課程名稱:計算機基礎

教學目的與要求：了解C語言的發(fā)展及其特點；掌握Ｃ程序的基本組成；熟悉VisualC++環(huán)境下如何調(diào)式和運行C程序；掌握C語言基本數(shù)據(jù)類型及變量定義方法教學手段：多媒體課件為主，輔以黑板板書教學內(nèi)容、重點、難點及作業(yè)詳見課件第三次課程章節(jié)名稱第2章計算機系統(tǒng)組成（2.3-2.4）教學目的與要求掌握常見的計算機硬件掌握計算機軟件的組成了解計算機硬件的工作原理教學內(nèi)容計算機硬件、軟件重點計算機硬件計算機軟件難點操作系統(tǒng)的基本原理作業(yè)P55二、選擇題：4、5、7、8教學手段ppt課件、課堂練習、提問回答。教學過程(組織與方法)介紹本次課重點、難點→講解本次課內(nèi)容→小結→作業(yè)→課堂練習。第2章計算機系統(tǒng)組成2.3微型計算機硬件系統(tǒng)2.4計算機軟件系統(tǒng)2.3微型計算機硬件系統(tǒng)微型計算機是以微處理器為核心，配上由大規(guī)模集成電路制成的存儲器、輸入/輸出接口電路及系統(tǒng)總線所組成的小型計算機，又稱為微機、電腦、個人計算機或PC(PersonalComputer)。微型計算機系統(tǒng)分為硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，其中硬件系統(tǒng)主要包括CPU、主板、存儲器、輸入/輸出設備等，各部分之間通過總線連接，實現(xiàn)信息交換。2.3.1中央處理器CPU是計算機的核心設備。CPU又叫中央處理單元，它也被稱為計算機的心臟。每臺計算機至少有一個（目前已有所謂雙CPU的電腦）中央處理單元，簡稱處理器或CPU。CPU的主要功能是控制計算機的操作和處理數(shù)據(jù)。2.3.1中央處理器中央處理器中包括運算器和控制器兩個基本部分。運算器也稱為算術邏輯部件，是完成各種算術運算和邏輯運算的裝置。控制器是計算機的指揮控制中心，負責決定執(zhí)行程序的順序，給出執(zhí)行指令時機器各部件需要的操作控制命令。4.CPU主要技術參數(shù)(1)主頻

CPU外頻

CPU外頻也就是常見特性表中所列的CPU總線頻率，是主板為CPU提供的基準時鐘頻率。CPU主頻主頻就是CPU的時鐘頻率，也叫工作頻率，是CPU內(nèi)核（整數(shù)和浮點運算器）電路的實際運行頻率。CPU倍頻倍頻即主頻與外頻之比的倍數(shù)。計算公式：主頻=外頻×倍頻。4.CPU主要技術參數(shù)(2)字長

CPU在單位時間內(nèi)能一次處理的二進制數(shù)的位數(shù)

(3)高速緩存（Cache）高速緩沖存儲器是一種速度比內(nèi)存更快的存儲器。CPU讀數(shù)據(jù)時直接訪問Cache，只有在Cache中沒有找到所需數(shù)據(jù)時，CPU才去訪問內(nèi)存。Cache相當于內(nèi)存和CPU之間的緩沖區(qū)，實現(xiàn)內(nèi)存和CPU的速度匹配，當前一般都構建在CPU芯片內(nèi)部。2.3.2存儲器存儲器是存放數(shù)據(jù)和各種程序的裝置，是計算機的記憶部件。計算機的存儲器分類：

內(nèi)部存儲器（簡稱內(nèi)存）

外部存儲器（簡稱外存）2.3.2存儲器1.內(nèi)部存儲器

在計算機內(nèi)部，直接與CPU交換信息的存儲器稱為內(nèi)存。

1.內(nèi)存儲器分類只讀存儲器（ROM：readonlymemory）隨機讀寫存儲器（RAM：randomaccessmemory）高速緩沖存儲器（Cache）。1.內(nèi)部存儲器

（1）RAM可以讀出、也可以寫入。所謂隨機存取，意味著存取任一單元所需的時間相同。RAM斷電后，存儲內(nèi)容立即消失。（2）ROM只能讀出原有的內(nèi)容，而不能寫入新內(nèi)容，原有內(nèi)容由廠家一次性寫入，并永久保存下來，不易失的。

ROM的用途很廣。（3）Cache是指在CPU與內(nèi)存之間設置的一級或者二級高速小容量存儲器。對內(nèi)存中哪些會被頻繁使用的數(shù)據(jù)，就把這些數(shù)據(jù)存在高速緩存中，CPU要訪問這些數(shù)據(jù)時，就會先到Cache中去找，從而提高整體的運行速度。1.4.5外存儲器外存儲器簡稱外存。它通常是一種與主機相對獨立的存儲器部件。與內(nèi)存比較，外存容量一般都比較大，但存取速度慢外存不能直接與CPU交換信息微機常用的外存儲器有三種：硬盤存儲器、光盤存儲器和可移動外存(1)硬盤

