1.2 電腦系統(tǒng)的組成

電腦是目前使用最廣泛的一類計算機，也稱為個人計算機（PC）或者微機。從最早的IBM公司推出的IBM-PC到現(xiàn)在的Pentium 4微機，其更新?lián)Q代的時間間隔越來越短，性能也越來越高。微機系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成，其體系結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。

硬件系統(tǒng)是指構(gòu)成計算機的電子線路、電子元器件和機械裝置等物理設(shè)備，看得見，摸得著，是一些實實在在的有形實體，包括計算機的主機及其外部設(shè)備。軟件系統(tǒng)是指程序及有關(guān)的技術(shù)文檔資料，包括計算機本身運行所需要的系統(tǒng)軟件、各種應(yīng)用程序和用戶文件等。硬件是軟件工作的基礎(chǔ)，離開硬件，軟件就無法工作；軟件又是硬件功能的擴充和完善，有了軟件的支持，硬件功能才能得到充分的發(fā)揮。兩者相互滲透、相互促進；可以說硬件是基礎(chǔ)、軟件是靈魂。只有將硬件和軟件結(jié)合成統(tǒng)一的整體，才能稱其為一個完整的計算機系統(tǒng)。

1.2.1 電腦的硬件系統(tǒng)

硬件系統(tǒng)由內(nèi)部的主要部件和外部設(shè)備組成。從計算機的結(jié)構(gòu)來分，可以分為主機和外部設(shè)備兩大部分。主機是計算機的心臟，計算機的一切操作都要經(jīng)過它來完成，它還協(xié)調(diào)主機與外部設(shè)備的通信。主機主要包括CPU（中央處理器）、主板及內(nèi)存等“三大件”和電源等配件。外部設(shè)備包括輸入設(shè)備（如鍵盤和鼠標）、輸出設(shè)備（如顯示器、打印機和音箱）、外部存儲器和其他輔助擴展設(shè)備等。

雖然計算機的核心硬件技術(shù)仍然讓非專業(yè)人士望而卻步，然而，由于采用了先進的技術(shù)，硬件的集成度越來越高，個人計算機的生產(chǎn)已實現(xiàn)了高度的配套化，計算機內(nèi)部的架構(gòu)已經(jīng)遠不如以往那樣復雜，其硬件的各組成部分已經(jīng)實現(xiàn)了模塊化，組裝其實就是將各模塊簡單地拼裝。下面介紹個人計算機的各組成模塊及其功能，使讀者對其先有一個感性的認識。

1. 外觀

我們常見的電腦從外觀上來看通常由幾大部分組成：主機、顯示器、鍵盤、鼠標。有些多媒體電腦還配有外置音箱。

（1）主機

電腦主機是指機箱及其內(nèi)部各電腦主要部件的集合。機箱內(nèi)裝有主板、CPU、內(nèi)存、電源、硬盤、光驅(qū)、軟驅(qū)，以及各種板卡等。普通的主機箱都比較大，如圖1-2所示。主機箱的前面板上提供各種指示燈、前置USB接口、VCD/DVD光驅(qū)，以及電源按鈕和Reset按鈕等。日常操作計算機，通常都要從主機箱的前面板開始。有的機箱為了美觀，把前置USB接口用一個蓋板擋起來，只要扳動蓋板的按鈕即可看到USB接口。

主機箱的背面主要提供電源以及各種板卡的外接口。一般的計算機外接口包括主機電源接口、顯示器電源接口、串行口、并行口、PS/2接口（用于連接早期的鍵盤和鼠標）、視頻接口、音頻接口、網(wǎng)卡接口和USB接口（目前主流的鍵盤和鼠標均采用USB接口，新型機箱前后都有USB接口）等，如圖1-3所示。

