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微型计算机基础
教学过程教学提示一、导入新课（情景设置，问题导入）：1、准备新授之前，先了解一下同学们对计算机硬件知识了解程度，展示打开的计算机主机箱，激起学生对这节课的学习兴趣。2、导入随着科学技术的发展和计算机的日益普及，我们越来越离不开计算机这个新兴的学习、生活、娱乐工具，既是工具，我们不但要使用好它，还要了解它的基本结构，下面我们就一起来看一看计算机是怎么样构成的。这就是我们本节课学习的内容：§1.4 微型计算机基础（计算机硬件）二、开展新课实物展示计算机课件展示计算机图片，提问各部分名称，显示各部名称，连接鼠标键盘，讲解其作用——输入设备返回——机箱内部打开实物计算机让学生看到其内部结构，结合课件图片，讲述其内部各部件名称并连接到各页讲述其作用——输出设备、存储设备、CPU。 学生在教师的引导下发现问题，进而提出问题。 讲述过程中采取启发提问法，学生能回答的.，老师就不讲。 键盘、鼠标的种类 CPU主频：计算机档次的标志；显示器的性能指标；硬盘的容量、转速；软盘与U盘教学过程教学提示三、学生总结教师引导，学生总结。方式：分组总结，代表发言，不足补充。得出结论四、教师小结五、练习（见 附1、附2） 做附1时指导学生利用计算机系统属性来查看计算机的硬件设备，如果讲课教室能上网的的话，还可让学生到网上去了解更多的硬件知识，并模拟DIY一台计算机。六、教师总结，结束本课并且出示启示： 1、学会用多种方法解决问题。 2、善于发现，学习事半功倍。 深化意识，协作学习。让同学展现在学习信息技术中的乐趣。 教师对本节课做总结 对课题进行引申，培养学生信息素养。
(A) 第一代计算机时期
(B) 第二代计算机时期
(C) 第三代计算机时期
(D) 第四代计算机时期
答案：D
解析：
微处理器为核心的微型计算机属于第四代计算机
计算机的发展经历的四个重要时期
第一代（1946-1956年）电子管计算机
第二代（1957-1964年）晶体管计算机
第三代（1965-1971年）集成电路计算机
第四代（1972年至今）大规模和超大规模集成电路计算机
微处理器的历史可追溯到1971年，当时INTEL公司推出了世界上第一台微处理器4004。它是用于计算器的4位微处理器，内含2300个晶体管。
所以说“微处理器为核心的.微型计算机属于第四代计算机”
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微型计算机简称“微型机”、“微机”，由于其具备人脑的某些功能，所以也称其为“微电脑”。是由大规模集成电路组成的、体积较小的电子计算机。它是以微处理器为基础，配以内存储器及输入输出(I/0)接口电路和相应的辅助电路而构成的裸机。特点是体积小、灵活性大、价格便宜、使用方便。把微型计算机集成在一个芯片上即构成单片微型计算机。由微型计算机配以相应的外围设备（如打印机）及其他专用电路、电源、面板、机架以及足够的软件构成的系统叫做微型计算机系统（即通常说的电脑）。
自1981年美国IBM公司推出第一代微型计算机IBM-PC以来，微型机以其执行结果精确、处理速度快捷、性价比高、轻便小巧等特点迅速进入社会各个领域，且技术不断更新、产品快速换代，从单纯的计算工具发展成为能够处理数字、符号、文字、语言、图形、图像、音频、视频等多种信息的强大多媒体工具。如今的微型机产品无论从运算速度、多媒体功能、软硬件支持还是易用性等方面都比早期产品有了很大飞跃。便携机更是以使用便捷、无线联网等优势越来越多地受到移动办公人士的喜爱，一向持续着高速发展的态势。
微型计算机简称微机，俗称电脑，其准确的称谓就应是微型计算机系统。它能够简单地定义为：在微型计算机硬件系统的基础上配置必要的外部设备和软件构成的实体。
微型计算机系统从全局到局部存在三个层次：微型计算机系统、微型计算机、微处理器（CPU）。单纯的微处理器和单纯的微型计算机都不能独立工作，只有微型计算机系统才是完整的信息处理系统，才具有实用好处。
一个完整的微型计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分。硬件系统由运算器、控制器、存储器（含内存、外存和缓存）、各种输入输出设备组成，采用“指令驱动”方式工作。
