第1章-计算机系统基础课件

计算机应用基础教程计算机应用基础教程n 为什么要学？为什么要学？计算机是信息社会必不可少的工具计算机是信息社会必不可少的工具计算机是信息社会必不可少的工具计算机是信息社会必不可少的工具大学乃至终身学习都离不开计算机大学乃至终身学习都离不开计算机大学乃至终身学习都离不开计算机大学乃至终身学习都离不开计算机 n n 怎样学？怎样学？从兴趣入手。从兴趣入手。从兴趣入手。从兴趣入手。常阅读计算机类杂志报刊，随时掌握常阅读计算机类杂志报刊，随时掌握常阅读计算机类杂志报刊，随时掌握常阅读计算机类杂志报刊，随时掌握最新资讯，走在信息社会的最前端。最新资讯，走在信息社会的最前端。最新资讯，走在信息社会的最前端。最新资讯，走在信息社会的最前端。课余时间多上机，主动培养自己动手课余时间多上机，主动培养自己动手课余时间多上机，主动培养自己动手课余时间多上机，主动培养自己动手处理简单问题的能力。处理简单问题的能力。处理简单问题的能力。处理简单问题的能力。全书总纲掌握掌握熟练操作熟练操作理解理解 计算机基础知识计算机基础知识 微型计算机微型计算机 Windows XPWindows XP操作系统操作系统 Word2003Word2003字处理系统字处理系统 Excel2003Excel2003数据处理系统数据处理系统 PowerPoint2003PowerPoint2003演示文稿软件演示文稿软件 计算机网络与安全计算机网络与安全 多媒体应用基础多媒体应用基础了解了解课程安排课程安排n n第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础 3 3学时学时n n第二章第二章 操作系统操作系统Windows XP 3Windows XP 3学时学时 实验实验4 4n n第三章第三章 Word 2003 Word 2003 文字处理文字处理 4 4学时学时 实验实验6 6n n第四章第四章 Excel 2003Excel 2003电子表格处理电子表格处理 4 4学时学时 实验实验6 6n n第五章第五章 powerpointpowerpoint 2003 2 2003 2学时学时 实验实验2 2n n第六章第六章 计算机网络及应用计算机网络及应用 3 3学时学时 实验实验4 4n n第七章第七章 多媒体技术基础多媒体技术基础 3 3学时学时 实验实验2 2n n复习复习 2 2学时学时 总总 共共 4848学时学时 总成绩：笔试、上机考试和平时成绩组成总成绩：笔试、上机考试和平时成绩组成n n基本知识基本知识有关常识、术语和概念（主要笔试）有关常识、术语和概念（主要笔试）有关常识、术语和概念（主要笔试）有关常识、术语和概念（主要笔试）n n基本技能基本技能操作技法、速度和熟练程度（上机考试）操作技法、速度和熟练程度（上机考试）操作技法、速度和熟练程度（上机考试）操作技法、速度和熟练程度（上机考试）n n基本方法基本方法文件、目录、磁盘管理；文档编辑排版；电子文件、目录、磁盘管理；文档编辑排版；电子文件、目录、磁盘管理；文档编辑排版；电子文件、目录、磁盘管理；文档编辑排版；电子表格统计计算（笔试和上机考试）表格统计计算（笔试和上机考试）表格统计计算（笔试和上机考试）表格统计计算（笔试和上机考试）怎样通过这门课程怎样通过这门课程怎样通过这门课程怎样通过这门课程 1.1 1.1 计算机的发展计算机的发展 1.2 1.2 计算机的类型计算机的类型 1.3 1.3 计算机的基本工作原理及结构计算机的基本工作原理及结构 1.4 1.4 计算机硬件系统组成计算机硬件系统组成 1.5 1.5 1.5 1.5 计算机软件系统组成计算机软件系统组成计算机软件系统组成计算机软件系统组成 1.6 1.6 1.6 1.6 数据在计算机中的表示和存储数据在计算机中的表示和存储数据在计算机中的表示和存储数据在计算机中的表示和存储第第第第 1 1 1 1章章章章 计算机系统基础计算机系统基础计算机的基本工作原理和系统结构计算机的基本工作原理和系统结构计算机的基本工作原理和系统结构计算机的基本工作原理和系统结构计算机硬件基本知识：计算机硬件基本知识：计算机硬件基本知识：计算机硬件基本知识：硬件系统的总线结构图;微机系统五大组成部分及功能;计算机的主要性能指标计算机软件基本知识：计算机软件基本知识：计算机软件基本知识：计算机软件基本知识：语言的概念，系统软件、应用软件的概念，操作系统、汇编程序、编译程序和解释程序的功能本章本章本章本章重点重点重点重点1.1 计算机的发展概况计算机的发展概况1.1.1 1.1.1 早期计算机的发展早期计算机的发展 计算机发展经历了三个阶段：机械式计算机、机电式计计算机发展经历了三个阶段：机械式计算机、机电式计 算机和电子计算机。