1、 第3講授課班級計劃學時2學時章節名稱第二章 計算機系統組成與維護重點難點1. 計算機系統的組成2. 計算機的主要性能指標3. 計算機組要部件及其功能教學方法1. 講授法2. 演示法主要教學內容一、計算機系統的組成1.計算機硬件系統的組成（1）主機 中央處理器 內存儲器 主板 軟、硬盤驅動器 光盤驅動器 電源 主機箱（2）外部設備。 顯示器 鍵盤 鼠標 音箱2.筆記本電腦的硬件構成筆記本不同于臺式機，因機體大小以及組件搭配上的不同，它的結構都有很大的差異，即使在同一個品牌同一個系列里面，都會因為結構上的改進也有所差別。3. 計算機外圍設備與接口（1）輸入設備（2）輸出設備（3） 外存儲器設備(

2、4)多媒體設備(5)網絡與通信設備(6)輸入輸出處理機2、微型計算機的特點由于微型計算機是采用LSI和VLSI組成的，所以它除了具有一般計算機的運算速度快、計算精度高、記憶功能和邏輯判斷力強、自動化程度高等常規特點外，還有它自己的獨特優點。（1）體積小、重量輕、功耗低由于采用了大規模和超大規模集成電路，從而使構成微型計算機所需的器件數目大為減少，因而體積小、重量輕、功耗低。（2）可靠性高、對使用環境要求低微型計算機采用大規模集成電路以后，使系統內使用的芯片數大大減少，接插件數目大幅度減少，簡化了外部引線，安裝更加容易。（3）結構簡單、設計靈活、適應性強微型計算機多采用模塊化的硬件結構，特別是采

3、用總線結構后，使微型計算機系統成為一個開放的體系結構，系統中各功能部件通過標準化的插槽和接口相連，用戶選擇不同的功能部件（板卡）和相應外設就可構成不同要求和規模的微型計算機系統。（4）性能價格比高隨著微電子學的高速發展和大規模、超大規模集成電路技術的不斷成熟，集成電路芯片的價格越來越低，微型機的成本不斷下降，同時也使許多過去只在大、中型計算機中采用的技術（如流水線技術、RISC技術、虛擬存儲技術等）也在微型機中采用，許多高性能的微型計算機的性能實際上已經超過了中、小型計算機（甚至是大型機）的水平，但其價格要比中、小型機低得多。隨著超大規模集成電路技術的進一步成熟，生產規模和自動化程度的不斷提高

4、，微型機的價格還會越來越便宜，而性價比會越來越高，這將使微型計算機得到更為廣泛的應用。3微型計算機的分類微型計算機的分類方法有多種，下面主要按用途進行劃分。（1）網絡計算機 服務器（Server）：專指某些高性能計算機，能通過網絡，對外提供服務。因而服務器與微機在處理能力、穩定性、可靠性、安全性、可擴展性、可管理性等方面存在差異很大。服務器主要有網絡服務器（DNS、DHCP）、打印服務器、終端服務器、磁盤服務器、郵件服務器、文件服務器等。 工作站（Workstation）：是一種以個人計算機和分布式網絡計算為基礎，主要面向專業應用領域，具備強大的數據運算與圖形、圖像處理能力，為滿足工程設計、動

5、畫制作、科學研究、軟件開發、金融管理、信息服務、模擬仿真等專業領域而設計開發的高性能計算機。它屬于一種高檔的微機，一般擁有較大屏幕顯示器和大容量的內存和硬盤，也擁有較強的信息處理功能和高性能的圖形、圖像處理功能以及聯網功能。（2）工業控制計算機是一種采用總線結構，對生產過程及其機電設備、工藝裝備進行檢測與控制的計算機系統總稱，簡稱控制機。目前工控機的主要類別有：IPC（PC總線工業計算機）、PLC（可編程控制系統）、DCS（分散型控制系統）、FCS（現場總線系統）及CNC（數控系統）五種。（3）個人計算機 臺式機（Desktop）：臺式機也叫桌面機，是一種獨立相分離的計算機，完完全全跟其它部件