软件系统可分为系统软件和应用软件。系统软件是指管理、监控和维护计算机资源（包括硬件和软件）的软件。它主要包括：操作系统、各种语言处理程序、数据库管理系统以及各种工具软件等。其中操作系统是系统软件的核心，用户只有透过操作系统才能完成对计算机的各种操作。应用软件是为某种应用目的而编制的计算机程序，如文字处理软件、图形图像处理软件、网络通信软件、财务管理软件、CAD软件、各种程序包等。
微型计算机的基本数据类型
高级语言中有多种数据类型，如带符号整数、无符号整数、长整数、实型数、长实型数、字符型等，这里所介绍的数据类型是基于数据的位宽，不考虑编程语言中的实际内涵，它们是字节、字、双字和四字。
在微型计算机中一个8位的二进制数据称为一个字节(Byte)；一个16位的二进制数据称为一个字(Word)，字可以看成由两个字节数据所组成；一个32位的二进制数据称为一个双字(DoubleWord)，双字可以看成由两个字或4个字节所组成；一个64位的二进制数据称为一个四字(QuadWord)，同样，四字可以看成由两个双字或4个字或8个字节所组成，
在存储器中一个存储单元可以存放一个字节数据，因此，上面四种类型的数据在存储器中存放时分别占用1个、2个、4个和8个存储单元，如果超过一个存储单元，则这些单元必须是相邻的，或者说一个数据必须放在相邻的存储单元中。在x86体系微型计算机(采用：Intelx86系列或兼容的CPU)中，每种数据类型的最低的一个字节总是存放在较低地址处，然后向地址增加方向按顺序依次排列，如图1．13所示。通常将数据最低一个字节所在存储单元的地址说成是该数据的地址。
微型计算机的基本结构
微型计算机的核心是微处理器，有了微处理器，微型计算机的出现才变为可能，微型计算机构成的另一重要特点是广泛采用总线技术。
1、微处理器的概念
运算器和控制器合在一起，称为中央处理器(CentralProcessing13nit，cPU)。20世纪70年代初CPiJ开始集成化，且集成度越来越高。Intel公司的CP[J产品最具代表性，其典型产品有：8080／8085、8086／8088、80186、80286、80386、80486、Pentium、PentiumPro、Pentiumll、PentiumⅢ、Pentium4。
8080／8085为8位CPU，8086／8088为16位CPU，从80386起为32位CPU。这里说CPU是多少位，是指其核心电路数据总线的宽度，也是其通用寄存器和ALu的位数。从Pentium起，其内部数据总线还是32位，但对外的数据总线变成64位，所以仍然属于32位CPU范畴，称之为高档32位cPu。
集成化的中央处理器，由于体积小，因而被称为微处理器(MicroProcessingUnit，MPu)。
由于当今的中央处理器都是集成化的，所以MPU和COU实际是一回事，不过人们更习惯于称其为CPU。
2、总线的基本概念
总线是传送信息的公共通道。总线技术早就被采用，因为使用总线可以减少连线。例如，有n个站点彼此都需要交换信息，若两两连线需要n(n一1)／2根线(这里假定交换的信息宽度为一位)，而用总线技术，仅需一根线，把所有的站点都连起来，分时地利用这根公共通道传送信息。总线技术在微型计算机中应用得更为广泛。
在物理上，总线是由传输线和三态器件(三态门)构成的。所谓三态器件，是指它的输出，除了为高电平或低电平外，还有第三种状态，即输出端和输入端之间呈现高阻抗。采用三态器件可使连在(或者说挂接在)总线上的信息源在不发送信息时，对总线呈高阻状态，即和总线是脱开的，从而保证总线上信息的正确传输，
需要指出，当采用并行传送方式时，一根总线在一个时刻只能传送一位二进制信息，若要同时传送n位信息，则需n根总线。当然，还需要至少有一根线以提供这些信息所相对的公共电位，通常是地电位。也就是说，总线中应包括地线。
按信息传送的方向分，总线可分为单向总线和双向总线；按传送信息的类型分，可分成三种：数据总线(传送数据)、地址总线(传送地址)和控制总线(传送控制信号)；按所处的物理位置分，可分成四种：芯片内部总线、模板内部总线(模板上各芯片或其他组件之间传输信息)、机器内部总线(机内各模板之间传输信息)和外部总线(计算机与计算机之间或计算机与外部设备之间传输信息)。
3、微型计算机的基本结构
