教学目标 了解计算机系统组成 理解计算机工作原理 掌握冯诺依曼计算机五大模块组成及软件的分类 熟悉微机系统组成

知识要点 冯诺依曼结构计算机系统组成 存储程序控制原理 微机硬件系统 微机软件系统

举案引思 1、计算机就是一台自动完成信息处理的机器，想象一下这台机器需要哪些硬件部件？一台完整的计算机有哪些资源？ 2、如果计划为自己购买一台微机，主要考虑微机哪些技术指标？

2.1 计算机系统的组成 2.2 微型计算机硬件组成

2.1计算机系统的组成 一个完整的计算机系统由计算机硬件系统和计算机软件系统两部分组成。

2.1.1存储程序控制的基本概念 “存储程序控制”的概念，是美籍匈牙利数学家冯 · 诺依曼等人于1946年提出的设计电子数字计算机的基本思想，有如下要点： 1. 由运算器、控制器、存储器、输入装置和输出装置五大基本部件组成计算机，并规定了这五个部分的基本功能。 2. 采用二进制形式表示数据和指令。 3. 将程序和数据事先放在存储器中，使计算机在工作时能够自动高速地从存储器中取出指令加以执行。这就是存储程序概念。

2.1.2 指令和程序 能够被计算机识别的命令称为指令，一台计算机能够识别的所有指令的集合称为该计算机的指令系统。指令的一般格式如图所示。 2.1.2 指令和程序 1．指令及其格式 能够被计算机识别的命令称为指令，一台计算机能够识别的所有指令的集合称为该计算机的指令系统。指令的一般格式如图所示。 操作码 目标操作数（地址），源操作数（地址）

一条指令应包含两个基本信息，即操作码和操作数。操作码指出计算机执行的具体操作，如加、减、移位、比较等；操作数用来指出操作码所需操作数的来源和操作结果的去向，即给出操作数或操作数地址，并指出操作结果存放地址。

2.1.2 指令和程序 2．程序 指为解决某一问题而设计的一系列有序的指令的集合。例如，要用计算机来解决某个问题时，要将处理步骤编成一条条指令，组成程序，其中的每条指令都对应计算机执行的一项基本操作。

3．计算机的工作原理 计算机工作的过程实质上就是执行程序的过程。计算机在执行程序时，先将每个语句分解成一条或多条机器指令，然后根据指令顺序，一条指令一条指令地执行，直到遇到结束运行的指令为止。计算机指令的执行过程如下：

3．计算机的工作原理

2.1.3计算机硬件各部件主要功能 1．运算器 运算器是一个用于信息加工的部件，它用来对二进制的数据进行算术运算和逻辑运算，所以也叫做“算术逻辑运算单元”（ALU）。 2．控制器 控制器产生各种控制信号，指挥整个计算机有条不紊地工作。它的主要功能是根据人们预先编制好的程序，控制与协调计算机各部件自动工作。

2.1.3计算机硬件各部件主要功能 存储器是用来存放指令和数据的部件。 3．存储器 存储器是用来存放指令和数据的部件。 一般对计算机存储系统划分为两级，一级为内存储器（主存储器），如半导体存储器，它的存取速度快，但容量小；另一级为外存储器（辅助存储器），如磁盘存储器，它的存储速度慢，但容量很大。

2.1.3计算机硬件各部件主要功能 4．输入/输出设备 输入/输出设备是实现人与计算机之间相互联系的部件。其主要功能是实现人—机对话、输入与输出以及各种形式的数据变换等。

2.1.4 计算机软件 是用来扩大计算机的功能，提高计算机的工作效率以及方便用户使用计算机的软件，如操作系统、故障诊断程序、语言处理程序等。 1．系统软件 是用来扩大计算机的功能，提高计算机的工作效率以及方便用户使用计算机的软件，如操作系统、故障诊断程序、语言处理程序等。

2.1.4 计算机软件 2．应用软件 是为解决某个应用领域中的具体任务而编制的程序，如各种科学计算程序、数据统计与处理程序、情报检索程序、企业管理程序、生产过程自动控制程序等。 应用软件是在系统软件的支持下工作的。

2.1.4 计算机软件 ● 机器语言 ● 汇编语言 ● 高级程序设计语言 ● 语言处理程序 ● 语言处理方式（分为解释、编译 ） 3．与软件有关的概念 ● 机器语言 ● 汇编语言 ● 高级程序设计语言 ● 语言处理程序 ● 语言处理方式（分为解释、编译 ）

2.2 微型计算机硬件组成 2.2.1 主机板 2.2.2 微处理器 2.2.3 存储器 2.2.4 总线与接口 2.2.5 输入设备 2.2.1 主机板 2.2.2 微处理器 2.2.3 存储器 2.2.4 总线与接口 2.2.5 输入设备 2.2.6 输出设备