6、無聯系，相對于筆記本和上網本體積較大，主機、顯示器等設備一般都是相對獨立的，一般需要放置在微機桌或者專門的工作臺上，因此命名為臺式機。 電腦一體機：電腦一體機是由一臺顯示器、一個電腦鍵盤和一個鼠標組成的電腦。它的芯片、主板與顯示器集成在一起，顯示器就是一臺電腦，因此只要將鍵盤和鼠標連接到顯示器上，機器就能使用。 筆記本電腦（Notebook或Laptop）：筆記本電腦也稱手提電腦或膝上型電腦，是一種小型、可攜帶的個人電腦，通常重1-3公斤。它和臺式機架構類似，但是提供了更好的便攜性。 掌上電腦（PDA）：掌上電腦是一種運行在嵌入式操作系統和內嵌式應用軟件之上的、小巧、輕便、易帶、實用、價廉的手

7、持式計算設備。 平板電腦：平板電腦是一款無須翻蓋、沒有鍵盤、大小不等、形狀各異，卻功能完整的電腦。（4）嵌入式計算機即嵌入式系統（embedded systems)，是一種以應用為中心、以微處理器為基礎，軟硬件可裁剪的，適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗等綜合性嚴格要求的專用計算機系統。它一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設備、嵌入式操作系統以及用戶的應用程序等四個部分組成。嵌入式系統幾乎包括了生活中的所有電器設備，如掌上PDA、計算器、電視機頂盒、手機、數字電視、多媒體播放器、汽車、微波爐、數字相機、家庭自動化系統、電梯、空調、安全系統、自動售貨機、蜂窩式電話、消費電子設備、工業自動化

8、儀表與醫療儀器等。4微型計算機的主要性能指標衡量微型計算機性能的好壞，通常有下列幾項主要技術指標。（1）字長字長是指微機能直接處理的二進制信息的位數。字長越長，微機的運算速度就越快，運算精度就越高，內存容量就越大，微機的功能就越強（因支持的指令多）。所以字長是微機的一個重要性能指標。按微機的字長可分為8位機（如早期的Apple E機）、16位機（如286微機）、32位機（如386、486奔騰機）和64位機（高檔微機）等。（2）內存容量內存容量是指微機內存儲器的容量，它表示內存儲器所能容納信息的字節數。內存容量越大，它所能存儲的數據和運行的程序就越多，程序運行的速度就越快，微機的信息處理能力就越

9、強。（3）存取周期存取周期是指對存儲器進行一次完整的存取（即讀/寫）操作所需的時間，即存儲器進行連續存取操作所允許的最短時間間隔。存取周期越短，則存取速度越快。存取周期的大小影響微機運算速度的快慢。（4）主頻主頻是指微機CPU的時鐘頻率。主頻的單位是MHz（兆赫茲）。主頻的大小在很大程度上決定了微機運算速度的快慢，主頻越高，微機的運算速度就越快。所以主頻是微機的一個重要性能指標。（5）運算速度運算速度是指微機每秒鐘能執行多少條指令。運算速度的單位用MIPS（百萬條指令/秒）。由于執行不同的指令所需的時間不同，因此，運算速度有不同的計算方法。現在多用各種指令的平均執行時間及相應指令的運行比例來綜

10、合計算運算速度，即用加權平均法求出等效速度，作為衡量微機運算速度的標準。（6）系統的可靠性系統的可靠性是指系統在正常條件下不發生故障或失效的概率。（7）外設配置外設是指計算機的輸入、輸出設備以及外存儲器等。（8）軟件配置軟件配置包括系統軟件和應用軟件。5微型計算機的選購（1）明確選購目標依據工作實際需要，在選購微型計算機時應遵循以下基本原則： 明確用戶需求：選購微機之前，首先要確定用戶購買微機的用途，需要微機為其做哪些工作。只有明確了自己購買的用途，才能建立正確的選購方案。 選購臺式機還是筆記本：隨著微型計算機技術的迅速發展，筆記本微機的價格在不斷下降，好多即將購買微機的顧客都在考慮是購買臺式

