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(共34张PPT)
计算机基础知识
计算机文化基础课程电子讲稿
2009年2月
集宁一中 刘永东
内容提要
计算机分类
计算机基本功能
微型计算机的硬件组成
计算机怎样在存储介质表示1和0
常用存储设备介绍
计算机选购建议
参考资料
计算机软件分类介绍
计算机的分类（1）
计算机不再是单一的计算机器，而是一种信息机器，一种个人的信息机器。
微型计算机也称个人计算机（PC）。
Altair 8800
计算机的分类（2）
小型计算机可同时执行多个人的处理任务，这些人都通过终端与之相连。
通常小型计算机为多个用户完成处理任务。
终端作为每个用户的主要输入和输出设备。终端不处理用户的数据，用户的处理请求被送到小型计算机。
大型计算机的服务方式与小型计算机相似，
但能为更多用户服务。通常有多个CPU。
计算机的分类（3）
巨型计算机（超级计算机）每秒可执行万亿条指令，可完成非常复杂的工作。
克雷T3E型超级计算机，可配置多达2048个处理器，足以应付世界上最具挑战性的计算问题。
计算机基本功能
计算机产生输出
报表、文档、音乐、图形、
图片等都是计算机输出的形式。
计算机接受输入
输入设备收集输入信息（数据
和指令），并把它们转化为计
算机可以处理的形式。
计算机处理数据
计算机在CPU中处理数据，结果被临时存放在内存。该结果可以从内存输出或被存储起来。
计算机存储数据
当数据不需要立即处理时，它们被存储到外存上（比如磁盘或硬盘上）。
John von Neumann
冯 诺依曼
存储程序工作原理
运算（处理）
存储（记录）
控制（协调）
计算机的两个基本能力：一是能够存储程序，二是能够自动地执行程序。
计算机是利用“存储器”（内存）来存放所要执行的程序的，而称之为CPU的部件可以依次从存储器中取出程序中的每一条指令，并加以分析和执行，直至完成全部指令任务为止。
微处理器的工作演示
计算机系统基础
“吃软不吃硬”的EDSAC
计
算
机
系
统
硅谷
慧谷
硬
件
软
件
计算机
外围
设备
软件把计算机设置成能够执行某项特定任务的工具，告诉计算机如何与用户交互，指示计算机如何处理用户的数据。
外围设备扩展了计算机的输入、输出和存储能力。
系统
软件
应用
软件
微型计算机的硬件组成
主机是包含电源、存储设备和电路板的机箱，其中电路板上有计算机的主处理器和内存。
监视器是计算机的主要输出设备，它将来自计算机显卡的电信号转换为屏幕上的彩色亮点，从而形成图像。
硬盘驱动器一般安装在系统单元内，当其工作时，机箱上的指示灯会亮。
软盘驱动器将数据写到软盘上，当其工作时，其指示灯就亮，警告用户此时不要取出软盘。
CD-ROM和DVD驱动器采用激光技术从光盘上读取数据。
鼠标是一种输入指示设备，帮助用户操作对象并选择菜单项。
键盘作为多数计算机的主要输入设备。
声卡位于系统单元内，提供到扬声器、麦克风和耳机的连接。
计算机主机
主机是包含电源、存储设备和电路板的机箱。其中电路板上有计算机的主处理器和内存。一些线缆把存储设备、电源和电路板连接起来。
电 源
电路板
CD-ROM驱动器
软盘驱动器
硬盘驱动器
线缆
主板 集成电路
DIP中小规模集成
电路，引脚数一般
不超过100个。
PGA通常用于主
处理器电路中，ZIF
零插拔力的插座。
封装的发展进程：
结构方面是TO→DIP→LCC→QFP→BGA→CSP；
材料方面是金属→陶瓷→塑料；
引脚形状是长引线直插→短引线或无引线贴装→球状凸点；
装配方式是通孔封装→表面安装→直接安装。
主 板
集成电路是一个充满了微小电路器件如电线、半导体、电容和电阻的硅晶片。
认识中央处理器CPU
8080处理器
奔腾4处理器
4004处理器
8088处理器
微处理器的性能构成因素
设计架构 时钟频率 软件优化
频率108KHz，晶体管2300个
频率2MHz，晶体管6000个
频率5-10MHz，晶体管29000个
频率2GHz，晶体管4200万个
1971
1974 Altair
1972 IBM PC
2000
Intel微处理器芯片历程
参阅教材1.3.1节
认识计算机内存
与处理器直接相连的存放数据的器件称为内存，
不直接与处理器相连的介质如磁盘称为外存。