微機上用的硬盤片、硬盤驅動電機和讀寫磁頭等組裝并封裝在一起成為溫徹斯特驅動器，硬盤作為微機系統(tǒng)的外存儲器成為微機的主要配置之一。

由多個金屬盤片組成，并有多個磁頭同時讀寫目前常用60～200GB硬盤，主流硬盤轉速有5400轉/分和7200轉/分硬盤存儲器光盤

(1)CD光盤存儲器

CD光盤具有容量大、壽命長、價格低等特點一個CD光盤的容量為650MB

類型：只讀/一次寫入型/可擦寫型光盤刻錄機

(2)DVD光盤存儲器單面DVD光盤容量為4.7GB，雙面DVD光盤容量為8.5GB.光盤

(3)藍光光盤（Blue-rayDisk，BD）

DVD光盤的下一代光盤格式，

單層的藍光光盤的容量為25GB，

雙層容量為50GB。

目前，已有技術將單層容量提高到33.4GB。

(4)可移動外存常見的可移動外存儲設備有閃存卡、U盤和移動硬盤閃存（FlashMemory）卡基于半導體技術，具有低功耗、高可靠性、高存儲密度、高讀/寫速度等特點，其種類繁多，有CompactFlash（CF）卡、索尼公司的MemoryStick（MS）和ScanDisk（SD）卡等。目前，基于閃存技術的閃存卡主要面向數(shù)碼相機、智能手機等產(chǎn)品，可通過讀卡器讀取閃存卡上的信息。優(yōu)盤(4)可移動外存常見的可移動外存儲設備有閃存卡、U盤和移動硬盤U盤又稱為閃盤，是閃存芯片與USB芯片結合的產(chǎn)物，具有體積較小，便于攜帶，系統(tǒng)兼容性好等特點，目前，容量通常在4~64GB之間。移動硬盤又稱為USB硬盤，是一種容量更大的移動存儲設備，容量可達幾百GB到幾TB。(5)軟盤存儲器

存儲格式：磁道（同心圓信息記錄道,編號由0開始）扇區(qū)（sector)

磁面軟盤的容量=磁面數(shù)×磁道數(shù)×扇區(qū)數(shù)×512B寫保護/保養(yǎng)寫保護口2.3.3輸入/輸出設備1.輸入設備

(1)鍵盤

鍵盤是最常用、最基本的一種輸入設備

(2)鼠標(Mouse)

在圖形界面的環(huán)境下，鼠標可以取代鍵盤進行光標定位或完成某些特定的輸入

(3)掃描儀圖像輸入設備2.3.3輸入/輸出設備2.輸出設備輸出設備（Output）是計算機系統(tǒng)用以與外部世界溝通的部件;功能為將存儲在計算機內(nèi)部的信息轉換成人們所能接受的形式;常用的輸出設備:

