出计算机的过程; 2.从计算机输出的内容 2.从计算机输出的内容 输出设备(output 输出设备(output devices) 功能： 功能：从计算机输出信息 输出设备有多种，例如: 输出设备有多种，例如: 显示器、打印机、 显示器、打印机、扬声器 共性： (多数)输出设备的共性：把计算机中的二进位 多数)输出设备的共性 信息转换成人可感知的形式 文字、符号、 信息转换成人可感知的形式(文字、符号、图 成人可感知的形式( 声音等) 形、声音等)
内存储器
控制器
总线(bus) 总线
I/O设备通过 设备通过I/O 设备通过 接口与各自的控制 接口与各自的控制 连接， 器连接，然后由控 制器与I/O总线相连 制器与 总线相连
控制器 I/O接口 接口
控制器 I/O接口 接口
控制器 外存储器接口
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
输入设备
输出设备
外存储器
storage
现代计算机的逻辑结构
11110 11111
地址
·····
内存储器 (简称内存或主存) 简称内存或主存) 存取速度 很快 较慢
外存储器 (简称外存或辅存) 简称外存或辅存) 外存或辅存
存储容量 较小(因单位成本较高) 很大(因单位成本较低) 较小(因单位成本较高) 很大(因单位成本较低) 性质 用途 断电后信息消失 存放已经启动运行的 程序和需要立即处理 的数据 断电后信息保持 长期存放计算机系统中几乎 所有的信息
计算机是一个复杂的系统
复杂性：硬件由数以亿计的元器件组成，软件由数以亿计的指令组成 复杂性：硬件由数以亿计的元器件组成， 多样性：硬件与光、 声等有关，软件与数学、 多样性：硬件与光、机、电、声等有关，软件与数学、逻辑···等有关 层次性：分层(hierarchical) 层次性：分层(hierarchical) 结构
第1～4代计算机的对比
代别 第 1代 年代 20世纪40年代 20世纪 年代 世纪40 中期～50年代 中期～50年代 末期 20世纪50年代 20世纪 年代 世纪50 后期～ 中、后期～60 年代中期 20世纪60年代 20世纪 年代 世纪60 中期～70年代 中期～70年代 初期 使用的元器件 CPU： CPU：电子管 内存： 内存：磁鼓 CPU： CPU：晶体管 内存： 内存：磁芯 CPU：SSI， CPU：SSI，MSI 内存：SSI， 内存：SSI，MSI 的半导体存储器 CPU：LSI、 CPU：LSI、 VLSI 内存：LSI、 内存：LSI、 VLSI的半导体存 VLSI的半导体存 储器 使用的软件类型 使用机器语言和汇 编语言编写程序 使用FORTRAN等 使用FORTRAN等 高级程序设计语言 主要应用领域 科学和工程计 算 开始广泛应用 于数据处理领 域 在科学计算、 在科学计算、 数据处理、 数据处理、工 业控制等领域 得到广泛应用 深入到各行各 业，家庭和个 人开始使用计 算机
输入信息 计算机 输出信息
① 输 入
② 处 理
③ 输 出
计算机是通用的信息处理工具 计算机是通用的信息处理工具 通用的
计算机的信息处理功能： 计算机的信息处理功能： 信息的收集 信息获取） 收集（ 信息的收集（信息获取） 信息的储存 信息存储） 储存（ 信息的储存（信息存储） 信息的加工 信息处理） 加工（ 信息的加工（信息处理） 信息的传递 通信） 传递（ 信息的传递（通信） 信息的施用 展现与控制） 施用（ 信息的施用（展现与控制）
计算机的分代(按使用的元器件) 按使用的元器件)
第一代（约1946-1957）电子管计算机 第一代（ 1946-1957） 速度：几十～几万次/ ● 速度：几十～几万次/秒 内存：磁鼓， ● 内存：磁鼓，千字 外设： ● 外设：磁带 ● 机器语言或汇编语言编程 第一代电子计算机中使用的磁鼓存
储器
美国于20世纪50年代生产的IBM704型 采用电子管的第一代电子计算机
(2) 中央处理器(运算控制器) 中央处理器(运算控制器)
什么是处理器(processor)？ 什么是处理器(processor)？ 能高速执行指令， 能高速执行指令，完成二进制数据的算术或 逻辑运算和数据传送等操作的部件，特点是： 逻辑运算和数据传送等操作的部件，特点是： 由数字电路组成， 由数字电路组成，结构非常复杂 所有电路都制作在大规模集成电路芯片 仅几个平方厘米) 称为“微处理器” 上(仅几个平方厘米)，称为“微处理器” (microprocessor)
基本工作原理
第1台数字电子计算机
1946年ENIAC计算机公布 1946年ENIAC计算机公布
ENIAC（电子数字积分机与计算机） ENIAC（电子数字积分机与计算机）：
研制单位：美国宾夕法尼亚大学 研制单位： 用 途： 军事计算 运算速度：5000次 运算速度：5000次/秒 体积价格：170平方米 30吨 140千瓦 40万美元 平方米， 千瓦， 体积价格：170平方米，30吨，140千瓦，40万美元
与经典计算机结构相比的3个变化： 与经典计算机结构相比的3个变化： 集中控制→ 集中控制→分散控制 存储器→内存储器＋ 存储器→内存储器＋外存储器 通过CPU通信 通过CPU通信→通过总线进行通信 通信→
(1) 输入设备
输入(input)的双重含义 输入(input)的双重含义： 的双重含义： 1.把信息送入计算机的过程; 1.把信息送入计算机的过程 把信息送入计算机的过程; 2.向计算机输入的内容 2.向计算机输入的内容 输入设备(input 输入设备(input devices) 功能： 功能：用来向计算机输入信息 输入设备有多种，例如: 输入设备有多种，例如: 鼠标器、扫描仪、 键 盘、鼠标器、扫描仪、麦克风 共性： 输入设备的共性 不论信息的原始形态如何， 输入设备的共性：不论信息的原始形态如何， 输入到计算机中的信息都使用二进位 输入到计算机中的信息都使用二进位来表示 二进位来表示