图1．12是微型计算机的基本结构示意图，确切地说，是早期微型计算机的结构示意图。从中可以看出，总线具有很重要的地位，存储器、I／0(输入／输出)设备都直接和总线相连，或者说挂接到总线上，当然，后者需借助于I／O接口。这种结构的主要优点有两个。一是系统的构成和扩充都很方便：增加一台I／O设备，只需增加一个相应的I／O接口，将其挂接到总线上即可；要去掉一台I／O设备，只需拆掉相应的I／O接口。二是可使设计标准化。总线结构实际与一系列的总线标准相对应，如信号定义、电气特性、机械特性等等。这些标准一旦制订，连接到总线的各个设备(或I／O接口)、存储器等都要遵循这一标准。有了统一的标准，各部分设计就可以各自独立进行。
CPu完全由电子电路所组成，速度很快，而I／O设备多数为机电设备，速度较慢，二者要进行数据交换，需要借助于中间部件，这就是I／O接口。I／O接口起两个作用，一是速度的协调，二是工作方式的协调。
地址总线、数据总线和控制总线是微机系统中的必备总线缺一不可，它们总称为微机的系统总线或系统三总线。CPU引脚信号的负载能力一般是有限的，有些引脚是复用的，有些控制信号需要借助于其他器件产生，因此，系统三总线的形成需要有相应的电路，称之为系统总线形成逻辑。
需要指出，早期的这种系统总线实际上是CPU信号的延伸、驱动或简单的变换，在高档微机中总线的概念要复杂得多，高档微机的结构也要复杂许多。这些将在后面的章节介绍。
一、单项选择题（本大题共25 小题，每小题1 分，共25 分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。
1． 第一台电子数字计算机问世于（ ）
A、1930 年 B、1946 年 C、1957 年 D、1970 年
2．计算机硬件是指（ ）
A、CPU B、主机
C、打印机 D、构成计算机的所有物理部件的集合
3．以下叙述错误的是（ ）
A、汉字的内码用于计算机中信息的存储和运算
B、定点数的小数点是隐含的
C、浮点数中，尾数的位数越长，能表达的精度越高
D、浮点数中，尾数的值反映了小数点的位置
4．下列逻辑部件中，不包括在运算器内的是（ ）
A、累加器 B、状态条件寄存器
C、指令寄存器 D、通用寄存器
5．在下列组成运算器的逻辑部件中，程序不可以访问的是（ ）
A、累加器 B、状态条件寄存器
C、通用寄存器 D、源寄存器和暂存寄存器
6．在单总线结构运算器中，总线传输数据应是（ ）
A、单向 B、双向
C、有时单向，有时双向 D、串行
7．如果指令中的地址码是操作数地址的地址，那么这种寻址方式称为（ ）
A、立即寻址 B、直接寻址 C、间接寻址 D、变址寻址
8．求补码的指令属于（ ）
A、算术运算指令 B、逻辑运算指令 C、字符串处理指令 D、特权批令
9．CPU与内存、外部设备之间传送信息的中转站是（ ）
A、数据缓冲寄存器 B、程序计数器
C、通用寄存器 D、累加器
10．若按存储介质来分类，则可以把存储器分为（ ）
A、半导体存储器、磁存储器和光存储器三类
B、半导体存储器、MOS 存储器和磁盘三类
C、磁盘、磁带和光盘三类
D、硬盘、软盘和光盘三类
11．需要有刷新周期的存储器称为（ ）
A、半导体存储器 B、随机存取存储器
C、静态存储器 D、动态存储器
12．EPROM的意义是（ ）
A、只读存储器 B、可擦可编程的随机存取存储器
C、可擦可编程的只读存储器 D、电子可编程的只读存储器
13．虚拟存储器与主存之间的地址对应表（变换表）是（ ）
[微型计算机原理期末考试试题A卷]
一、计算机的维护策略
计算机的维护是提高计算机的使用效率和延长计算机的使用寿命的重要手段。
计算机的维护主要体现在硬件故障和软件故障两个方面。
(一)硬件故障
计算机的故障往往出现在硬件部分，情况也比较复杂，如我们常常在开机时所见到的黑屏现象，频繁出现死机的现象以及开机无显示的现象，毫无例外，这些现象都是由于硬件上的故障而引起的。
在微型计算机的使用及维护中，计算机硬件出现故障现象多是由于硬件故障、软件故障、接触不良以及硬盘质量等原因导致的。
如果是硬件出现故障，而又不确定问题具体出在哪个硬件上，那么我们一般遵循的原则是：先简单后复杂、先外设后主机、先电源后部件。
在电脑发生故障时，先从简单的原因找起，比如数据线松动、插卡接触不良等原因引起的`。
如果这些都没有问题，再检查硬件是否损坏，先依据系统提供的错误报告检查鼠标、键盘以及显示器等外部设备是否正常工作。