算机和电子计算机。机械式计算机：机械式计算机：n n16251625年年 英格兰人威廉英格兰人威廉.奥特雷奥特雷 进行进行6 6位数加减法计算的滑位数加减法计算的滑动计算尺；动计算尺；n n16421642年年 法国人帕斯卡法国人帕斯卡 以齿轮传动装置进行以齿轮传动装置进行8 8位计算加法位计算加法器；器；n n18221822年年 英国人巴贝奇英国人巴贝奇 自动完成算术运算的差分机。自动完成算术运算的差分机。机电式计算机机电式计算机n n 19411941年，德国人朱斯年，德国人朱斯 第一台使用二进制数的全自动可编第一台使用二进制数的全自动可编程计算机程计算机z-3z-3。电子计算机电子计算机电子计算机电子计算机n n 1946194619461946年年年年2 2 2 2月月月月 美国宾夕法尼亚大学的莫克利和埃克特美国宾夕法尼亚大学的莫克利和埃克特美国宾夕法尼亚大学的莫克利和埃克特美国宾夕法尼亚大学的莫克利和埃克特 世界上第一台大型通用数字电子计算机世界上第一台大型通用数字电子计算机世界上第一台大型通用数字电子计算机世界上第一台大型通用数字电子计算机 ENIAC。50005000次加法次加法/秒秒 体重体重3030吨吨 占地占地170m170m2 2 18800 18800只电子管只电子管 15001500个继电器个继电器 功率功率150KW150KW 字长字长1212位位ENIAC现代计算机的出现n n 1949 1949 英国剑桥大学维尔克斯英国剑桥大学维尔克斯 EDSACEDSAC电子离散时序自动计算机电子离散时序自动计算机 第一台存储程第一台存储程 序式计算机序式计算机 19461946年，年，冯冯 诺依曼诺依曼首次提出了电子计算机中存首次提出了电子计算机中存 储程序的概念（储程序的概念（存储程序和程序控制存储程序和程序控制），并提出），并提出 了了 计算机的基本构造计算机的基本构造存储器、计算器、控制存储器、计算器、控制 器、输入设备和输出设备。器、输入设备和输出设备。第一代第一代（19461953）电子管电子管5千千4万万(次次/秒秒)第二代第二代（19541963）晶体管晶体管几十万几十万百万百万(次次/秒秒)第四代第四代（1971）大大/超大规模集成电路超大规模集成电路几亿几亿几百几百亿亿(次次/秒秒)第三代第三代（19641970）中小集成电路中小集成电路几千万几千万几百亿几百亿(次次/秒秒)1.1.2 1.1.2 现代计算机的发展现代计算机的发展时时 代代电子元器件电子元器件存存 储储 部部 件件系系 统统 软软 件件应应 用用 范范 围围19461953电子管电子管穿孔卡片穿孔卡片磁鼓磁鼓基本没有，使用基本没有，使用机器语言和汇编机器语言和汇编语言编制程序语言编制程序科学计算科学计算19541963晶体管晶体管磁芯磁芯磁盘和磁带磁盘和磁带高级语言（高级语言（FORTRAN、COBOL等）等）管理程序管理程序扩展到数据处扩展到数据处理、自动控制理、自动控制19641970中、小规模中、小规模集成电路集成电路半导体存储器半导体存储器磁盘和磁带磁盘和磁带高级语言高级语言操作系统操作系统扩展到文字处扩展到文字处理、企事业管理理、企事业管理1971年至今年至今大规模和超大规模和超大规模集成大规模集成电路电路半导体存储器半导体存储器光盘、移动存光盘、移动存储储高级语言高级语言网络操作系统、网络操作系统、分布式操作系统分布式操作系统社会生活的各个社会生活的各个领域领域表表 计算机发展的四个时代计算机发展的四个时代科普知识科普知识秒的单位秒的单位n n1,000 皮秒=1纳秒 n n1,000,000 皮秒=1微秒 n n1,000,000,000 皮秒=1毫秒 n n1,000,000,000,000 皮秒=1秒n n 1 1秒秒=10=103 3 毫秒毫秒 =10=106 6微秒微秒 =10109 9纳秒纳秒 =10101212皮秒皮秒 计算机常用的存储单位计算机常用的存储单位n n位位 bit(bit(比特，比特，Binary Digits)Binary Digits)：存放一位二进制：存放一位二进制数，即数，即 0 0 或或 1 1，最小的存储单位。