1.2认识微型计算机(课件）-《计算机应用基础》同步教学（华东师范大学出版社）

第一章 计算机基础知识 专题二 认识微型计算机 考纲要求 （1）了解微型计算机的主要部件及其作用； （2）了解微型计算机的主要技术指标及其对系统性能的影响； （3）了解CPU的主要性能指标； （4）理解存储单位的基本概念，掌握位、字节、字、KB、MB、GB、TB的换算关系，了解计算机系统存储性能的主要技术指标； （5）理解常用存储设备（ U盘、硬盘、光盘、移动硬盘）的作用和使用方法。 考试说明 本专题所讲的基础知识都是考试所要求，必须识记各知识点主要内容。 一.认识微型计算机的组成 美籍匈牙利科学家冯·诺依曼制定了现代电子计算机的体系结构，提出了“存储程序原理”，即计算机能够存储程序，并且在程序的控制下工作，计算机必须由控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备五大部件组成。如下图所示为一套基本的微型计算机硬件系统，主要包括：主机箱、显示器、键盘、鼠标和音箱等。请同学们思考图中各部份的名称和主要用途分别是什么？主机箱内包含哪些部件？ ② ③ ① ⑤ ④ 计算机系统组成包括硬件系统和软件系统两大部分，如下图所示。硬件主要包括主机及各种外部设备；软件主要包括操作系统、程序和数据。计算机硬件与软件互相依存，相辅相成，缺一不可。没有安装任何软件的计算机称为裸机，裸机上可以直接运行机器语言程序。 运算器 中央处理器 控制器 主机 只读存储器(ROM) 内存储器 随机存储器(RAM) 硬件 外存储器（硬盘、光盘、U盘等） 外部设备 输入设备 （键盘、鼠标等） 输出设备（显示器、打印机等） 微型机 操作系统 系统 系统软件 语言处理程序 数据库管理系统 软件 系统工具 （如故障诊断测试） 应用软件 通用应用软件 （Word、Excel等） 专用应用软件（用户程序） 二．主机的组成 主机是安装在主机箱内计算机的一些主要部件包括主板、内存和CPU。打开主机箱盖板，可以看到主机的结构，如下图所示。 教师演示实物，引导学生观察主机箱内主要包含的部件，主机箱外部的主要接口。 主板上的主要接口 连接外部设备适配器的PCI插糟 硬盘接口（SATA接口） CPU插糟 内存插糟 主板后头连接外设的接口 PS2键盘、 鼠标接口 并行接口 显示接口 四个 USB接口 RJ45网络 接口 音频接口 二．主机的组成 1．CPU CPU即中央处理器，也称为微处理器，它是计算机的最核心部件，计算机的性能很大程度上决定于CPU 。CPU主要由运算器、控制器、寄存器以及缓存等组成，运算器（ALU部件）主要用于做各种算术和逻辑运算，控制器用于指挥协调各部件的工作，分析并执行指令，使得计算机能在指令的控制下工作。CPU最主要的功能是执行程序。CPU生产厂商中比较著名的是Intel公司和AMD公司，Intel是全球最大的CPU供应商，其生产的CPU型号有早期的80386、80486、PentiumⅡ～Ⅵ系列，及现在的酷睿i系列（如酷睿i7等）。CPU有很多重要的参数，用于表示CPU的性能。 （1）主频：CPU主频即CPU内核工作的时钟频率。主频越高，CPU的运算速度越快，其单位是GHZ，如3.0GHZ。主频是CPU最重要的性能指标，但由于内部结构的不同，并非所有主频相同的CPU性能都一样。 二．主机的组成 （2）字长：字长是指CPU在单位时间内能一次处理的二进制数的位数，例如，64位的CPU能在单位时间内处理字长为64位的二进制数据。一般来说字长越长，CPU运行的速度越快，运算精度越高，浮点运算能力越强。通常所说的32位机、64位机，指的是CPU的字长为32位或64位。 （3）缓存：CPU缓存是位于CPU与内存之间的临时存储器，它的容量比内存小很多，但交换速度却比内存要快得多。配置缓存是为解决CPU与内存速度不匹配的问题。内存中被CPU访问最频繁的数据和指令被复制到CPU中的缓存，这样CPU就可以不用经常访问速度要比CPU慢的内存，可以提高CPU工作效率。缓存的结构和大小对CPU速度的影响非常大，出于成本考虑，缓存都很小（几兆至几十兆字节）。缓存是各种存储器中，读写速度最快的一种。 考点提示：重点掌握CPU组成和功能，主频和字长对Cpu性能的影响，缓存的作用。 内存储器(RAM) Cache CPU 2．内存 内存即内存储器，属于主存储器，是计算机中的主要部件，其功能是存储正在执行的程序和数据。内存和CPU构成主机。日常使用的程序，如操作系统、办公软件、上网工具、播放器等，一般都安装在硬盘等外存上，但是使用它们时必须调入内存中运行。内存的容量越大，能容纳的程序越多，计算机的运行速度越快。 内存一般采用半导体存储单元，包括随机存储器（RAM）、只读存储器(ROM)。 （1）只读存储器（ROM） 它是系统专用的，用于存放计算机的基本输入/输出程序（BIOS）为主。由制作的工艺和材料决定了ROM中的信息只能读出，一般不能写入。ROM属于永久存储器，即使机器断电，ROM中数据也不会丢失。ROM中的信息是在厂家生产硬件的时候就被写入并永久保存。只读存储器分为可编程只读存储器（PROM）、可擦除可编程只读存储器（EPROM）、掩膜型只读存储器（MROM）。 随机存储器RAM 二．主机的组成 二．主机的组成 （2）随机存储器（RAM） RAM即我们通常所说的内存，它插在主板的内存插槽上，RAM的容量是用户可以直接使用的。RAM中的信息既可以读取（随机读取，不一定要按顺序），也可以写入。当机器电源关闭时，存于其中的数据就会全部丢失，所以用户要养成随手存盘的习惯，以免数据丢失。内存的标准有DDR2和DDR3等，常见的品牌有金士顿、现代等。随机存储器又可分为静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）。SRAM的特点是存取速度快，不需要刷新，工作状态稳定，集成度低，价格高，一般用于Cache；DRAM速度慢，需要刷新，集成度高，价格低，一般用于主存储器。 3．主板 主板即主机板，又称为系统板或母板。它安装在主机箱内，是微机必备的重要部件之一。主板是一块印刷的线路板，通过主板把CPU、内存、硬盘、及各种外部设备连接在一起，构成完整的硬件系统才能工作。主板上含有CPU插槽、内存插槽、硬盘IDE接口、ROM芯片、I/O控制芯片、键盘/鼠标接口、连接外设的PCI插槽等。 考点提示：掌握内存的作用及特点。 二．主机的组成 温馨提示：主机板与外部设备接口属于了解性内容 主板上的总线（Bus）是连接计算机各部件的一组公共信号线，总线用于在各部件之间传递数据和信息。主板上的总线按功能分为三类：控制总线、数据总线和地址总线。 （1）控制总线用于CPU向其它设备发送指令信号； （2）数据总线用于设备之间传送数据； （3）地址总线用于CPU向存储器发送地址信息。 三．认识主板与外部设备的接口 2．USB接口 USB（通用串行总线），是目前PC领域流行的新型接口技术。随着大量外设和PC机支持USB，USB逐步成为PC的标准接口。最新生产的外部设备，如数码相机、扫描仪、音箱、打印机、键盘、鼠标等，几乎都配有USB接口。 USB接口及其设备的优点体现在以下几个方面。 （1）便携。USB设备具有“小、轻、薄”等特点，携带比较方便。 （2）支持热插拔。用户在使用USB设备时，不需要关机就可以将USB电缆插上或拔下。