计算机的组成

 

计算机和网络是信息技术的核心，利用计算机可以高效地处理和加工信息，随着计算机技术的发展，计算机的功能越来越强大，不但能够处理数值信息，而且还能处理各种文字、图形、图像、动画、声音等非数值信息。下面我们就来学习计算机工作原理

工 作 原 理

1945年，美籍著名数学家冯·诺依曼提出了存储程序的设计思想，至今仍然采用冯·诺依曼结构。冯·诺依曼将计算机分成五大基本部分：输入设备、存储设备、运算器、控制器和输出设备。工作原理见下图。

根据上面的学习，我们知道计算机的硬件系统是由输入设备、存储设备、运算器、控制器和输出设备组成，下面深入学习计算机的硬件系统

硬 件 系 统

  • 计算机硬件系统：指构成计算机的所有物理部件的集合。从外观上看，由主机、输入和输出设备组成。根据冯·诺依曼原理，将计算机分成输入设备、存储设备、运算器、控制器和输出设备。
  • 输入设备：使计算机从外部获得信息的设备，包括文字、图像、声音等信息。常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、话筒、手写汉字输入设备，数码相机、触摸屏等。

·         输出设备：计算机中把信息处理的结果以人们能够识别的形式表现出来的设备。常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪。

·         存储器：计算机的记忆和存储部件，用来存放信息。存储器分为内存和外存。

o        内存：存储程序和数据，又可分为只读存储器（ROM）和随机存储器（RAM）。

  • 外存：长期存储程序和数据，容量大。主要有三种：软盘、硬盘和光盘。硬盘是一种硬质圆形磁表面存储媒体，不但存储量大，而且速度快，是目前计算机主要的存储设备。按光盘读/写功能来分：只读（CD-ROM）、一写多读（CD-R）和可擦型光盘。

  • 存储容量：基本单位是字节（Byte）,一个字节由八位二进制数（Bit）组成。为了表示方便，还有千字节（KB）、兆字节（MB）、吉字节（GB）。
    换算关系：1KB=210B=1024B   1MB=210KB=1024KB   1GB=210MB=1024MB
  • 运算器：是计算机实施算术运算和逻辑判断的主要部件。例：＋、－、×、÷、＜、＞、＝、≠等。

控制器：指挥、控制计算机运行的中心。作用：从存储器中取出信息进行分析，根据指令向计算机各个部分发出各种控制信息，使计算机按要求自动、协调地完成任务。

说明：中央处理器（CPU）是运算器和控制器的合称，是微型计算机的核心，习惯上用CPU型号来表示计算机的档次。例：80286、386、486、Pentium、PⅡ、PⅢ、P4。

计算机仅有硬件还不能进行信息处理，必须有为计算机编制的各种程序。程序、数据和有关文档资料称为软件。

软 件 系 统

  • 软件：程序、数据和有关文档资料的总称。可分为系统软件和应用软件。

　

  • 系统软件：根据功能又可分为操作系统（OS）、各种语言处理程序和数据库管理系统。
  • 操作系统：是系统软件中最基础的部分，是用户和裸机之间的接口，其作用是管理计算机的软硬件资源，使用户更方便地使用计算机，以提高计算机的利用率。主要操作系统有DOS、WINDOWS、UNIX、LINUX。

  • 各种程序语言的翻译程序：程序语言和编译系统的主要目标是研究开发容易编写、表达能力好和便于产生高效的目标程序和程序语言，以便于使用的编译系统。Visual Basic、Borland C++、Borland Fortran、Turbor  Pascal等            
  • 数据库管理系统：管理大量数据。如Access、Visual foxpro

应用软件：是为某一应用目的而编制的软件。计算机辅助教学软件、 计算机辅助设计软件、文字处理软件、信息管理软件、自动化控制软件等。

 

 

本 课 练 习

一、选择题

1、微型计算机系统包括______。

A、控制器、运算器、存储器和输入输出设备

B、主机、键盘、鼠标、显示器

C、硬件系统和软件系统

D、CPU、键盘、显示器、打印机

2、微型计算机硬件系统包括__________。

A、控制器、运算器、存储器和输入输出设备

B、主机、键盘、鼠标、显示器

C、硬件系统和软件系统

D、CPU、键盘、显示器、打印机

3、微型计算机硬件系统中最核心的部件是_____。

A、主板  B、CPU   C、内存储器   D、I/O设备

4、微处理器主要由_______组成。

A、运算器、存储器                B、控制器、运算器

C、运算器、控制器、输入/输出设备 D、控制器、存储器、运算器

5、计算机在工作过程中，若突然停电，其中_______信息不丢失。

A、ROM和RAM   B、RAM   C、ROM   D、CPU

6、微型计算机中，控制器的基本功能是_________。

A、实现算术运算和逻辑运算 B、存储各种控制信息

C、保持各种控制状态       D、控制机器各个部件协调工作。

7、微型计算机中，运算器的基本功能是_________。

A、实现算术运算和逻辑运算 B、算术运算

C、逻辑运算               D、控制机器各个部件协调工作。

8、下列设备都是输入设备的一组是______。
A、扫描仪、打印机、鼠标 B、键盘、RAM、触摸屏

C、光笔、绘图仪、话筒   D、键盘、数码相机、扫描仪

9、计算机的软件系统分为______。

A、程序和数据         B、工具软件和测试软件

C、系统软件和应用软件 D、系统软件和工具软件

10、下列软件都属于系统软件的一组是__________。

A、Winodws、Word   B、VFP、VB   C、Photoshop、DOS   D、Linux、Frontpage

 