，最小的存储单位。n n字节字节 bytebyte：8 8个二进制位为一个字节个二进制位为一个字节(B)(B)。最常用的。最常用的单位。容量一般用单位。容量一般用KBKB，MBMB，GBGB，TBTB来表示，它们之间来表示，它们之间的关系是：的关系是：n n 1KB(Kilobyte 1KB(Kilobyte 千字节千字节)=1024B=2)=1024B=21010B B，n n1MB(Megabyte1MB(Megabyte，兆字节兆字节，简称，简称“兆兆”)=1024KB=2)=1024KB=22020B B，n n1GB(Gigabyte1GB(Gigabyte，吉字节，又称，吉字节，又称“千兆千兆”)=1024MB=2)=1024MB=23030B B，n n1TB(Terabyte1TB(Terabyte，太字节太字节，或百万兆字节，或百万兆字节)=1024GB=2)=1024GB=24040B B1PB=1024TB1PB=1024TB1EB=1024PB1EB=1024PB1ZB=1024EB1ZB=1024EB1YB=1024ZB1YB=1024ZB1BB=1024YB1BB=1024YB 中国No.1：天河一号n。“天河一号”为我国首台千万亿次超级计算机。“天河一号”超级计算机使用中国芯片 中国No.1：天河一号1206万亿次每秒，这个速度意味着，如果用“天河一号”计算一秒，则相当于全国13亿人连续计算88年。中国No.1：天河一号n如果用“天河一号”计算一天，一台当前主流微机得算160年中国No.1：天河一号n。“天河一号天河一号”的的存储量，则相当于4个国家图书馆藏书量之和。中国No.1：天河一号 2010年，国防科学技术大学在“天河一号”的基础上，对加速节点进行了扩充与升级，新的“天河一号A”系统已经完成了安装部署，其实测运算能力从上一代的每秒563.1万亿次倍增至2507万亿次。2010年11月14日，国际TOP500组织在网站上公布了最新全球超级计算机前500强排行榜，中国首台千万亿次超级计算机系统“天河一号”雄居第一。世界世界No.1No.1日本超级计算机日本超级计算机京京 日本理化学研究所与富士通共同研发中的超级计算机“京”以每秒8612万亿次的运算速度在2011年全球超级计算机500强排名中位列第一。世界世界No.1No.1日本超级计算机日本超级计算机京京“京京”采用了采用了68544颗颗SPARC64 VIIIfx处理器，主频处理器，主频2.0GHz，每颗八个，每颗八个核心，总计核心，总计548352个个核心，几乎是其它超核心，几乎是其它超级计算机的两倍，而级计算机的两倍，而且不同于且不同于中国天河一中国天河一号号A，它没有采用，它没有采用GPU加速。加速。未来未来n n美国将在2012年公布名为“巨人（Titan）”的超级计算机，计算速度可达每秒2万万亿次。n n美国IBM公司也计划在2012年公布名为“红杉（Sequoia）”的超级计算机，运行速度同样达到每秒2万万亿次。微处理器集成度发展示意图微处理器集成度发展示意图晶晶体体管管数数目目4004奔腾奔腾4420,000,0002,3000.18微米芯片微米芯片0.13微米芯片微米芯片10微米芯片微米芯片n n摩尔摩尔在在19651965年指出，年指出，芯片芯片中的中的晶体管晶体管和和电阻电阻器器的数量每年会翻番。的数量每年会翻番。原因是工程师可以不断缩小晶原因是工程师可以不断缩小晶体管的体积。这就意味着，体管的体积。这就意味着，半导体半导体的性能与容量将以指数级增的性能与容量将以指数级增长，并且这种增长趋势将继续延续下去。长，并且这种增长趋势将继续延续下去。n n19751975年，摩尔又修正了摩尔定律，他认为，年，摩尔又修正了摩尔定律，他认为，每隔每隔2424个月，晶体管的数量将翻番。