为保证设备和数据的安全，在拔下电缆前先退出设备，操作方法是右击桌面右下角“安全删除硬件”图标进行删除操作。 （3）标准统一。USB键盘与鼠标、USB硬盘、USB打印机等外设都可以用同样的标准与PC机连接。 （4）可以同时连接多个设备。PC机一般都有多个USB接口，可以连接多个USB设备，还可以连接上USB端口扩充器，扩充出更多端口，最多可达127个。 三．认识主板与外部设备的接口 1．微型计算机接口 计算机的主机通过接口与外设相连接，以便进行数据的交换。常见的接口有显示器接口、音频接口、网络接口等。外设一般都是通过适配器（如声卡、显卡、网卡）与主机相连，适配器插在主板相应的插槽中，现在多数是集成在主板上，适配器提供相应的接口连接外设。 显卡 声卡 网卡 外存储器简称为外存，也叫辅存，主要用于存放长期使用的程序、文档和数据等，程序需要执行时由外存调入内存，由CPU来执行，执行的结果又可以保存到外存中。外存的容量比内存大很多，但读、写速度要慢得多。外存都是永久性存储器，外存中保存的数据除非用户把它删除，否则长期存在。外存储器包括硬盘存储器、光盘存储器以及移动存储器等。 1．硬盘 硬盘属于最主要的外部存储器，硬盘与硬盘驱动器封装在一起，安装在主机箱内。硬盘分为标准硬盘、移动硬盘和固态硬盘，其中固态硬盘的读取速度比较快。硬盘的主要性能指标有容量、平均寻道时间、主轴转速、接口类型、数据缓存等，如下表所示。 四．认识外存储器 四．认识外存储器 硬盘的主要性能指标及其说明 容量 硬盘的容量单位为GB，目前PC机硬盘的容量都比较大，可达500GB至2TB。 平均寻道时间 平均寻道时间指硬盘磁头移动到数据所在磁道时所用的时间，平均寻道时间越短读写速度越快。 主轴转速 主轴转速是指硬盘内电机主轴的转动速度，是决定硬盘内部传输速率的关键因素之一，目前主流硬盘的主轴转速一般为5400～7200rpm，SCSI硬盘转速一般为10000～15000rpm。 接口类型 .硬盘接口类型分为IDE、SATA 、SCSI和光纤通道四种，IDE和SATA接口硬盘用于家用产品中，SCSI主要应于服务器，光纤通道硬盘只用在高端服务器上，价格昂贵。 数据缓存 在硬盘内部的高速存储器称为数据缓存，它能将硬盘工作时的一些数据暂时保存起来，以供读取和再读取，目前主流硬盘的高速缓存一般为16～32MB。 注意：为了提高硬盘的使用寿命，防止数据丢失，硬盘在使用过程中应该要注意避免：震动（或者移动）、突然断电、灰尘、高温，也不要频繁的关机、重启计算机。 2．光盘与光驱 光盘存储器是利用光学方式进行读写信息的存储设备，主要由光盘和光驱组成，光盘是存储信息的介质，要读取光盘信息必须要配备光驱，如上图所示。光盘按用途可以分为：只读型光盘，如CD-ROM、DVD-ROM；只写一次型光盘，如CD-R、DVD-R；可重写刻录盘，如CD－RW。只读型光盘由厂家预先写入数据，用户不能修改；能写入数据的光盘我们都把它们称为刻录盘，电脑必须要配备刻录机，使用专门的软件如NERO才能把数据刻录到光盘上。一张CD-ROM光盘的存储容量是650MB，DVD-ROM光盘的存储容量为4.7GB，蓝光光盘是目前一种选进的大容量光盘格式，一张蓝光光盘可以存储50GB的数据。的使用方法是：首先，将光盘放入光驱；在“计算机”窗口中双击光驱图标 ，就可以浏览和复制光盘上的内容，光盘上的内容一般不能直接写入、删除和修改；光盘使用完之后，在“计算机”窗口中右击光驱图标，在快捷菜单上单击“弹出”命令就可以取出光盘。 四．认识外存储器 光盘和光驱 硬盘 3．闪存和U 盘 闪存 （Flash Memory）是一类移动存储设备，应用在便携数码设备上，如手机、MP3、数码相机、数码摄像相、笔记本电脑上，闪存如SD卡、SIM卡等，要在电脑上读取闪存上的信息，必须具备读卡器。 