2.2.1 主机板

2.2.1 主机板 是主板的核心组成部分，芯片组性能的优劣，决定了主板性能的好坏与级别的高低。 2.2.1 主机板 1．芯片组 是主板的核心组成部分，芯片组性能的优劣，决定了主板性能的好坏与级别的高低。 芯片组内部由北桥芯片和南桥芯片两部分组成，其中CPU类型、主板系统总线频率、内存类型及容量、显卡插槽规格是由北桥芯片决定的；而扩展槽的种类与数量、扩展接口的类型等由南桥芯片决定。

2.2.1 主机板 2．内存储器插槽 主板上内存插槽的数量和类型对系统主存的扩展能力及扩展方式有一定影响。其插槽的线数常见的有30线、72线、168线和184线等。现在主板上大多采用184线插槽。

2.2.2 微处理器 也叫做中央处理单元（Central Processing Unit， CPU）或微处理单元（Microprocessing Unit，MPU），是一台计算机的运算核心和控制核心 。 1．微处理器的一般结构 包括三部分：运算器、控制器和寄存器组，通过CPU内部总线连接在一起，微处理器中还包含有高速缓冲存储器（Cache）。

2.2.2 微处理器 2．衡量微处理器主要技术指标 （1）主频 2.2.2 微处理器 2．衡量微处理器主要技术指标 （1）主频 主频通常是指CPU的时钟频率，即每秒钟平均执行的指令条数，一般用“百万条指令/秒”（Million Instruction Per Second，mips）来描述，是衡量微型机性能的一项重要指标。一般来说，主频越高，运算速度就越快。当前主流的CPU主频是2.9GHz。 （2）字长 字长是指微型机的CPU一次直接处理的二进制数据的位数，它直接关系到微型机的计算精度、速度和功能。字长越长，微型机处理数据的能力越强。当前微型机的字长一般为64位。

联想Yoga13 超极本配置 屏幕尺寸： 13.3英寸1600x900 CPU型号： Intel酷睿i5 3317U CPU主频： 1.7GHz 内存容量： 4GBDDR3L（低电压版 硬盘容量： 128GBSSD固态硬盘 显卡芯片： IntelGMAHD4000 操作系统： Windows8简体中文版 摄像头： 集成100万像素摄像头

intel 酷睿 I5-3317U 是一款移动版CPU，是第三代酷睿系列处理器，发布于2012年，它的原始主频达1 intel 酷睿 I5-3317U 是一款移动版CPU，是第三代酷睿系列处理器，发布于2012年，它的原始主频达1.7GHz，双核心、四线程，单核心动态加速最高2.4GHz、2.6GHz，图形核心加速频率1150MHz。它将在2013年第三季度迎来升级版Core I5-3317U，图形核心加速频率提高到1350MHz。 2012年I5已经广泛被用到了台式电脑及笔记本上，2013年，I5即将被广泛运用到平板电脑上，成为主流处理器，搭载I5处理器神舟、乐凡F2平板电脑，并于2013年春季上市。

2.2.2 微处理器 （1）超线程（Hyper-Threading）技术 （2）64位技术 （3）双核技术 （4）四核技术 2.2.2 微处理器 3．目前CPU采用的前沿技术 （1）超线程（Hyper-Threading）技术 （2）64位技术 （3）双核技术 （4）四核技术

2.2.3 存储器 1．内存储器 （1）随机存取存储器（RAM） 通常所说的计算机内存容量均指RAM存储器容量，当机器电源关闭时，存于RAM中的数据就会丢失。 内存储器由多个内存单元组成，每个单元存储8位代码，其单元编号称为地址。地址码的长度决定了内存单元的个数。

2.2.3 存储器 存储容量单位换算关系： 1B=8bit 1KB=1024B=210B 1MB=1024KB=210KB=220B 2.2.3 存储器 存储容量单位换算关系： 1B=8bit 1KB=1024B=210B 1MB=1024KB=210KB=220B 1GB=1024MB=210MB=230B 1TB=1024GB=210GB=240B

2.2.3 存储器 （2）只读存储器（ROM） ROM存放的数据一般不能用简单的方法对其内容进行改写，具有掉电后其内部信息不丢失的特点，用于存放一些固定的数据或程序，在器件生产出厂前由生产厂家将内容直接写入其中。

2.2.3 存储器 （3）高速缓冲存储器（Cache） 是介于CPU和内存之间的一种可高速存取信息的芯片，是为解决CPU与主存储器间的数据传输速率差异而设计的，通过高速总线与CPU连接。Cache的容量越大，计算机的总体性能越好。