一一排除后，再考虑复杂的主机部分。
而最容易被人们所忽视的是电源，有些微型计算机由于电源功率不足，输出电流异常就易导致故障的产生。
对于检查硬件故障的常用方法包括：A.观察法。
通过仔细地观察可以发现一些较为明显的故障，如：线路短路或断路、插头接触不良以及插座问题等。
B.替换法。
如果怀疑是某种元器件损坏，则可使用质量更好的且同种型号和参数的元器件来替换它，从而进一步确定故障的出处。
C.冷处理法。
由于有些元器件的热稳定性能较差，在元器件工作一段时间后，温度升高，当超过该元器件的承受范围时，就可能产生故障，这时可采用冷处理法，即给元器件降温，如：用风扇来散热或者是关机一段时间后再重启。
(二)软件故障
软件可分为两个部分，即系统软件与应用软件。
软件故障往往是由硬件驱动程序安装不当所致。
可分为以下几种情况：计算机病毒引起的故障、误操作引起的故障、软件和系统不兼容引起的故障以及不合理配置引起的故障。
常常会出现系统死机、文件丢失、运行不稳定等现象。
二、应对软件故障方法
(一)定期对系统内文件进行备份。
若系统出现崩溃或因用户的错误操作而意外删除或损坏系统文件等资料时，可对计算机系统进行备份。
若文件意外丢失，则可用备份文件将其系统还原。
(二)运用高效的防毒软件
计算机病毒对计算机系统有着致命的杀伤力。
因此，为了安全起见，既要安装计算机防火墙，同时也需要其他的杀毒软件。
定期对计算机软件进行杀毒，这样才能保证计算机的安全稳定地运行。
(三)正确处理死机问题
人们在日常生活中常用的冷启动对计算机是有损伤的。
产生死机的原因有多种，如系统运行冲突、处理器与内存运行饱和等都会造成死机。
当出现死机的情况，鼠标还可以在屏幕上来回移动，只是无法发出新的指令，可先做等待，如果还未恢复，再按 POWER 键。
三、计算机的维修策略
在对微型计算机进行维修之前，首先要利用上述方法确定故障的部位，在计算机的维修中需要注意的注意事项有：A.在插拔元器件及内部插头时，要先断开电源，否则会造成元器件与电路的损坏。
B.先通电加热，再用其焊接元器件时，焊接时要断电，否则有可能损坏芯片。
C.在维修硬盘时，勿打开盘体。
D.当加电测量元器件的管脚电压时，由于管脚相距较近，勿将探头同时接触较多的管脚，否则有可能因短路而使芯片蒸线路板毁坏。
目前，微型计算机维修的难点在于CPU系统受到破坏，它会进一步导致系统的不可控性。
逻辑笔、电流跟踪器以及逻辑脉冲发生器是最早使用的故障检测工具，后来，又出现了诸如短路和断路追踪仪这类简易的测试仪器，某种程度上说，它们为故障的检测带来了便利，但不可否认的是，其检测具有盲目性，效率较低。
此外，还有一种仪器，叫做“节点信息代码分析器”，它主要是用于测试计算
机电路的。
其工作原理是：将电路节点的次序位格式转换成信息代码，再用该信息代码与电路节点的标准信息代码进行比较，即可找出故障。
但是，微型计算机的型号和种类较多，不同型号的计算机，其配置也不同，这就大大增加了检测的工作量。
而从广大的微型计算机的用户的角度来看，如何进行故障的定位呢?如今的新一代的计算机，其系统自身固化的加电自检程序就很好地解决了这一难题。
四、结束语
实际上，许多的微型计算机故障都是源于广大用户缺乏对微机恰当的日常维护造成的，在日常生活中，应该防范于未然，采取必要的措施对微型计算机进行合理的维护，此外，对于微型计算机的维修，更是要讲求策略和方法，那么，不仅可以保证微型计算机运行的稳定，还能有效地延长微型计算机的使用寿命。
参考文献：
[1]洪明.微型计算机应用系统(讲座)——微型计算机应用系统的输入输出及接口技术[J].信息与控制,1982,6
[2]苗刚中.计算机维修中常用诊断方法及注意事项[J].电脑知识与技术,1994,2
[3]王立达.计算机维修的思路与故障诊断方法[J].实验科学与技术,,4
[4]张迎献.试谈计算机系统维护与管理[J].电脑编程技巧与维护,,6
随着科学技术的不断发展，计算机网络已经开始在全球普及，已经逐步渗透到人类生活、工作以及休闲娱乐的各个领域，并且推动着社会经济的发展。
目前，微型计算机凭借其强大的功能以及其便携式的设计受到了广大用户的青睐，因此，计算机系统的维护与维修就显得举足轻重。
★ 微型计算机诞生于
★ 基础
★ 文秘基础
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