任务1.3 组装计算机

1.3.1 任务要点

◆ 计算机系统的组成。

◆ 计算机硬件系统。

◆ 计算机软件系统。

◆ 计算机的性能指标。

1.3.2 任务要求

某公司行政部门因工作需配置一台能处理办公文档的台式机，并提供4000元专项经费，不能超出经费最大金额。要求经过市场价格调查，提供性价比高的配置清单，采购完计算机后，再根据公司实际要求，填写安装软件清单，包括装机所必需的操作系统等系统软件和日常工作所需的应用软件。

1.3.3 实施过程

（1）通过市场调查价格，根据客户用途，形成计算机组装硬件参数及配件价格清单，根据硬件参数指标及其计算机总价选择一组性价比较高的组装计算机，如图1-2所示。

（2）根据公司提出的实际工作要求，分类填写软件清单，首先讨论并填写适用的操作系统和数据库管理系统，然后综合工作需求和员工使用习惯，填写需要安装的应用软件。

1.3.4 知识链接

1.计算机系统的组成

一个完整的计算机系统由硬件（Hardware）系统和软件（Software）系统两大部分组成，如图1-3所示。

硬件系统通常是指组成计算机的所有物理设备，简单地说就是看得见、摸得着的东西，包括计算机的输入设备、输出设备、存储器、CPU等。通常把不装备任何软件的计算机称为“裸机”。

软件系统是指在硬件设备上运行的程序、数据及相关文档的总称。软件是以文件的形式存放在软盘、硬盘、光盘等存储器上，一般包括程序文件和数据文件两类。软件系统按照功能的不同，通常分为系统软件和应用软件两类。

2.计算机硬件系统

（1）中央处理器。

中央处理器（Central Processing Unit，CPU）主要由运算器、控制器两大功能部件组成，它是计算机系统的核心。中央处理器和内存储器构成了计算机的主机。

CPU的主要功能是按照程序给出的指令序列分析指令、执行指令，完成对数据的加工处理。计算机的所有操作，如数据处理、键盘的输入、显示器的显示、打印机的打印、结果的计算等都是在CPU的控制下进行的。CPU的外观如图1-4所示。

① 运算器。运算器主要完成各种算术运算和逻辑运算，是对信息进行加工和处理的部件，它主要由算术逻辑单元（Arithmctical Logic Unit，ALU）、寄存器组成。算术逻辑单元主要完成二进制数的加、减、乘、除等算术运算和或、与、非等逻辑运算以及各种移位操作。寄存器组一般包括累加器、数据寄存器等，主要用来保存参加运算的操作数和运算结果，状态寄存器则用来记录每次运算结果的状态，如结果是零还是非零、是正还是负等。

② 控制器。控制器是整个计算机的神经中枢，用来协调和指挥整个计算机系统的操作，它本身不具有运算功能，而是通过读取各种指令，并对其进行翻译、分析，而后对各部件做出相应的控制。它主要由指令寄存器、译码器、程序计数器、时序电路等组成。

（2）存储器。

存储器（Memory）是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据。计算机中的全部信息（包括输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果等）都保存在存储器中，它根据控制器指定的位置存入和取出信息。有了存储器，计算机才有记忆功能，才能保证正常工作。按存储器在计算机中的作用，可以分为主存储器、辅助存储器、高速缓冲存储器。

① 主存储器。

主存储器，又称内存储器，简称主存（内存）。用于存放当前正在执行的数据和程序，与外存储器相比，其速度快、容量小、价格较高。主存储器与CPU直接连接，并与CPU直接进行数据交换。

按照存取方式，主存储器可分为随机存储器和只读存储器两类。

a.随机存储器（RAM）。RAM用于存放当前运算所需要的程序和数据以及作为各种程序运行所需的工作区等。工作区用于存放程序运行产生的中间结果、中间状态、最终结果等。断电后，RAM中的内容自动消失，且不可恢复。

RAM又可分为动态RAM（DRAM）和静态RAM（SRAM）。DRAM的特点是集成度高，主要用于大容量内存储器；SRAM的特点是存取速度快，主要用于高速缓冲存储器。

内存条（SIMM）是将RAM集成块集中在一起的一小块电路板，它插在计算机中的内存插槽上。目前市场上常见的内存条有8GB/条、16GB/条等，如图1-5所示。

b.只读存储器（ROM）。ROM是一种只能读出不能写入的存储器，其信息通常是在脱机情况下写入的。ROM最大的特点是在断电后它的内容不会消失，因此，在微型计算机中常用ROM来存放固定的程序和数据，例如监控程序、操作系统专用模块等。