U盘也称USB盘或闪盘，如下图所示，属于闪存的一种类型，它采用当前先进的闪存芯片为存储介质。U盘是一种即插即用型的存储设备，目前使用的U盘容量最大可达128GB。   U盘的使用方法是： （1）首先把U盘插入计算机的USB接口，就能检测到可移动磁盘； （2）在“计算机”窗口中双击U盘图标 ，就可以浏览U盘和编辑U盘内容； （3）使用完之后必须先移除U盘，然后再拔掉U盘，才不会损坏U盘中的数据。 四．认识外存储器 U盘 考点提示：掌握外存作用及特点，外存与内存的区别。 四．认识外存储器 归纳总结： 1．读盘和写盘。将外存中的程序和数据装入内存的操作称为读盘；将计算机中的数据传送到U盘或硬盘上的操作称为写盘。 2．硬盘和U盘既是输入设备又是输出设备。 3．各种存储器的存取速度比较。各种存储器的存取速度由快到慢的顺序是：缓存（Cache）＞内存（RAM）＞外存（硬盘、U盘等）。 4．外存中程序和数据的运行。由于外存的存取速度比较慢，CPU不能直接访问外存，所以外存中的程序和数据需要运行时必须先调入内存，然后由CPU来运行，CPU可以直接访问内存。 5．断电后所存储的信息全部丢失的存储器是RAM，而ROM及所有的外存储器断电后信息都不丢失。 考点提示：考生必须重点记住归纳总结中这些内容。 五．计算机的数据存储单位 1 ．位 位是计算机中存储信息的最小单位。一个二进制数0或1就表示一个位，位称为“bit”（比特）。 2 ．字节 存储信息最基本的单位是字节（Byte，简记为B），1B=8bit，比如字母“A”在计算机内部的代码是“0100 0001”相当于一个字节，存储一个半角字母、数字、符号的ASCII码用一个字节，而存储一个汉字的机内码用两个字节。 3 ．其他单位 比字节大的单位还有：K、M、G、T,分别读作千、兆、吉、太，它们的换算关系如下： 1KB=210B=1024B 1MB=220B=10242B=1024KB 1GB=230B=10243B=1024MB 1TB=240B=10244B=1024GB 通过这些单位换算公式就可以清楚的计算出硬盘或者U盘的容量大小以及存放文件的数量。例如，有一块2TB大小的硬盘可以存放每部大小为2.56GB的电影大约共几部？计算方法：2TB=2*1024GB=2048GB，2048GB/2.56GB＝800部。 考点提示：重点掌握信息的存储单位及其换算。 六．冯·诺依曼体系结构 ——“存储程序”原理 ①计算机应包括运算器、存储器、控制器、输入和输出设备五大基本部件。 ②计算机内部应采用二进制来表示指令和数据。每条指令一般具有一个操作码和一个地址码。其中操作码表示运算性质（加、减、乘、除等），地址码指出操作数在存储器中的地址。 ③将编好的程序送入内存储器中，然后启动计算机工作，计算机勿需操作人员干预，能自动逐条取出指令和执行指令。 考点提示：掌握冯·诺依曼体系结构的核心－－“存储程序控制” 硬盘 内存 打印机 CPU（由运算器和控制器组成） 输入 程序 原始数据 输出 运算结果 指令数据线 控制信号线 计算机工作原理示意图（了解） 键盘 2*3 6 6 2*3 0 输入设备 外部存储器 输出设备 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 专题二 理论知识练习 1 ．计算机系统的性能主要由以下哪项因素决定（ ） A．CPU B．内存 C．硬盘 D．以上都是 2．组成计算机主机的主要部件是（ ） A．运算器和控制器 B．中央处理器和主存储器 C．运算器和外设 D．运算器和存储器 3．字长是CPU的主要性能指标之一，它表示（ ） A．