随机访问存储器RAM
存放操作系统指令、软件指令、处理数据
虚拟内存
计算机使用磁盘空间来模拟内存的能力
只读存储器ROM
ROM BIOS小型指令集合
CMOS存储器
存放计算机的配置信息，如日期
和时间、硬盘容量、RAM容量等
参阅教材1.3.2节
认识计算机主板
总线蚀刻在主板上的
电路就像电线一样，
为芯片之间传送数据
主板包含了处理器、内存条
和处理基本输入输出的芯片
扩展卡插在扩展槽中
主板电源
微处理器芯片
端口提供到外围
设备的连接
随机访问内存（RAM）芯片
临时性地保存数据
主板
板型：AT、ATX、NLX（散热和布局）
插槽：CPU插槽、扩展槽
芯片组：外部频率、内存、
扩展槽等
BIOS：支持即插即
用、更新
供电系统
认识计算机输入/输出（I/O）
输入/输出的主要功能是为微处理器搜集数据，将结果送到显示器、打印机或外存设备。
1、数据来
源于内存
2、扩展总线
沿着主板电
路传输数据
3、扩展槽把扩展总线
扩展到某个扩展卡上
4、扩展卡
包含端口
5、数据电缆插入到端
口，引导到外部设备
扩展槽
PCI插槽
AGP插槽
ISA插槽
ISA（工业标准结构）现在主要用于某些调制解调器和其他速度较慢的设备。
PCI（外设部件互连）常用于图形卡、声卡、视频
卡、调制解调器、网卡。
AGP（加速图形端口）主要用于图形卡，速率比PCI
插槽更快。
扩展端口与连接器
连接数码摄像机
和外部硬盘等
扫描仪、硬盘驱动器、
CD- ROM 驱动器、磁
带备份设备等
电源
插口
键盘
端口
DB-9串
行端口
MIDI/操
纵杆端口
网络
端口
显示器/图形端口
扬声器/麦克风插口
调制解调器-电话插口
鼠标端口
USB端口
并行端口
鼠标或调制解调器
打印机、外接CD- ROM 驱动器、外接硬盘驱动器、磁带备份设备等
串行DB-9
并行DB-25M
鼠标、键盘、闪存、
键盘、游戏杆等
USB
IEEE 1394
VGA DB-15
SCSI C-50F
显示器
存储介质和存储设备
数据存储系统包含存储介质和存储设备。
存储介质是磁盘、磁带、CD-ROM、DVD、纸张，或者包含数据的其他物质。
存储设备是对存储介质进行数据记录和检索操作的机械设备，包括软盘驱动器、硬盘驱动器、CD驱动器、DVD驱动器，以及磁带驱动器。
存储数据的过程通常被称作“写数据”或者“保存文件”。
检索数据的过程通常被称作“读数据”或者“打开文件”
存储技术是指存储设备和它所使用的介质。
计算机怎样在存储介质表示1和0
磁技术通过磁化磁盘或者磁带表面上细小的粒子来存储数据。硬盘、软盘和磁带的存储技术可归类为磁存储。
在存储数据之前，磁表面上的粒子方向是随机的
磁盘驱动器的读写头磁化磁表面的粒子。粒子的正极指向读写头的负极
磁表面
读写头
聚酯盘
读写头可以翻转磁表面粒子的磁向。磁表面粒子的磁向排列表示了数据
盘面
反射层
塑料保护层
计算机怎样在存储介质表示1和0
光技术把数据存储为细小的亮点（凸区）和黑点（凹区），光存储设备使用低功率的激光来读取存储在光盘上的数据。
CD和DVD存储技术被划分为光存储。
当烧蚀光盘时，激光在反射面上刻出凹坑。这些凹坑是黑色的，不能反射激光
没有凹区的区域
有反射面
当光驱读取数据时，它使用较弱的激光，激光射在凹区上，没有反射光
当激光射在凸区上有反射光回读头。黑点和亮点的排列模式表示数据
软盘构造示例
软盘包括两部分：一张涂有磁性材料的薄塑料圆盘，以及一个保护性塑料封套或硬壳。
磁盘标签
高密度软盘指示孔
塑料保护封套
磁头通过滑动
窗对磁盘进行
读写操作
驱动器与盘片的轮轴咬合，
带动盘片旋转
盘片衬垫保护磁
盘免受灰尘污染
有氧化物涂层的聚酯盘
写保护孔打开，
磁盘被写保护
指示灯
弹出
按钮
硬盘工作示例
读写磁头
传动手臂
传动轴
主轴
磁盘盘片
硬盘是目前计算机使用的主要存储设备，
它由一个或几个表面镀有磁性物质的金属或玻璃等物质盘片以及盘片两面所安装的磁头和相应的控制电路组成，其中盘片和磁头密封在无尘的金属壳中。
硬盘驱动器
磁盘格式化（1）
磁盘为什么要格式化？
因为各种操作系统都必须按照一定的方式来管理磁盘，只有格式化才能使磁盘的结构能被操作系统认识。
