计算机组装与维护任务1：认识计算机系统结构及工作原理课件.ppt

1、任务1：计算机基础知识导入 本章学习导航本章学习导航 为提高计算机操作水平和应用能力,掌握必备的计算机基础知识,了解计算机的工作原理和系统结构，是信息时代对每一个计算机使用者的基本要求。为此,我们依据工作任务要求,构建计算机基础知识导入的教学情境，以教学做一体化的计算机组装与维护实训室作为课程实施平台,将计算机组装与维护岗位技术人员应知应会的基本知识和基本技能，序化到教学过程中，结合不同的实际工作岗位，设计贴近于工作实际的学习过程，在课程实施过程中，让学生扮演购买计算机的用户和计算机组装与维护技术人员两种角色，体会客户的真实需求和公司对技术人员的岗位要求，通过角色模拟，使学生置身于仿真的工作环

2、境。通过真实学习、互动式学习、体验式学习多种方法的应用，逐步使学生养成良好的工作习惯和岗位责任意识。本章学习要点本章学习要点任务学习要点：知识要求：了解计算机的发展历程及种类掌握计算机系统结构及工作原理掌握计算机的硬件组成及主要性能指标了解笔本电脑与移动PC结构及发展现状技能要求：能够认识计算机硬件的系统结构能够掌握计算机硬件的功能能够掌握计算机硬件的选购及安装方法授课内容 任务1：认识计算机系统结构及工作原理子任务1:计算机的发展历史及分类子任务2:计算机系统结构子任务3:计算机的硬件组成 知识点讲解：计算机的性能指标知识拓展：笔本电脑与移动PC授课内容 任务1：认识计算机系统结构及工作原理

3、 1.计算机的发展历史在计算机的硬件系统中，中央处理器（CPU Central Processing Unit）是计算机的核心部件，中央处理器的发展历程代表了计算机的发展，目前的计算机均以Intel公司的X86系列或其它与之兼容的CPU。从第一代个人计算机问世至今，CPU已发展到第七代，相应的也产生了七个档次的计算机系列。第一代，1981年，IBM公司推出的采用8088为CPU的 IBM PC/XT机，作为第一代计算机的代表。第一代计算机主要流行于20世纪80年代中期。第二代，1985年，IBM公司推出了IBM PC/AT机，标志着第二代计算机的诞生，该机采用80286为CPU，其数据处理和存

4、储能力都得到了明显提高，它是20世纪80年代末的主流机型。第三代，1987年，Intel公司推出了80386微处理器（80386处理器分为SX和DX，DX性能优于SX），由该档次的CPU组装的计算机称为386计算机。第四代，1987年，Intel公司推出了80486微处理器，486也分为SX和DX两个档次，这就是我们通常所称的486计算机。第五代，1993年，Intel公司推出了Pentium微处理器，AMD公司推出的K5，Cyrix公司推出了6x86为第五代微处理器，标志着第五代计算机的诞生，1997年，Intel公司又推出了多功能Pentium MMX处理器，这就是我们俗称的奔腾计算机。授

5、课内容 任务1：认识计算机系统结构及工作原理 1.计算机的发展历史第六代，1998年，Intel公司推出了Pentium、Celeron，后来推出了 Pentium、Pentium4；AMD公司推出的K6、Athlon XP、VIA C3等，均为第六代CPU，这标志着第六代计算机的诞生。第七代，2003年，AMD公司推出了面向台式机的64位处理器Athlon 64,标志着64位计算机的诞生。2005年，Intel公司和AMD公司相继发布了台式机的双核心CPU、三核心CPU和四核心CPU，至此，计算机进入了多核心的第七代。2计算机的分类 计算机俗称电脑，按照电脑功能与应用的场所不同，将电脑分为商

6、用电脑、个人电脑、服务器和笔记本电脑；从电脑选购的角度来分，主要分为品牌机、兼容机和组装机。从用户选购电脑的角度，可分为品牌机、兼容机和组装机。授课内容子任务2:计算机系统结构 1计算机的硬件和软件硬件是计算机系统中有形的物理设备，包括运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备等。软件是指为了运行、管理、维护和使用计算机所编制的各种程序。硬件和软件相互依存、不可分割，软件没有硬件支持无法实现其功能，硬件脱离软件也不能工作，硬件和软件共同组成计算机系统，硬件决定计算机整体结构和层次，软件决定计算机整体功能和应用领域。授课内容任务2:计算机系统结构 2计算机的系统软件和应用软件系统软件是用于计算机

7、引导、管理、运算和维护的程序，负责对用户程序的翻译、装入、编译和运行。系统软件包括操作系统、语言编译程序和服务性程序。操作系统是系统软件中最重要的部分，现在常用的操作系统有Microsoft Windows 2000/XP/2003/7、Unix、Linux。它为用户提供一个良好环境，是用户与计算机的接口，用户通过操作系统使用计算机。同时，操作系统对计算机的运行提供有效的管理，合理地调配计算机的软硬件资源，使计算机各部分协调有效地工作。语言编译程序是把汇编语言程序和高级语言程序翻译成机器语言的程序，它又包括汇编程序、解释程序和编译程序。服务性程序通常由软硬件错误的诊断程序、调试程序和编辑程序等