CPU一次能处理二进制数据的位数 B．最长的十进制整数的位数 C．最大的有效数字位数 D．计算结果的有效数字长度 4．计算机系统的组成是（ ） A．操作系统和主机 B．主机和外设 C．CPU、内存、硬盘 D．硬件系统和软件系统 5．用GHz来衡量计算机的性能，它指的是计算机的（ ） A．CPU时钟频率 B．存储器容量 　C．字长 D．CPU运算速度 6．在计算机存储单位中，通常用大写英文字母B来表示 （ ） A. 字 B．字长 C．字节 D．二进制位 专题二 理论知识练习 7．下列叙述中，错误的是（ ） A．硬盘在主机箱内，它是主机的组成部分 B．硬盘是外部存储器之一 C．硬盘的技术指标之一是每分钟的转速rpm D．硬盘与CPU之间不能直接交换数据 8．计算机在工作中尚未进行存盘操作，如果突然断电，则计算机哪部分信息全部丢失，再次通电后也不能完全恢复?（ ） A．移动磁盘中的信息 B．RAM中的信息　 C．ROM中的信息 D．硬盘中的信息 9．下列各种单位中，用来度量计算机内存空间大小的是（ ） A．Mb／s B．MIPS C．GHz D．GB 10．1GB的准确值是（ ） A．1024x1024 Bytes B．1024 KB C．1024 MB D．1000x1000 KB 11．组成CPU的主要部件是（ ） A．运算器和控制器 B．运算器和存储器 C．控制器和寄存器 D．运算器和寄存器 12．下列各种存储器中，存取速度最快的是（ ） A．硬盘 B．光盘 C．U盘 D．内存 13．度量计算机运算速度常用的单位是（ ） A．MIPS B．MHz C．MB D．Mbps 14．DVD－ROM是一种（ ） A．只读型内存 B．只读型光盘 C．只读型硬盘 D．半导体存储器 15．以下有关RAM和ROM的说法中不正确的是（ ） A．RAM是随机存储器，ROM是只读存储器 B．RAM可读可写，ROM只读不写 C．RAM只能顺序读写，ROM可随机读写 D．断电后RAM中信息全丢失而ROM中信息不丢失 16．通常使用的U盘是一种（ ） A．内存 B．只读型存储器 C．信息采集设备 D．移动存储设备 17．CPU的主要性能指标有（ ） A．主频 B．字长 C．响应速度 D．A和B 18．硬盘在工作时应特别注意避免（ ） A．日照 B．潮湿 C．震动 D．噪声 专题二 理论知识练习 19．组成微型计算机主机的硬件除CPU外，还有（ ） A．RAM B．RAM、ROM和硬盘 C．RAM和ROM D．硬盘和显示器 20．计算机的工作原理是基于冯·诺依曼提出的（ ） A．并行处理原理 B．自动化原理 C．多功能原理 D．存储程序原理 21 ．下列有关存储器读写速度的排列，正确的是（ ） A．RAM>Cache>硬盘>U盘 B．Cache>RAM>硬盘>U盘 C．Cache>硬盘>RAM>U盘 D．RAM>硬盘>U盘>Cache 22 ．随机存储器RAM的功能为（ ） A．只能读不能写 B．断电后信息不丢失 C．存取速度慢 D．能与CPU直接交换信息 23 ．与内存相比，外存的主要优点是（ ） A．存储容量大      B．信息可长期保存 C．存储单位信息的价格便宜   D．存取速度快 24 ． CPU不能直接访问的存储器是（ ） A．Cache B．ROM C．外存储器 D．RAM 专题二 理论知识练习 专题二 理论知识练习 附参考答案： 题号 答案 题号 答案 题号 答案 题号 答案 题号 答案 1 D 2 B 3 A 4 D 5 A 6 C 7 A 8 B 9 D 10 C 11 A 12 D 13 A 14 B 15 C 16 D 17 D 18 C 19 C 20 D 21 B 22 D 23 B 24 C $$