主存储器主要技术指标有存取时间、存储容量和数据传输速度。

存取时间是指从存储器读出一个数据或将一个数据写入存储器的时间。存取时间通常用纳秒（ns）表示。

存储容量是指存储器中可存储的数据总量，一般以字节为单位。

数据传输速度是指单位时间内存取的数据总量，一般以位/秒（b/s）或字节/秒（B/s）表示。

② 辅助存储器。

辅助存储器又称外存储器，简称外存。与主存储器相比，它的特点是存储容量大、成本低、速度慢、可以永久地脱机保存信息。它不直接与CPU交换数据，而是和主存成批交换信息。辅助存储器在断电的情况下可长期保存数据，又称为永久性存储器。

a.硬盘。硬盘是一种将可移动磁头、盘片组固定在全密闭驱动器舱中的磁盘存储器，具有存储容量大、数据传输率较高、存储数据可长期保存等特点。在计算机系统中，常用于存放操作系统、各种程序和数据。硬盘的外观如图1-6所示。

目前硬盘有固态硬盘（SSD新式硬盘）、机械硬盘（HDD传统硬盘）、混合硬盘（Hybrid Hard Disk，HHD基于传统机械硬盘诞生的新硬盘）。SSD采用闪存颗粒来存储，HDD采用磁性碟片来存储，HHD是把磁性硬盘和闪存集成到一起的一种硬盘。

b.光盘。光盘是以光信息作为存储物的载体存储数据的一种存储器，需要使用光盘驱动器来读写。按功能可分为只读型光盘（CD-ROM）、一次性写入光盘（CD-R）、可擦写光盘（CD-RW）等。光盘的外观与存储原理如图1-7所示。

光盘的最大特点是存储容量大、可靠性高，光盘的优势还在于它具有存取速度快、保存管理方便等特点。光盘主要分为CD、DVD、蓝光光盘等几种类型，其中CD的存储容量可以达到700MB左右，DVD的存储容量可以达到4.7GB以上，而蓝光光盘的存储容量更是可以达到25GB以上。

c.U盘。U盘是一种新型存储器，全称USB闪存盘，英文名USB Flash Disk。它是一种使用USB接口的无须物理驱动器的微型高容量移动存储产品，通过USB接口与电脑连接，实现即插即用。U盘的外观如图1-8所示。

U盘的优点包括小巧、便于携带、存储容量大、价格便宜、性能可靠等。另外，U盘还具有防潮防磁、耐高低温等特性，安全可靠性很高。U盘可重复使用，性能稳定，可反复擦写达100万次以上，数据至少可保存10年。

③ 高速缓冲存储器。

高速缓冲存储器（Cache）是为了解决CPU和主存之间速度不匹配而采用的一项重要技术，是介于CPU和主存之间的小容量存储器，但存取速度比主存快。Cache能高速地向CPU提供指令和数据，从而加快了程序的执行速度。从功能上看，它是主存的缓冲存储器，由高速的SRAM组成。

（3）输入设备。

输入设备（InputDevice）是指向计算机输入数据和信息的设备，是计算机与用户或其他设备之间通信的桥梁。输入设备是人或外部与计算机进行交互的一种装置，用于把原始数据和处理这些数的程序输入计算机。常用的输入设备有键盘、鼠标、软盘驱动器、硬盘驱动器、光盘驱动器、麦克风、摄像头、扫描仪等。键盘和鼠标的外观如图1-9所示。

① 键盘。键盘（Keyboard）是最常用也是最主要的输入设备，通过键盘，可以将英文字母、数字、标点符号等输入计算机，从而向计算机发出命令、输入数据等。键盘接口分为XT、AT、PS/2、USB等；PC系列机使用的键盘有83键、84键、101键、102键和104键等多种。

② 鼠标。

鼠标（Mouse）是一种将位移信号转换为电脉冲信号，再通过程序的处理和转换来控制屏幕上的光标箭头的移动的硬件设备。目前广泛使用的光电鼠标用光电传感器取代了传统的滚球。

（4）输出设备。

输出设备（Output Device）是计算机的终端设备，用于接收计算机数据的输出显示、打印、声音、控制外围设备操作等，用于把各种计算结果的数据或信息以数字、字符、图像、声音等形式表示出来。常用的输出设备有显示器、打印机、软盘驱动器、硬盘驱动器、光盘驱动器、绘图仪、音箱、耳机等。