（2）顯示器

顯示器是電腦硬件系統(tǒng)中的輸出設(shè)備，目前常見的顯示器有兩種類型：CRT顯示器和液晶顯示器。傳統(tǒng)的CRT顯示器價格相對低廉，而且在一些應(yīng)用領(lǐng)域有著液晶顯示器所有能代替的特點，目前仍在廣泛使用，其外觀如圖1-4所示。液晶顯示器的體積小、顯示效果好、輻射小、耗能少，目前已逐漸成為個人計算機的主流設(shè)備，其外觀如圖1-5所示。

（3）鍵盤和鼠標

鍵盤和鼠標是計算機中最常用的輸入設(shè)備。鍵盤從外形來看分為標準鍵盤和人體工程學鍵盤兩種，我們通常見到的鍵盤都是標準鍵盤，如圖1-6所示。目前常見的鼠標是光電鼠標，外觀則通常是左右兩個輕觸式按鍵加一個翻頁滾輪，如圖1-7所示。

（4）音箱

音箱的作用就是使計算機能夠輸出音樂等各種音頻信息，是多媒體計算機必不可少的音頻輸出設(shè)備。通常使用的是雙聲道2個音箱，如圖1-8所示。

2. 主機的內(nèi)部構(gòu)造

不同用途的電腦所配置的硬件設(shè)備會有所區(qū)別，但通常都具有主板、CPU、內(nèi)存、顯卡、電源、硬盤和光驅(qū)，而軟驅(qū)、聲卡和網(wǎng)卡等其他設(shè)備可根據(jù)需要配置。這些支持電腦工作的各主要部件都集合在主機箱內(nèi)部，打開機箱一側(cè)的擋板，即可看到其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如圖1-9所示。

（1）主板

主板是計算機硬件系統(tǒng)的核心，是一塊控制和驅(qū)動計算機的印刷電路板（PCB），如圖1-10所示。作為整個計算機的基板，主板是CPU、內(nèi)存、顯卡及各種擴展卡的載體。主板是否穩(wěn)定關(guān)系著整個計算機是否穩(wěn)定，主板的性能在一定程度上也制約著整機的性能。

（2）CPU

CPU包含計算機的控制部件和算術(shù)邏輯部件，主要由運算器、控制器、寄存器組和內(nèi)部總線等構(gòu)成，是計算機的核心，其重要性好比大腦對于人一樣，因為它負責處理、運算計算機內(nèi)部的所有數(shù)據(jù)。計算機品質(zhì)的高低、運算速度的快慢關(guān)鍵在于CPU。CPU從外觀上看如圖1-11所示。

（3）內(nèi)存

內(nèi)存是系統(tǒng)的主存儲器，是計算機運行程序時用于快速存放程序和數(shù)據(jù)的載體，由半導體大規(guī)模集成電路芯片組組成，如圖1-12所示。內(nèi)存的容量和速度在很大程度上影響著計算機的運行能力和運行效率。

（4）電源

計算機的電源是指將交流電轉(zhuǎn)換為計算機工作所需要的直流電的轉(zhuǎn)換器，也就是電氣行業(yè)上所說的開關(guān)電源。計算機電源分為AT、AT X等標準，現(xiàn)在普遍使用的是AT X電源，如圖1-13所示。

（5）顯卡

顯卡是最常用的輸出設(shè)備，用來將計算機對數(shù)字圖像、動畫、電影等進行處理后產(chǎn)生的結(jié)果轉(zhuǎn)換為視頻信號，傳輸給顯示器將其顯示出來。其外觀如圖1-14所示。

（6）硬盤、光驅(qū)和軟驅(qū)

這3種設(shè)備都屬于外部存儲設(shè)備。外部存儲器是相對于內(nèi)部主存儲器而言的。主存儲器（內(nèi)存）雖然速度快，但不能長久保存數(shù)據(jù)（斷電后其中保存的數(shù)據(jù)即會消失），而且容量較小。為了能存儲更多的數(shù)據(jù)，提高處理能力，計算機常常需要一個額外的存儲器即硬盤，其存儲能力比內(nèi)存儲器要大得多，外觀如圖1-15所示。

