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第2章 计算机系统组成 本章小节 2.1 计算机硬件系统 2.2 计算机软件系统 2.3 计算机性能指标和基本配置 完整的计算机系统需要硬件（Hardware）和软件（Software）两部分。硬件系统是软件系统运行的基础，软件系统则是人与计算机系统进行信息交流的媒介。 计算机系统 硬件 软件 两者缺一不可 2.1 计算机硬件系统 台式计算机外观 2.1 计算机硬件系统 台式计算机主机箱内部结构 各种计算机的外观 桌面一体机 智能手机 笔记本式计算机 平板计算机 无论计算机的外观如何变化，其内部的硬件结构都大同小异，都属于冯•诺依曼体系结构的计算机，均拥有输入设备、控制器、运算器、存储器、输出设备五大核心部件。 五大核心部件 输出设备 输入设备 运算器 控制器 存储器 程序和数据 计算结果 五大核心部件功能 1、 输入设备 Input devices：从计算机外部输入信息 2 、存储器 Memory Unit：存放数据、指令等 4 、控制器 Control Unit (CU)： 分析指令，控制指令的执行，协调其它部件工作 3 、运算器 Arithmetic and Logic Unit (ALU)： 执行算术、逻辑运算 5 、输出设备 Output devices ：将加工后的信息输出 运算器和控制器是信息处理的中心部件，所以它们合称为“中央处理单元”（CPU：Central Processing Unit）。 内存、CPU在信息处理操作中起主要作用，是计算机硬件的主体部分，通常被称为“主机”。 而输入（Input）设备和输出（Output）设备统称为“外部设备”，简称为外设或I/O设备。 个人计算机的硬件组成 个人计算机的硬件组成 01 02 02 03 位 二进制代码串中的每一个“0”或“1”称为“位”或者“比特”（bit），是计算机信息表示的最小单位。 存储器（Memory）是计算机系统中的记忆设备。它根据控制器指定的位置存入和取出信息。存储器所能容纳的数据总量称为存储容量。 字节 8位称为1字节（B），记为1 B，为计算存储器容量的基本单位。 2.1.2 信息存储原理 存储单位换算 单 位 换 算 结 果 1 B（１字节） =8 bit 1 KB（１千字节） =1024 B=210 B 1 MB（１兆字节） =1024 KB=10241024 B=220 B 1 GB（１吉字节） =1024 MB=10241024 KB=102410241024 B=230 B 1 TB（１太字节） =1024 GB=10241024 MB=102410241024 KB=240 B 存储地址 存储器中每个存储单元都指定一个编号，根据编号计算机就能快速地存取指定存储单元中的数据，这个“编号”称为存储单元的“地址”。 存储器分类 内嵌式BIOS ROM芯片 RAM内存条 硬盘 ROM只读不写，不会因断电而丢失数据。如BIOS就是固化在主板上ROM芯片中的一组程序 RAM可读可写，断电后数据消失。按照RAM 是否需要周期性充电，可分为动态内存（DRAM）和静态内存（SRAM）两种。 DRAM主要用于大容量内存储器，也就是内存条，每条容量一般在512 MB～2 GB之间，价格较低，集成度较高，升级灵活，存取速度相对较慢。 SRAM在存取速度和稳定性上均优于DRAM，但是集成度较低，价格较高，主要用于Cache。Cache主要作用是缓解高速CPU与低速RAM的速度冲突问题。CPU读取数据的先后顺序为缓存器→高速缓存→内存储器。 内存储器特性 2.1.4 外存储器—硬盘 硬盘全称为硬盘驱动器，由一个或者重叠的一组铝制或玻璃制的盘片组成。这些盘片外覆盖了铁磁性材料。绝大多数硬盘都是固定硬盘，被永久性地密封在硬盘驱动器中。 图2-9 西部数据2 TB硬盘外观 图2-10 硬盘内部结构 2.1.4 外存储器—硬盘 硬盘在使用前要先分区，然后对每个分区进行格式化之后才能使用。 硬盘的每个盘面都被划分为数目相等的磁道，并从外缘的“0”开始编号。多个盘面上具有相同编号的磁道形成一个圆柱，称为磁盘的柱面。磁盘的柱面数与一个盘面上的磁道数是相等的。每个磁道被等分为若干个弧段，这些弧段便是磁盘的扇区，每个扇区可以存放512 B的信息