二、填空题

1、1945年美籍著名数学家冯·诺依曼为改进计算机采用了二进制，并同时提出了“ ”的设计思想。

2、计算机软件是指 、 和数据的集合。

                     知 识 拓 展

年份大事记要

1946第一台电子数字积分计算器(ENIAC)在美国建造完成。

1948贝尔电话公司研制成半导体。

1951美国麻省理工学院制成磁心

1952第一台"储存程序计算器"诞生。

1952第一台大型计算机系统IBM701宣布建造完成。

1954第一台半导体计算机由贝尔电话公司研制成功。

1957程序设计语言FORTRAN问世。

1959第一台小型科学计算器IBM620研制成功。

1961程序设计语言COBOL问世。

1961第一台分系统计算机由麻省理工学院设计完成。1963BASIC语言问世。

1964第三代计算机IBM360系列制成。

1965美国数字设备公司推出第一台小型机PDP-8。

1969IBM公司研制成功90列卡片机和系统--3计算机系统。

1971第一台微处理机4004由英特尔公司研制成功。

1972微处理机基片开始大量生产销售。

1973第一片软磁盘由IBM公司研制成功。

1977柯莫道尔公司宣称全组合微电脑PET--2001研制成功。

1977TRS--80微电脑诞生。

1977苹果--II型微电脑诞生。

1978超大规模集成电路开始应用。

1979夏普公司宣布制成第一台手提式微电脑。

1982微电脑开始普及，大量进入学校和家庭。

1984日本计算机产业着手研制"第五代计算机"---具有人工智能的计算机。

1990年5月22日: 微软发布Windows 3.0。兼容MS-DOS模式。

1992: Windows NT发布，可寻址2G RAM。

1993: INTERNET开始商业化运行。

1994年3月7日: Intel 发布90-100 MHz Pentium处理器。

1994: Netscape 1.0 浏览器发布。

1995年8月23日: Windows '95 发布。大大不同于其以前的版本。
1995年11月1日: Pentium Pro发布。主频可达200 MHz ，每秒钟完成4.4亿条指令，集成了550万个晶体管。
1997年1月8日: Intel发布Pentium MMX。对游戏和多媒体功能进行了增强。
1997年4月: IBM的深蓝（Deep Blue）计算机，战胜人类国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫。
1997年5月7日: Intel发布Pentium II，增加了更多的指令和更多CACHE。
1998年2月 : Intel发布333 MHz Pentium II处理器。采用0.25微米技术，提高速度，减少发热量。
1998年6月25日: Microsoft发布Windows '98
1999年1月25日: Linux Kernel 2.2.0发布。 人们对其寄予厚望。
1999年2月22日: AMD公司发布K6-III 400MHz。有测试说其性能超过Intel P-III 。集成2300万个晶体管、socket 7结构。

我国

2001年10月10日中科院计算所正式对外发布我国自行研制Godson CPU(龙芯)具有高性能的64位浮点流水线，采用了当代通用CPU先进体系结构的主要设计技术，在逻辑验证芯片上以12.5兆频率工作。

再往下就是今天了，与整个人类的发展历程相比、与传统科学技术相比，计算机的历史才刚刚开始书写，我们正置身其中，感受其日新月异的变化，被计算机大潮裹挟着丝毫不得停歇。希望在这潮头有更多的中国弄潮儿……

 操作系统 Linux

        Linux 是一种可以运行在PC机上的免费的UNIX操作系统。它是由芬兰赫尔辛基大学的学生 Linus Torvalds 在1991年开发出来的。 Linus Torvalds 把 Linux 的源程序在 Internet 上公开，世界各地的编程爱好者自发组织起来对 Linux 进行改进和编写各种应用程序，今天Linux已发展成一个功能强大的操作系统，成为操作系统领域最耀眼的明星。
　　Linux的开发以及它的源代码是在GNU(General Public License一般公共许可)的保护下的。它们对每个人都是完全免费的。但是这并不意味着Linux和它的一些周边软件发行版本也是免费的。 Linux有着广泛的用途,包括网络,软件开发,用户平台等等,Linux被认为是一种高性能，低开支的可以替换其他昂贵操作系统的系统. RedHat 5.0(Linux 的一个发行包)更被评为1997最佳操作系统。
　　Linux 的吉祥物是 Linux 企鹅,它是由 Linux Torvalds 挑选的代表他所创立的 Linux 操作系统. Linux 单词的发音是先重读第一个音节然后是短音 "i" 就像 "Lin-Nukes" 这样发音。