① 显示器。显示器（Monitor）是计算机必备的输出设备之一，常用的可以分为CRT、LCD、PDP、LED、OLED等多种，如图1-10所示。

CRT纯平显示器具有可视角度大、无坏点、色彩还原度高、色度均匀、可调节的多分辨率模式、响应时间极短等优点，价格便宜。

LCD显示器即液晶显示器，具有辐射小、耗电小、散热小、体积小、图像还原精确、字符显示锐利等特点。

PDP等离子显示器比LCD显示器体积更小、重量更轻，而且具有无X射线辐射、显示亮度高、色彩还原性好、灰度丰富、对迅速变化的画面响应速度快等优点。

LED显示器具有耗电少、使用寿命长、成本低、亮度高、故障少、视角大、可视距离远等特点。

OLED显示器的特点是主动发光、视角范围大、响应速度快、图像稳定、亮度高、色彩丰富、分辨率高等。

② 打印机。打印机（Printer）是计算机的输出设备之一，用于将计算机处理结果打印在相关介质上，如图1-11所示。

衡量打印机好坏的指标有三项：打印分辨率、打印速度和噪声。打印机的种类很多，按打印元件对纸是否有击打动作，分为击打式打印机和非击打式打印机。

打印机分辨率一般是指最大分辨率，分辨率越高，打印质量越高。一般针式打印机的分辨率是180DPI～360DPI；喷墨打印机的分辨率是720DPI～2880DPI；激光打印机的分辨率为300DPI～2400DPI。

常见的打印机主要包括以下三种。

a.喷墨打印机。喷墨打印机（InkJet Printer）使用大量的喷嘴将墨点喷射到纸张上。由于喷嘴的数量较多，且墨点细小，能够做出比针式打印机更细致、混合更多种的色彩效果。喷墨打印机的价格居中，打印品质也较好，较低的一次性购买成本可获得彩色照片级输出的效果；使用耗材为墨盒，成本较高，长时间不用容易堵头。

b.激光打印机。激光打印机（Laser Printer）是一种利用碳粉附着在纸上而成像的打印机，其工作原理主要是利用一个控制激光束的磁鼓，借助控制激光束的开启和关闭，当纸张在磁鼓间卷动时，上下起伏的激光束会在磁鼓产生带电核的图像区，此时打印机内部的碳粉会受到电荷的吸引而附着在纸上，形成文字或图形。由于碳粉属于固体，而激光束有不受环境影响的特性，所以激光打印机可以长年保持印刷效果清晰细致，打印在任何纸张上都可得到好的效果。激光打印机打印速度快，高端产品可以满足高负荷企业级输出以及图文输出；中低端产品的彩色打印效果不如喷墨机，可使用的打印介质较少。

c.针式打印机。针式打印机（DotMatrix Printer）也称撞击式打印机，其基本工作原理类似于人们用复写纸复写资料一样。针式打印机中的打印头是由多支金属撞针组成的，撞针排列成一直行。当指定的撞针到达某个位置时，便会弹射出来，在色带上打击一下，让色素印在纸上成为其中一个色点，配合多个撞针的排列样式，便能在纸上打印出文字或图形。针式打印机可以复写打印（如发票及多联单据打印），可以超厚打印（如存折证书打印），耗材为色带，耗材成本低；但工作噪声大，体积不可能缩小，打印精度不如喷墨机和激光机。

（5）其他设备。

其他设备（Other Device）包括组成计算机系统的扩展接口设备及其必备部件。

① 主板（Motherboard）。

主板在整个PC系统里扮演着非常重要的角色，所有的配件和外设都必须以主板作为运行平台，才能进行数据交换等工作。可以说主板是整个计算机的中枢，所有部件及外设只有通过它才能与处理器连接在一起进行通信，并由处理器发出相应的操作指令，执行相应的操作。因此主板是把CPU、存储器、输入/输出设备连接起来的纽带。

主板上包含CPU插座、内存插槽、芯片组、BIOS芯片、供电电路、各种接口插座、各种散热器等部件，它们决定了主板的性能和类型，如图1-12所示。

② 机箱。

机箱作为一种计算机配件，它的主要作用是放置和固定各个配件，起到一个承载和保护作用。此外，机箱具有屏蔽电磁辐射的重要作用。

从外观看，机箱包括外壳、各种开关、键盘、鼠标接口、USB扩展接口、显示器和网络接口、指示灯等，另外，机箱的内部还包括各种支架，如图1-13所示。

机箱的作用主要有两个：第一，它提供空间给电源、主机板、各种扩展板卡、软盘驱动器、光盘驱动器、硬盘驱动器等存储设备，并通过机箱内部的支撑、支架、各种螺丝或卡子、夹子等连接件将这些零配件牢固地固定在机箱内部，形成一个集约型的整体；第二，它坚实的外壳保护着板卡、电源及存储设备，能防压、防冲击、防尘，并且它还能发挥防电磁干扰和辐射的功能。