11、機還是筆記本。對于購買臺式機還是筆記本，應從應用環境、性能需求、價格方面等方面進行考慮。 選購品牌機還是組裝機：目前，市場上臺式機主要有兩大類：一種是品牌機，另一種就是組裝機(也稱兼容機)。它們各有其優缺點。 了解微機性能指標：對于一臺微機來說，其性能的好壞不是由一項指標決定的，而是由各部分總體配置決定的。衡量一臺微機的性能，主要看CPU的運算速度、顯卡類型、內存儲器容量等。 兼容性：選購微機時，還應考慮它的兼容性。兼容性好的微機可以直接采用各種通用硬件及軟件，便于使用。為此，要選擇購買主流機型，因為主流機型批量大、開發的軟件品種多、維修方便，用戶多、學習掌握容易。 良好的售后服務：微機是高科

12、技產品，用戶在使用微機的過程中會遇到各種機器故障和技術問題，這都需要良好的售后服務。售后服務不僅僅指微機的維修，還包括廠家和經銷商對用戶的技術支持，如提供產品的技術資料和技術培訓。（2）市場及網絡調研通過對市場調查及網絡查詢，依據所提出的選購目標，對不同的產品進行比較，從滿足業務工作要求上、產品性能上、價格上、售后服務上等多方面進行考慮。6微機選購注意事項（1）重價格、輕品牌不可取，重配置、輕品質不可取，重硬件、輕軟件不可取，重硬件、輕服務不可取。（2）外包裝要有生產廠商的地址、電話、品牌名稱、生產許可證等。（3）主機箱要有合格證、安全標識和產品編號。（4）包裝箱內要有裝箱清單、保修卡和隨機資

13、料等。（5）另外應檢查所開據的發票要與實物相一致。（6）現場開箱驗機，檢查各項性能指標是否符合要求。二、計算機基本組成部件1微機基本組成和工作原理（1）基本組成一個完整的微型計算機系統包括硬件系統和軟件系統兩大部分。 硬件系統硬件系統是指構成微機的電子線路、電子元器件和機械裝置等物理設備。由運算器、控制器、存儲器（含內存、外存和緩存）、各種輸入輸出設備組成。 軟件系統軟件系統是指程序及有關程序的技術文檔資料。包括計算機本身運行所需要的系統軟件、各種應用程序和用戶文件等。軟件系統可分為系統軟件和應用軟件。系統軟件是指管理、監控和維護計算機資源（包括硬件和軟件）的軟件。它主要包括：操作系統、各種語

14、言處理程序、數據庫管理系統以及各種工具軟件等。其中操作系統是系統軟件的核心，用戶只有通過操作系統才能完成對計算機的各種操作。應用軟件是為某種應用目的而編制的計算機程序，如文字處理軟件、圖形圖像處理軟件、網絡通信軟件、財務管理軟件、CAD軟件、各種程序包等。（2）工作原理 用戶首先將程序和數據通過輸入設備送入計算機內存儲器。 啟動運行后，計算機從內存儲器中取出程序指令送到控制器去識別，分析該指令要做什么事。 控制器根據指令的含義發出相應的命令（如加法、減法），將存儲單元中存放的操作數據取出送往運算器進行運算，再把運算結果送回存儲器指定的單元中。 當運算任務完成后，就可以根據指令將結果通過輸出設備

15、輸出。2微型計算機各部件名稱及功能完整的計算機系統包括兩大部分，即硬件系統和軟件系統。所謂硬件是指構成計算機的物理設備，即由機械、電子器件構成的具有輸入、存儲、計算、控制和輸出功能的實體部件。下面介紹一下微機主機的各個部件：（1）電源：電源是微機中不可缺少的供電設備，它的作用是將220V交流轉換為微機中使用的5V，12V，3.3V直流電，其性能的好壞，直接影響到其他設備工作的穩定性，進而會影響整機的穩定性。（2）主板：主板是微機中各個部件工作的一個平臺，它把微機的各個部件緊密連接在一起，各個部件通過主板進行數據傳輸。也就是說，微機中重要的“交通樞紐”都在主板上，它工作的穩定性影響著整機工作的穩