磁盘的格式化分为物理格式化和逻辑格式化。物理格式化又称低级格式化，是对磁盘的物理表面进行处理，在磁盘上建立标准的磁盘记录格式，划分磁道和扇区。
逻辑格式化又称高级格式化，是在磁盘上建立一个系统存储区域，包括引导记录区、文件目录区FCT、文件分配表FAT。
FORMAT
磁盘格式化（2）
磁盘结构及磁道扇区划分
磁道
磁道（Tracks）每个盘片的每一面都要划分成若干形如同心园的磁道，这些磁道就是磁头读写数据的路径。磁盘的最外层是第0道，最内层是第n道。
扇区（Sectors）为了存取数据的方便，每个磁道又分为许多称之为扇区的小区段（512字节） 。
柱面（ Cylinders ）一个硬盘由几个盘片组成，每个盘片又有两个盘面，每个盘面都有相同数目的磁道。所有盘面上相同半径的磁道组合在一起，叫做一个柱面。
扇区
磁盘格式化（3）
唯一确切的扇区：
0 柱面、1 磁头、12 扇区
磁道
扇区
所有红圈
组成柱面
硬盘容量＝
柱面数×扇区数/磁道×磁头数×字节数/扇区
标准IDE最大容量为
1024×63×16×512＝ 528,482,304字节（528MB）
软盘容量＝
磁道数×扇区数/磁道×字节数/扇区
一张3.5英寸高密软盘
80 ×18 ×512=1474,560字节（1.44MB）
认识移动存储设备
ZIP盘：与软盘结构基本相同，容量多在100MB以上。
可擦写光盘：CD-R/CD-RW/MO，CD-R/CD-RW为
600M/650M，DVD ，MO，容量从128M到2.6G不等。
活动硬盘（USB接口的外置式活动硬盘盒，IEEE1394
接口的外置式活动硬）
闪存类存储器为半导体电介质，
具有体积小、可靠性高等优点。
微硬盘：1.8英寸以下，拥有硬盘结构的存储设备。
计算机软件分类（1）
享有版权的软件只有版权的拥有者才能复制、出售或分发。
共享软件你可以合法地制作拷贝并分发，但不能出售。
免费软件
版权拥有申请
购买后安装
制作拷贝自用
制作拷贝他用
更改软件
注册费
软件：指示计算机完成任务的、以电子格式存储的
指令序列和相关的数据。
计算机软件分类（2）
软件
系统软件
应用软件
操作系统
设备驱动
实用工具
编译系统
文字处理
电子表格
演示软件
图形软件
视频软件
… …
… …
上网软件
学习课件
娱乐软件
商务软件
系统软件协助计算机执行基本任务。
应用软件协助人们完成某项任务。
系统软件
操作系统
最基本的系统软件，其它的所有软件都是建立在操作系统的基础上。
实用工具
用来提供一种让计算机用户控制分配和使用计算机资源的方法，以增强操作系统的功能。
设备驱动程序
设备驱动程序告诉计算机中的操作系统如何使用某一硬件。
即插即用一项用于自动处理PC机硬件设备安装的工业标准。
编译器
编译器是程序员将高级语言编写的指令翻译成可以在计算机上执行的代码的软件开发工具，它的特点是目标语言比源语言低级。
操作系统
操作系统协助计算机完成它的基本硬件操作，并与应用
程序进行交互，完成诸如打印和存储数据等应用任务。
Linux
MacOS
UNIX
管家婆 管理硬件资源 协调后台工作
服务生 提供用户与计算 机的交互接口
Windows
OS/2
计算机选购建议
台式机固定于一处且体格相对较大，追求更强劲的系统性能。
笔记本追求更好的便携性、稳定的系统运行及更长的电池巡航能力。
选购前须明确：
1、价位，谁支付
2、用途
3、最看重哪个指标
4、品牌
5、是否考虑升级
1、多媒体性能 包括视、音频回放，图像、图形、音乐编辑和处理等。
2、三维性能 包括三维游戏、基于CAD的应用等。
3、办公性能 包括文字处理、图表、个人财务等。
水木清华BBS “电脑信息”
计算机每日贬值超过一百元或更多，最好每日使用以免造成无形损失
参考资料
参考教材
计算机文化（第四版） 机械工业出版社
计算机工作原理半月通 电子工业出版社
网站资源
如何选购笔记本（视频）
（1）主要介绍在选购笔记本时应该考虑的一些因素。
（2）主要细述笔记本专用CPU的知识。
（3）阐述内存、硬盘、显卡芯片、机身外壳材料及配件
内置情况等。
（4）针对特定的人群，介绍建议选购的产品类型。
（5）讲解选购时产品保修及行货、水货问题。
水木清华BBS”电脑信息”讨论区

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