机箱的品牌较多，常见的品牌主要有爱国者、MSI（微星）、DELUX（多彩）、Tt、Foxconn（富士康）、金河田、世纪之星、Huntkey（航嘉）、新战线、麦蓝、技展等。

③ 电源。

电源是把220V交流电转换成直流电，并专门为电脑配件如主板、驱动器、显卡等供电的设备，其外观如图1-14所示。电源是电脑各部件供电的枢纽，是电脑的重要组成部分，目前PC电源大都是开关型电源。

电源的品牌比较多，常见的品牌有航嘉、长城、多彩、金河田、技展、Tt、鑫符、冷酷至尊、HKC、新战线等。

④ 显卡。

显卡是计算机的基本配置之一，其外观如图1-15所示。显卡承担输出显示图形的任务，对于从事专业图形设计的人来说非常重要。显卡图形芯片供应商主要有AMD和nVidia等。

显卡按独立性可以分为独立显卡和集成显卡两种。

a.集成显卡。集成显卡是将显示芯片、显存及其相关电路都集成在主板上，与其融为一体的显卡。集成显卡的显示效果与处理性能相对较弱，不能对显卡进行硬件升级，但可以通过CMOS调节频率或刷入新BIOS文件实现软件升级来挖掘显示芯片的潜能。

集成显卡的优点是功耗低、发热量小，部分集成显卡的性能已经可以媲美入门级的独立显卡。

b.独立显卡。独立显卡是指将显示芯片、显存及其相关电路单独做在一块电路板上，自成一体而作为一块独立的板卡存在，它需占用主板的扩展插槽（ISA、PCI、AGP或PCI-E）。

独立显卡的优点是单独安装有显存，一般不占用系统内存，在技术上也较集成显卡先进得多，容易进行显卡的硬件升级。

独立显卡的缺点是功耗大，发热量也较大，需额外购买显卡的资金。

常见显卡品牌：蓝宝石、华硕、迪兰恒进、丽台、索泰、讯景、技嘉、映众、微星、映泰、耕升、旌宇、影驰、铭瑄、翔升、盈通、北影、七彩虹、斯巴达克、昂达、小影霸等。

3.计算机软件系统

软件是用户与硬件之间的接口界面，是计算机系统必不可少的组成部分，用户主要是通过软件与计算机进行交流的。微型计算机的软件系统分为系统软件和应用软件两类。

（1）系统软件。

系统软件是指控制和协调计算机及外部设备，支持应用软件开发和运行的软件，是无须用户干预的各种程序的集合。应用软件是利用计算机解决某类问题而设计的程序的集合，供多用户使用。

① 操作系统。操作系统（Operating System，OS）是最基本、最重要的系统软件。它负责管理计算机系统的全部软件资源和硬件资源，合理地组织计算机各部分协调工作，为用户提供操作和编程界面。

② 程序设计语言。人和计算机交流信息使用的语言称为计算机语言或程序设计语言。

③ 数据库管理系统。数据库管理系统（DataBase Management System，DBMS）是一种为管理数据库而设计的大型计算机软件管理系统。数据库管理系统是有效地进行数据存储、共享和处理的工具。具有代表性的数据管理系统有Oracle、Microsoft SQL Server、Access、MySQL及PostgreSQL等。

（2）应用软件（Application Software）。

应用软件是用户可以使用的各种程序设计语言，以及用各种程序设计语言编制的应用程序的集合，分为应用软件包和用户程序，如文字处理软件、表格处理软件、绘图软件、财务软件、过程控制软件等。

① 文字处理软件。文字处理软件主要用于对输入计算机的文字进行编辑，并能将输入的文字以多种字形、字体及格式打印出来。目前常用的文字处理软件有Microsoft Word、WPS等。

② 表格处理软件。表格处理软件能够根据用户的要求处理各式各样的表格并存盘打印出来。目前常用的表格处理软件有Microsoft Excel等。

4.计算机的性能指标

对于大多数普通用户来说，可以从以下几个指标来大体评价计算机的性能。

（1）主频。主频是衡量计算机性能的一项重要指标。微型计算机一般采用主频来描述运算速度，例如Intel Corei7-4790K的主频为4.0GHz。一般说来，主频越高，运算速度就越快。

（2）字长。一般说来，计算机在同一时间内处理的一组二进制数称为一个计算机的“字”，而这组二进制数的位数就是“字长”。在其他指标相同时，字长越大，计算机处理数据的速度就越快。现在的计算机字长大都为64位。