个月，晶体管的数量将翻番。这篇文章这篇文章发表的时候，芯片上的元件大约只有发表的时候，芯片上的元件大约只有6060种，而现在，种，而现在，英特尔英特尔最最新的新的ItaniumItanium芯片上有芯片上有1717亿个硅晶体管。亿个硅晶体管。摩尔定理摩尔定理摩尔定理摩尔定理晶晶体体管管数数单单位位时时间间执执行行的的指指令令数数百百万万条条/每每秒秒每每1818个月芯片能力增长一倍个月芯片能力增长一倍。我国的计算机事业我国的计算机事业n n19581958年：第一台电子管计算机年：第一台电子管计算机103103机（机（DJSDJS1 1）n n19651965年：第一台晶体管计算机年：第一台晶体管计算机108108机机 n n19701970年：第一台集成电路计算机（年：第一台集成电路计算机（DJSDJS100100）n n19831983年：银河年：银河巨型机巨型机 亿次亿次/S /S 国防科大国防科大n n19841984年：长城年：长城05200520系列（与系列（与IBMIBMPCPC兼容）兼容）n n1992.111992.11：银河：银河巨型机巨型机 1010亿次亿次/S /S 国防科大国防科大n n1997.61997.6：银河：银河巨型机巨型机 130130亿次亿次/S /S 国防科大国防科大n n20002000：曙光：曙光3000 3000 30003000亿次亿次/S/S 曙光公司曙光公司n n20032003：曙光：曙光4000L 4000L 百万亿次百万亿次 曙光公司曙光公司1.1.3 1.1.3 微型计算机的发展微型计算机的发展 19751975年年年年，美国业余计算机爱好者爱德华，美国业余计算机爱好者爱德华.罗伯茨发明第一台罗伯茨发明第一台牛郎星牛郎星Altair 8800 Altair 8800 计算机计算机 19761976年年年年，苹果公司推出了微机，苹果公司推出了微机AppleApple引发了个人电脑革命引发了个人电脑革命 19811981年年年年，IBMIBM公司推出了第一台公司推出了第一台1616位个人计算机位个人计算机IBM PC 5150IBM PC 5150，首，首次命名为次命名为PCPC（Personal ComputerPersonal Computer，个人计算机），个人计算机）19841984年年8 8月，月，IBMIBM公司推出了公司推出了IBM PC/ATIBM PC/AT微机，它支持多任务、多用微机，它支持多任务、多用户。户。19851985年年6 6月，月，长城长城05200520微机研制成功，这是中国内地第一台自行研微机研制成功，这是中国内地第一台自行研制的制的PCPC兼容微机。兼容微机。2020世纪世纪9090年代后，每当英特尔公司推出新型年代后，每当英特尔公司推出新型CPUCPU产品时，马上会有产品时，马上会有新型的新型的PCPC推出。推出。n n超导计算机超导计算机超导计算机超导计算机 耗电量为半导体几千分之一，速度提高十耗电量为半导体几千分之一，速度提高十倍。倍。n n量子计算机量子计算机量子计算机量子计算机 实行并行计算；存储能力大大提高；任意实行并行计算；存储能力大大提高；任意物理系统模拟效率高；发热量小。物理系统模拟效率高；发热量小。n n光子计算机光子计算机光子计算机光子计算机 存储量大，抗干扰能力强，容错性好。存储量大，抗干扰能力强，容错性好。n n生物计算机生物计算机生物计算机生物计算机 存储量大，具有自我修复能力。存储量大，具有自我修复能力。n n神经网络计算机神经网络计算机神经网络计算机神经网络计算机 自我判断和自适应能力，并行处理多自我判断和自适应能力，并行处理多种数据。种数据。未来计算机向着未来计算机向着超高速、超小型、并行处理和智能超高速、超小型、并行处理和智能化化方向发展。方向发展。