顯示器、

打印機

繪圖儀1.顯示器

陰極射線管顯示器（CRT）

液晶顯示器（LCD）

等離子顯示器（PD）2.3.3輸入/輸出設備2.打印機

針式打印機噴墨打印機激光打印機2.3.3輸入/輸出設備3.繪圖儀3．輸入輸出設備同一設備既可以輸入信息到計算機，又可以將計算機內(nèi)信息輸出，稱為輸入輸出設備。常見的輸入輸出設備有磁盤、磁帶、可讀/寫光盤、觸摸屏、通信設備等。2.3.3輸入/輸出設備2.3.4主板計算機硬件主要包括主板、CPU和內(nèi)存。主板：如果我們將CPU比作微型計算機的大腦或心臟，那么主板就可稱之為微型計算機的神經(jīng)系統(tǒng)。主板是電腦中最大的一塊電路板，也是電腦系統(tǒng)中的核心部件。主板通常是長方形印制電路板，其上的CPU、內(nèi)存插槽、總線擴展槽、芯片組及ROMBIOS等。2.主板結構主板結構規(guī)范主要有AT、ATX、Micro和BTX等結構。3.主板上的芯片組(1)芯片組芯片組是構成主板電路的核心。一定意義上講，它決定了主板的級別和檔次。主板的芯片組主要有南橋芯片、北橋芯片以及BIOS芯片，2.主板上的芯片組（3）BIOS芯片（CMOS芯片）BIOS芯片負責主板通電后完成各部件自檢、磁盤引導、初始化設置、基本輸入/輸出設備的驅動等。只有當一切正常后才能啟動操作系統(tǒng)。BIOS芯片記錄了電腦最基本的信息，是軟件與硬件打交道的最基礎的橋梁，沒有它電腦就不能工作。4.CPU插座CPU插座就是主板上安裝處理器的地方。5.總線總線（Bus）是計算機系統(tǒng)各部件間信息傳送的公共通道。根據(jù)總線內(nèi)所傳送的信息將總線分為三類，即：地址總線（AB）、數(shù)據(jù)總線（DB）、控制總線（CB）。5.總線數(shù)據(jù)總線：用來在系統(tǒng)模塊之間提供傳輸數(shù)據(jù)的通信線路的集合體稱為數(shù)據(jù)總線(DB，DataBus)，數(shù)據(jù)總線是雙向總線，CPU既可通過數(shù)據(jù)總線從內(nèi)存或輸入設備讀入數(shù)據(jù)，又可通過數(shù)據(jù)總線將內(nèi)部數(shù)據(jù)送至內(nèi)存或輸出設備；地址總線(AB，AddressBus)用于傳送CPU發(fā)出的地址信息，是單向總線，即指明數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)的源地址或目的地址；控制總線(CB，ControlBus)用來控制數(shù)據(jù)總線和地址總線的訪問和使用，即傳送控制信號、命令信號和定時信號等。5.總線根據(jù)連接設備的不同，總線又可以分為內(nèi)部總線、系統(tǒng)總線和外部總線。內(nèi)部總線位于CPU芯片內(nèi)部，用于運算器、各寄存器、控制器和Cache之間的數(shù)據(jù)傳輸;系統(tǒng)總線是連接系統(tǒng)主板與擴展插卡的總線;外部總線則是用于連接系統(tǒng)與外部設備的總線。隨著微電子技術和計算機技術的發(fā)展，總線技術也在不斷地發(fā)展和完善。6.計算機常用接口串口并口USB口2.4計算機軟件系統(tǒng)2.4.1軟件與軟件系統(tǒng)計算機軟件是指運行在計算機上的程序、運行程序所需的數(shù)據(jù)和相關文檔的總稱。計算機軟件系統(tǒng)包括系統(tǒng)軟件和應用軟件。系統(tǒng)軟件是指管理計算機資源、分配和協(xié)調(diào)計算機各部分工作、增強計算機的功能、使用戶能方便地使用計算機而編制的程序。常用的系統(tǒng)軟件有操作系統(tǒng)、計算機語言處理程序、數(shù)據(jù)庫管理程序等。2.4計算機軟件系統(tǒng)2.4.1軟件與軟件系統(tǒng)計算機軟件是指運行在計算機上的程序、運行程序所需的數(shù)據(jù)和相關文檔的總稱。計算機軟件系統(tǒng)包括系統(tǒng)軟件和應用軟件。系統(tǒng)軟件是指管理計算機資源、分配和協(xié)調(diào)計算機各部分工作、增強計算機的功能、使用戶能方便地使用計算機而編制的程序。常用的系統(tǒng)軟件有操作系統(tǒng)、計算機語言處理程序、數(shù)據(jù)庫管理程序等。應用軟件是用戶為了解決某些特定具體問題而開發(fā)和研制或外購的各種程序，通常涉及應用領域知識，并在系統(tǒng)軟件的支持下運行，如文字處理、圖形處理、動畫設計、網(wǎng)絡應用等軟件。系統(tǒng)軟件種類(1)操作系統(tǒng)(2)語言處理程序

(3)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

(4)實用程序與軟件工具操作系統(tǒng)是最基本的系統(tǒng)軟件，其他的所有軟件都是建立在操作系統(tǒng)的基礎上。操作系統(tǒng)各種應用程序管家婆

管理軟、硬件資源

協(xié)調(diào)后臺工作服務生

提供用戶與計算

機的交互接口裸機操作系統(tǒng)為用戶提供了一種合理使用計算機軟、硬件資源的工作環(huán)境。

操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)基本功能5.用戶接口管理4.文件管理3.設備管理2存儲管理1.CPU管理操作系統(tǒng)的分類從系統(tǒng)的使用功能來看，操作系統(tǒng)可以分為：批處理操作系統(tǒng)分時操作系統(tǒng)實時操作系統(tǒng)單用戶操作系統(tǒng)網(wǎng)絡操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)批處理操作系統(tǒng)實時操作系統(tǒng)全世界有數(shù)百種產(chǎn)品在應用:波音777（航空電子設備）醫(yī)藥手機GPS航海語言處理程序程序設計語言分為：機器語言、匯編語言、高級語言。機器語言：只用二進制代碼表示的機器指令。計算機硬件系統(tǒng)只能夠直接識別并執(zhí)行機器語言所編寫的程序（程序）。匯編語言（符號語言）是用直觀、形象并且便于記憶的字母、符號代替0、1編碼的機器指令。高級語言就是能夠表達解題算法的面向應用問題的語言。

語言處理程序語言處理程序分為：匯編程序、解釋程序和編譯程序（1）匯編程序匯編程序的作用是將匯編語言編寫的源