8、组成。应用软件是指为解决某个实际问题而编制的程序，目前常用的应用软件有办公软件、图像处理软件、网页制作软件、动画制作软件、电子邮件收发软件等。3计算机语言计算机语言是程序设计的工具，因而也称为程序设计语言。计算机语言的发展经历了从低级到高级的过程，分为三大类，即机器语言、汇编语言和高级语言，C语言、JAVA语言等均为高级语言。授课内容任务2:计算机系统结构 4计算机硬件系统、基本输入输出系统、操作系统及应用软件之间的关系图1-6只有硬件的计算机称为“裸机”，硬件本身不能工作，只有在计算机中安装了软件系统后才能正常工作。硬件是软件的工作基础，软件是硬件功能的扩充和完善。两者相互依存，相互促进。软

9、件与硬件结合，才构成了完整的计算机系统。实现计算机硬件与软件连接功能的是BIOS（Basic Input and Output System，基本输入输出系统），它存储于固化在计算机主板上的一块ROM（只读存储器）中。在基本输入输出系统的上层是操作系统，下层是计算机硬件系统，在操作系统之上的是各种应用软件，硬件、基本输入输出系统、操作系统和应用软件的层次关系如图1-6所示。图1-6授课内容任务2:计算机系统结构 5计算机的工作原理计算机的基本工作原理，是由美籍匈牙利科学家冯诺依曼于1946年首先提出来的。他的基本思想可以概括为以下三点：（1）计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五

10、大部分组成。（2）程序和数据在计算机中用二进制数表示。（3）计算机的工作过程是由存储程序控制的。到现在为止，虽然计算机的设计制造技术有了很大的发展，但仍然没有脱离冯诺依曼的基本思想。计算机把程序和数据通过输入设备输入到存储器。启动计算时，控制器将程序指令逐条取出，并分析指令要求做什么，例如将存储器中某单元的数据取到运算器，进行规定的运算，并将运算结果送回存储器，最后将运算结果由存储器送到输出设备，从而完成一个完整的工作过程。计算机五大组成部分及数据处理过程如图1-7所示。图1-7计算机中的运算器、存储器和控制器是计算机的主要组成部分，称之为主机。其中运算器、控制器合在一起称为中央处理器，也叫C

11、PU。输入设备和输出设备称为外部设备，输入设备的功能是将运算程序（指令）和参与运算的数据输入到存储器，输出设备则把运算结果输出到计算机外部。图1-7授课内容子任务3:计算机的硬件组成 为了使读者对计算机整体有一个初步的认识，下面将对计算机整机硬件组成做一简单介绍。从外观上看，计算机由主机箱、显示器、键盘、鼠标、音箱等设备构成。图1-81主机箱主机箱是计算机的主要部件，包括主板、CPU、内存、硬盘、显卡、声卡等设备。主机如图1-8所示。对外提供了多种输入输出(Input/Output)接口，简称I/O接口。通过这些接口，计算机与外部设备连接在一起，使功能得以扩充。主机后侧有键盘接口、鼠标接口、串

12、行通讯接口、并行通讯接口和USB接口等。2显示器 图1-9 显示器的外观如图1-9所示，它是一种输出设备，由一根视频电缆与主机的显示卡相连，作用是将CPU处理的结果以文字或图形方式显示出来。3键盘、鼠标图-10 键盘、鼠标是计算机必备的输入设备，键盘如图1-10所示，其功能是向主机输入信息，用户的指令可以通过键盘传输给主机。鼠标如图1-11所示，随着Windows操作系统图形界面功能的完善，基本上可以不再使用键盘输入命令，只要用鼠标点击相应的菜单命令或选项即可。图1-11 图1-124音箱 音箱属于多媒体设备，如图1-12所示。计算机的声音信号通过声卡输出到音箱，再由它传送出来。授课内容子任务

13、3:计算机的硬件组成 从主机箱的内部结构看，它装载了主板、CPU、内存、硬盘、软驱、光驱、显卡、声卡等硬件设备。1.主板 图1-13 主板是一块矩形的电路板，如图1-13所示。上面布满了各种电子元件、芯片、插槽和接口等。它将各种周边设备如CPU、内存、扩展卡和硬盘等紧密地联系在一起，形成一个完整的硬件体系。2.CPU CPU（Central Processing Unit中央处理器），它是主机的核心部分，CPU的性能决定了计算机的性能。它的发展水平代表了计算机的发展水平和档次。如图1-14所示，是Intel的双核心CPU。3.内存储器 图1-14图1-15 内存储器，简称内存，是计算机工作过程

14、中数据存储的设备，如图1-15 所示。内存容量最小单位为字节(byte)。现在内存主要是以RDRAM（Rambus Dynamic Random Access Memory）与DDR（Double Data Rate）两大技术为主，其中DDR技术到目前为止已经发展经过了DDR、DDR2、DDR3等时代。授课内容子任务3:计算机的硬件组成 4.硬盘 硬盘是计算机的外部存储器，简称外存，它是计算机的重要存储设备，如图1-16所示。硬盘的存储容量较大，目前硬盘容量已达到160GB、240GB、320GB、500 GB（1GB=1024MB），甚至于更图1-16大。5.DVD驱动器图1-18图1-17