（3）内存储器的容量。内存是CPU可以直接访问的物理存储器，需要执行的程序与需要处理的数据存放在内存中，内存储器容量的大小反映了计算机即时存储信息的能力。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。目前，常见的内存容量都在4GB以上。内存容量越大，系统功能就越强大，能处理的数据量就越庞大。

（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512GB至4TB。

除了上述这些主要性能指标外，计算机还有其他一些指标，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。另外，各项指标之间也不是相互独立的，在实际应用时，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。

1.3.5 知识拓展

1.计算机工作原理

1945年，冯·诺依曼通过分析、总结发现，计算机主要是由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大功能部件组成的。

计算机根据编制好的程序，通过输入设备将程序和数据存入存储器，再根据指令要求对数据进行分析和处理后，通过输出设备将处理结果进行输出，这一过程称“冯·诺依曼原理”，如图1-16所示。

2.操作系统的种类

随着用户对操作系统的功能、应用环境、使用方式不断提出新的要求，逐步形成了不同类型的操作系统。根据操作系统的功能，可分为以下几类。

（1）单用户操作系统。

计算机系统在单用户单任务操作系统的控制下，只能串行地执行用户程序，个人独占计算机的全部资源，CPU运行效率低。DOS操作系统即属于单用户单任务操作系统。

现在大多数的个人计算机操作系统是单用户多任务操作系统，允许多个程序或多个作业同时存在和运行。常用的操作系统中，Windows 3.x是基于图形界面的16位单用户多任务操作系统；Windows 95和Windows 98是32位单用户多任务操作系统；目前使用较多的Windows 7、Windows 10是多用户多任务操作系统。

（2）批处理操作系统。

批处理操作系统以作业为处理对象，连续处理在计算机系统运行的作业流。这类操作系统的特点是：作业的运行完全由系统自动控制，系统的吞吐量大，资源的利用率高。

（3）分时操作系统。

分时操作系统使多个用户同时在各自的终端上联机使用同一台计算机，CPU按优先级分配各个终端的时间片，轮流为各个终端服务。对用户而言，有“独占”这一台计算机的感觉。分时操作系统侧重于及时性和交互性，使用户的请求尽量能在较短的时间内得到响应。常用的分时操作系统有UNIX和VMS等。

（4）实时操作系统。

实时操作系统是对随机发生的外部事件在限定时间范围内做出响应并对其进行处理的系统。外部事件一般指来自与计算机系统相关联系的设备服务和OS数据采集。实时操作系统广泛用于工业生产过程的控制和事务数据处理中，常用的实时操作系统有RDOS等。

（5）网络操作系统。

为计算机网络配置的操作系统称为网络操作系统。它负责网络管理、网络通信、资源共享和系统安全等工作。常见的网络操作系统主要有UNIX、Linux、Windows等系列。

（6）分布式操作系统。

分布式操作系统是用于分布式计算机系统的操作系统。分布式计算机系统是由多个并行工作的处理机组成的系统，提供高度的并行性和有效的同步算法与通信机制，自动实行全系统范围的任务分配并自动调节各处理机的工作负载，如MDS、CDCS等。

3.计算机语言的种类

计算机语言通常分为机器语言、汇编语言和高级语言三类。

（1）机器语言。

机器语言是用二进制代码表示的计算机能直接识别和执行的一种机器指令的集合。它是计算机的设计者通过计算机的硬件结构赋予计算机的操作功能。机器语言具有可直接执行和速度快等特点。

（2）汇编语言。

汇编语言是由一组与机器语言指令一一对应的符号指令和一些简单语法组成的，比机器语言更加直观，也易于书写和修改，可读性较好。用汇编语言编写的程序，计算机不能直接识别和执行。只有通过汇编程序翻译成机器语言才能执行。

（3）高级语言。

高级语言比较接近自然语言，便于记忆和掌握，如Basic语言、C++语言、Java语言等。但用高级语言编写的程序，计算机也不能直接执行，只有通过编译或解释程序翻译成目标程序，然后计算机才能执行。这种翻译过程一般有解释和编译两种方式。解释程序是将高级语言编写的源程序翻译成机器指令，翻译一条执行一条；而编译程序是将源程序整段地翻译成目标程序，然后执行。

1.3.6 技能训练

练习：

（1）根据个人的功能要求，填写一份个人计算机配置清单。

（2）按照完成的配置清单进行市场价格调研，完善清单，使其性价比更高。

（3）根据个人要求及学习需要，填写个人需要安装的操作系统和日常学习生活所需的应用软件清单。