16、定性。主板一般為矩形電路板，上面安裝了組成計算機的主要電路系統，一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、鍵盤和面板控制開關接口、指示燈插接件、擴充插槽、主板及插卡的直流電源供電接插件等元件。（3）CPU：CPU即中央處理器，是一臺計算機的運算核心和控制核心。其功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟件中的數據。CPU由運算器、控制器、寄存器、高速緩存及實現它們之間聯系的數據、控制及狀態的總線構成。作為整個系統的核心，CPU 也是整個系統最高的執行單元，因此CPU已成為決定微機性能的核心部件，很多用戶都以它為標準來判斷微機的檔次。（4）內存：內存又叫內部存儲器（RAM），屬于電子式存儲設備，它由電路

17、板和芯片組成，特點是體積小，速度快，有電可存，無電清空，即微機在開機狀態時內存中可存儲數據，關機后將自動清空其中的所有數據。內存有SD/DDR、DDR II、DDR III四大類，容量128MB-8GB。（5）硬盤：硬盤屬于外部存儲器，由金屬磁片制成，而磁片有記功能，所以儲存到磁片上的數據，不論在開機，還是并機，都不會丟失。硬盤容量很大，目前已達TB級，尺寸有3.5英寸、2.5英寸、1.8英寸、1.0英寸等，接口有IDE、SATA、SCSI等，SATA最普遍。移動硬盤是以硬盤為存儲介質，強調便攜性的存儲產品。目前市場上絕大多數的移動硬盤都是以標準硬盤為基礎的，而只有很少部分的是以微型硬盤（1.

18、8英寸硬盤等），但價格因素決定著主流移動硬盤還是以標準筆記本硬盤為基礎。因為采用硬盤為存儲介質，因此移動硬盤在數據的讀寫模式與標準IDE硬盤是相同的。移動硬盤多采用USB、IEEE1394等傳輸速度較快的接口，可以較高的速度與系統進行數據傳輸。（6）聲卡：聲卡是組成多媒體微機必不可少的一個硬件設備，其作用是當發出播放命令后，聲卡將微機中的聲音數字信號轉換成模擬信號送到音箱上發出聲音。（7）顯卡：顯卡在工作時與顯示器配合輸出圖形，文字，顯卡的作用是將計算機系統所需要的顯示信息進行轉換驅動，并向顯示器提供行掃描信號，控制顯示器的正確顯示，是連接顯示器和個人微機主板的重要元件，是“人機對話”的重要設

19、備之一。（8）網卡：網卡是工作在數據鏈路層的網路組件，是局域網中連接計算機和傳輸介質的接口，不僅能實現與局域網傳輸介質之間的物理連接和電信號匹配，還涉及幀的發送與接收、幀的封裝與拆封、介質訪問控制、數據的編碼與解碼以及數據緩存的功能等。網卡的作用是充當微機與網線之間的橋梁，它是用來建立局網并連接到internet的重要設備之一。在整合型主板中常把聲卡、顯卡、網卡部分或全部集成在主板上。（9）調制解調器：調制解調器是通過電話線上網時必不可少的設備之一。它的作用是將微機上處理的數字信號轉換成電話線傳輸的模擬信號。隨著ADSL寬帶網的普及，調制解調器逐漸退出了市場。（10）軟驅：軟驅用來讀取軟盤中的

20、數據。軟盤為可讀寫外部存儲設備，與主板用FDD接口連接。現已淘汰。（11）光驅：微機用來讀寫光碟內容的機器，也是在臺式機和筆記本便攜式微機里比較常見的一個部件。隨著多媒體的應用越來越廣泛，使得光驅在計算機諸多配件中已經成為標準配置。目前，光驅可分為CD-ROM驅動器、DVD光驅（DVD-ROM）、康寶(COMBO）和刻錄機等。（12）顯示器：顯示器有大有小，有薄有厚，品種多樣，其作用是把微機處理完的結果顯示出來。它是一個輸出設備，是微機必不可缺少的部件之一。分為CRT、LCD、LED三大類，接口有VGA、DVI兩類。（13）鍵盤：鍵盤是主要的輸入設備通常為104或105鍵，用于把文字、數字等輸到微機上。（14）鼠標：當人們移到鼠標時，微機屏幕上就會有一個箭頭指針跟著移動，并可以很準確切指到想指的們位置，快速地在屏幕上定位，它是人們使用微機不可缺少的部件之一。鍵盤鼠標接口有PS/2