15、DVD（Digital Video Disc or Digital Versatile Disc）驱动器是DVD盘和光盘数据的读取设备，如图1-17所示。用它只能读取DVD或光盘数据，不能写入。一张单面单层DVD盘的容量约为4.7GB。6.显卡 显卡是一种常见的计算机功能扩展卡，其功能是将CPU的处理图文信号输出到显示器，图1-18所示的是一款PCI-E接口的显卡。7.声卡图1-19 声卡也是一种常见的计算机功能扩展卡，如图1-19所示。其功能是对音频信号进行输入、处理和输出。以上介绍的是计算机主机的基本构成，由于各种计算机型号不同，其结构形式和部件的种类也会有所不同。在实际工作中，还要针对不

16、同情况区别对待。授课内容知识点讲解：计算机的性能指标 一台计算机功能的强弱、性能的好坏，不是由某一项指标来决定的，而是由它的系统结构、指令系统、硬件组成、软件配置等多方面因素综合决定的。我们可以从以下几个指标来大体评价计算机的性能。（1）运算速度运算速度是衡量计算机性能的一项重要指标。通常所说的计算机运算速度（平均运算速度）是指计算机每秒钟所能执行的指令条数，一般用MIPS（Million Instructions Per Second,百万条指令秒）来描述。同一台计算机，执行不同的运算所需时间可能不同，因而对运算速度的描述常采用不同的方法，常用的有CPU时钟频率（主频）、每秒平均执行指令数(

17、ips)等。计算机一般采用主频来描述运算速度，例如，Pentium 4/3.2G的主频为3.2GHz，Intel Core2 Quad Q8200（四核心）的主频为2.3GHz。一般来说，CPU主频越高，运算速度就越快。（2）字长一般来说，计算机在同一时间内处理的一组二进制数称为计算机的“字”，而这组二进制数的位数就是“字长”。在其他指标相同的情况下，字长越大计算机处理数据的速度就越快。早期的计算机的字长一般是8位和16位，Pentium，Pentium 4是32位，Intel发布的Itantium(安腾)的企业级处理器、AMD发布的Opteron系列Athlon FX系列和Athlon 64

18、系列处理器是64位。授课内容知识点讲解：计算机的性能指标 （3）内存储器的容量，内存储器，也称主存，是CPU可以直接访问的存储器，需要执行的程序和需要处理的数据就存放在内存中。内存储器容量的大小反映了计算机即时存储数据的能力。随着操作系统的升级、应用软件的不断丰富及其功能的不断扩展，人们对计算机内存容量的需求也不断提高。内存容量越大，系统功能就越强大，能处理的数据量就越大。（4）外存储器的容量，外存储器容量通常是指硬盘容量（包括内置硬盘和移动硬盘）。外存储器容量越大，可存储的信息就越多，可安装的应用软件就越丰富。目前，硬盘容量一般为160GB至320GB，有的甚至已达到500GB以上。（5）指

19、令系统计算机的指令系统是指CPU配备的指令系统，一般有MMX、3D NOW！、SSE、3D NOW+、AK、SSE2等。指令系统提供的寻址方式和寻址能力对计算机数据处理功能影响很大。以上只是计算机系统的一些主要性能指标的介绍。除了上述这些主要性能指标外，计算机还有其他一些性能指标，例如，所配置外围设备的性能指标以及所配置系统软件的情况等等。另外，各项指标之间不是彼此孤立的，在实际计算机选购和配置过程中，应该把它们综合起来考虑，而且还要遵循“性能价格比”的原则。授课内容知识拓展：笔本电脑与移动PC 笔记本电脑笔记本电脑又称便携式电脑、膝上电脑，世界上第一台真正意义上的笔记本电脑是由日本的东芝公司

20、于1985年推出一款名为T1000的产品。笔记本电脑以轻便、实用、便携、适合于移动办公而得到广泛的应用，功能上与台式机相差无几，但为了实现自身的设计目标，笔记本电脑形成了自身独有的外观和结构特点。笔记本电脑因要求携带方便，所以在体积、重量、功能、供电、上网等方面形成了自身的技术标准和特点，主要体现在显示屏、处理器、主板、硬盘、电池、键盘和鼠标、接口等方面。移动PC移动PC也被称作“便携台式机”、“家用便携一体机”，移动PC是采用台式机CPU和内存,不具备内置电池和PCMCIA的新型电脑产品的通称。其特点是具有与笔记本电脑几乎一样的外观，但没有内置电池、PC卡插槽，一般通过交流电源供电，具有较强便携性，而且内部结构较精简，更便于用户自行升级和维护。此外，多数机型还可选配外挂式电池，从而实现真正意义上的移动计算。由此可见，移动PC与笔记本电脑的主要区别在于，移动PC没有内置电池，基本都没有PCMCIA的支持。移动PC内部除硬盘和显示屏外，像CPU、主板、内存等均使用普通台式机的部件。除些之外，移动PC总体性能和台式机相差不多。