2.2.3 存储器 2．外存储器 （1）硬盘 硬盘盘片是将磁粉附着在铝合金（新材料也有用玻璃）圆盘片的表面上。这些磁粉被划分成称为磁道的若干个同心圆，每个磁道被划分为若干个扇区（sector），不同盘片相同半径的磁道所组成的圆柱称为柱面。

2.2.3 存储器 硬盘结构与容量计算 硬盘的容量计算公式为： 存储容量＝ 磁头数（面数）×磁道数（柱面）×每道扇区数×每扇区字节数

2.2.3 存储器 （2）光盘 光盘的种类 只读光盘 DVD数字视盘 一次性刻录光盘CD-R 可擦写的光盘（CD-RW）

2.2.3 存储器 光盘主要技术指标 容量 数据传输率（指标为倍速，一倍速率为150KB/s ） 读取时间（接收命令，移动光头，读取第 2.2.3 存储器 光盘主要技术指标 容量 数据传输率（指标为倍速，一倍速率为150KB/s ） 读取时间（接收命令，移动光头，读取第 一个数据到缓冲区所用时间）

光盘结构与原理 CD（Compact Disk） DVD（Digital Versatile Disk） 蓝光DVD 多层DVD的剖面图

光盘包括只读光盘、只写一次光盘和可擦写光盘，无论是哪一种光盘，都由塑料基片、记录层、反射层和保护层组成。不同种类的光盘的记录层使用不同的材料。 数字信号在光盘上记录和读出的过程如图

2.2.3 存储器 （3）移动存储产品 1）移动硬盘 2）U盘

新型外存储器——固态存储器 固态存储器（SSD：Solid States Disk）实际就是固态硬盘，是采用半导体存储器件来进行数据存储和读取的硬盘。由于使用电子元件进行存储，不需要传统硬盘中的机械部件，具有一系列的优点。目前，正在推广使用阶段。 160GB固态存储器 160GB固态存储器

2.2.4 总线与接口 1．总线 总线上传送的信息包括数据信息、地址信息、控制信息，因此，总线包含有三种不同功能的总线，即数据总线DB（Data Bus）、地址总线AB（Address Bus）和控制总线CB（Control Bus）。

2.2.4 总线与接口 微机中总线一般分为内部总线、系统总线和外部总线三个层次。目前的微机上常用的系统总线标准有： （1）ISA总线 2.2.4 总线与接口 微机中总线一般分为内部总线、系统总线和外部总线三个层次。目前的微机上常用的系统总线标准有： （1）ISA总线 （2）PCI总线 （3）AGP总线

2.2.4 总线与接口 （1）串行接口 （2）并行接口 （3）通用串行总线接口（USB） （4）IEEE 1394接口 （5）硬盘接口 2.2.4 总线与接口 2．计算机与外部设备接口 （1）串行接口 （2）并行接口 （3）通用串行总线接口（USB） （4）IEEE 1394接口 （5）硬盘接口

2.2.5 输入设备 由一组开关矩阵组成，包括数字键、字母键、符号键、功能键及控制键等。 鼠标最重要的参数是分辨率。 1．键盘 2．鼠标 2.2.5 输入设备 1．键盘 由一组开关矩阵组成，包括数字键、字母键、符号键、功能键及控制键等。 2．鼠标 是一种手持式屏幕坐标定位设备，是适应图形处理环境而出现的一种输入设备，常用的鼠标器有两种，一种是机械式的，另一种是光电式的。 鼠标最重要的参数是分辨率。 3 ．扫描仪

2.2.6 输出设备 常用的有阴极射线管显示器（CRT）、液晶显示器（LCD）和等离子显示器。 CRT显示器主要技术指标有： （1）屏幕尺寸 2.2.6 输出设备 1．显示器 常用的有阴极射线管显示器（CRT）、液晶显示器（LCD）和等离子显示器。 CRT显示器主要技术指标有： （1）屏幕尺寸 （2）点距（荧光点的间距 ） （3）显示分辨率 （4）刷新频率（每秒画面更新次数 ）

2.2.6 输出设备 2．打印机 按工作方式可分为击打式打印机和非击打式打印机。使用最多的击打式打印机是点阵打印机，使用较多的非击打式打印机是喷墨打印机和激光打印机。

2.2.6 输出设备 打印机的主要技术指标有： （1）打印幅面 2.2.6 输出设备 打印机的主要技术指标有： （1）打印幅面 （2）打印速度 （针式打印机以每秒打印字符数cps表示，页式打印机以每分钟可打印页数ppm表示） （3）分辨率（以每英寸可打印点数 DPI 表示） （4）打印缓冲存储器 （5）中西文字库及打印字体

3 其他外设 除了前面提到的主要外设外，随着技术的发展，新设备也在不断地涌现，如U盘、移动硬盘等，它们的使用给数据和文件的存储和备份提供了非常好的途径。