此外，光驅(qū)也是常用的外部存儲設(shè)備。光驅(qū)分為普通光驅(qū)和刻錄機，普通光驅(qū)只能讀取光盤中的數(shù)據(jù)，而刻錄機除讀取光盤外還帶有刻錄功能，可用于保存資料備份和移動。光驅(qū)和光盤的外觀如圖1-16所示。

軟驅(qū)一度曾是電腦重要設(shè)備之一，使用軟盤作為儲存介質(zhì)，可用于資料備份和移動，其外觀如圖1-17所示。軟盤因其存儲量小，近年來被光盤所取代，已退出主流地位。

此外，現(xiàn)在常用的存儲器還有移動硬盤、U盤等移動存儲器。移動存儲器便于攜帶，使用方便，尤其是U盤，因其價格便宜，幾乎成為電腦用戶的必備之物。

（7）其他擴展設(shè)備

擴展設(shè)備是除上述設(shè)備外的其他設(shè)備的總和，是為了實現(xiàn)多媒體和網(wǎng)絡(luò)功能的擴展而增加的設(shè)備。例如，為了實現(xiàn)接入Internet而增加的調(diào)制解調(diào)器（Modem）和網(wǎng)卡；為了實現(xiàn)在顯示器上收看電視節(jié)目而增加的電視卡等。這些擴展設(shè)備極大地豐富了多媒體計算機的各種功能。這些設(shè)備在這里就不一一介紹了，后面的章節(jié)中會有所介紹。

1.2.2 電腦的軟件系統(tǒng)

軟件是為了運行、管理和維修計算機而人工編制的各種程序的集合。軟件系統(tǒng)是電腦運行的平臺，是計算機系統(tǒng)中由軟件組成的部分，包括操作系統(tǒng)、語言處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、分布式軟件系統(tǒng)和人機交互系統(tǒng)等。

1. 基本輸入/輸出系統(tǒng)

一般情況下，用戶不能直接操作電腦裸機，必須通過計算機的基本輸入/輸出系統(tǒng)（Basic Input/Output System，BIOS），才能操作和控制裸機。輸入/輸出系統(tǒng)提供了最基本的計算機操作功能，如在屏幕上顯示一個點，以及接收一個鍵盤字符的輸入等。

基本的輸入/輸出系統(tǒng)非常重要，幾乎所有的計算機功能最終都是分解為一個個簡單的基本輸入/輸出操作來實現(xiàn)的。如畫一幅風景，就是由畫一系列不同顏色和亮度的點的基本輸入/輸出操作來完成的。

2. 系統(tǒng)軟件

系統(tǒng)軟件是管理、監(jiān)控和維護計算機資源的軟件，是用來擴展計算機的功能、提高計算機的工作效率、方便用戶使用計算機的軟件，人們借助于軟件來使用計算機。系統(tǒng)軟件是計算機正常運轉(zhuǎn)不可缺少的，一般由計算機生產(chǎn)廠家或?qū)ｉT的軟件開發(fā)公司研制，出廠時寫入ROM芯片或存入存儲介質(zhì)（如光盤等），供用戶選購。任何用戶都要用到系統(tǒng)軟件，其他程序都要在系統(tǒng)軟件支持下運行。系統(tǒng)軟件最常用的就是操作系統(tǒng)，我們耳熟能詳?shù)腤indows、Linux等都是操作系統(tǒng)。此外還有數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)如SQL Server、Oracle，網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)如一些Web服務(wù)器構(gòu)建軟件，語言處理系統(tǒng)如MicrosoftVisual Studio等。

3. 應(yīng)用軟件

應(yīng)用軟件是提供某種特定功能的軟件，如經(jīng)常使用的Microsoft Office、WPS Office、Adobe Photoshop和Macromedia Flash等。它們一般都運行在操作系統(tǒng)之上，由專業(yè)人員根據(jù)各種需要開發(fā)。我們平時見到和使用的絕大部分軟件均為應(yīng)用軟件，如殺毒軟件、文字處理軟件、學習軟件、游戲軟件和上網(wǎng)軟件等。