1.1.4 1.1.4 未来新型计算机未来新型计算机 1.2.1 1.2.1 计算机的分类计算机的分类计算机类型大型计算机大型计算机大型计算机大型计算机微型计算机微型计算机微型计算机微型计算机超级计算机：如世界超级计算机500强大型集群计算机：如浪潮天梭TS10000大型服务器等：如IBM公司eServer z990PC：如Pentium 4桌面微机苹果机：如苹果Power PC G5笔计本：如迅驰2代笔记本PC服务器：如HP ProLiant ML150 G2平板机：如东芝dynabookR10掌上电脑：如惠普iPAQ h6315 Pocket PC工业控制PC：如西门子SIMATIC IL43工控机 单片机：如80C51系列单片机POS机：如电子收款机系统ATM机：如自动柜员机其他控制：测量、管理、应用系统嵌入式系统嵌入式系统嵌入式系统嵌入式系统1.2 计算机的类型计算机的类型1.2.2 1.2.2 微型计算机类型微型计算机类型 微机按产品范围分：PC 苹果机 笔记本 平板机 掌上微机1.3 1.3 计算机的结构及基本工作原理计算机的结构及基本工作原理1.3.1 计算机的基本结构 冯冯 诺依曼的主要思想可概括为以下诺依曼的主要思想可概括为以下3 3点：点：冯冯冯冯 诺依曼计算机结构诺依曼计算机结构诺依曼计算机结构诺依曼计算机结构 计算机主要包括：输入设备、输出设备、计算机主要包括：输入设备、输出设备、存储器、控制器、运算器存储器、控制器、运算器五大组成部分五大组成部分五大组成部分五大组成部分。采用采用采用采用二进制形式二进制形式二进制形式二进制形式表示数据和指令表示数据和指令表示数据和指令表示数据和指令 冯冯冯冯 诺依曼思想的核心内容是诺依曼思想的核心内容是诺依曼思想的核心内容是诺依曼思想的核心内容是存储程序存储程序存储程序存储程序 事先将编制好的程序（包含指令和数据）事先将编制好的程序（包含指令和数据）存入计算机存储器中，计算机在运行程序时存入计算机存储器中，计算机在运行程序时自动地、连续地从存储器中依次取出指令并自动地、连续地从存储器中依次取出指令并执行。执行。计算机的基本工作原理 人们预先人们预先编制程序编制程序，利用输入设备将程序，利用输入设备将程序输入到计算机内输入到计算机内，同时转换成二进制代码；，同时转换成二进制代码；计算机在控制器的控制下，从内存中逐条计算机在控制器的控制下，从内存中逐条取出取出程序中的每一指令交给运算器去程序中的每一指令交给运算器去执行执行，并，并将运算结果将运算结果送回送回存储器指定的单元中，当所有存储器指定的单元中，当所有的运算任务完成后，程序执行结果利用输出设的运算任务完成后，程序执行结果利用输出设备备输出输出。所以，计算机的工作原理可以概括为所以，计算机的工作原理可以概括为存储存储存储存储程序和程序控制。程序和程序控制。程序和程序控制。程序和程序控制。1.3.2 1.3.2 微机系统结构微机系统结构1、早期的微机系统结构 微微 处处 理理 器器 CPUCPU 主存储器主存储器外存接口外存接口I/O接口接口其他其他I/OI/O口口各种外设各种外设键盘键盘、显显示器等示器等软软、硬盘硬盘驱动器驱动器地址总线数据总数据总线线控制总线IBM PC/XTIBM PC/XT采用采用ISAISA系统总线结构系统总线结构，将所有设备挂接在一条，将所有设备挂接在一条ISAISA总线上。总线上。优点：设计简单优点：设计简单 缺点：易造成系统瓶颈缺点：易造成系统瓶颈2、目前的微机系统结构3、微机系统的、微机系统的1-3-5-7规则规则1 1个个个个CPUCPU：顶层，控制系统运行顶层，控制系统运行3 3大芯片：大芯片：大芯片：大芯片：北桥芯片（北桥芯片（MCHMCH）主要负责内存与主要负责内存与CPUCPU的数据交换、显示数据、的数据交换、显示数据、CPUCPU数据的交换数据的交换 ；南桥芯片（南桥芯片（ICHICH）负责数据的上传与下送负责数据的上传与下送 ；BIOSBIOS芯片（芯片（FWHFWH）关系到硬件系统与软件系统的兼容性关系到硬件系统与软件系统的兼容性5 5大接口大接口大接口大接口：IDEIDE集成驱动器电子设备接口集成驱动器电子设备接口,SATA,SATA串行串行ATAATA接口接口,SIOSIO超级输入输出接口超级输入输出接口,LAN,LAN以太网接口以太网接口,AC97,AC97音频设备接口音频设备接口7 7大总线：大总线：大总线：大总线：FSBFSB前端总线前端总线 ,MB,MB内存总线内存总线 ,PCI-E,PCI-E显示总线显示总线 ,HAHA南北桥连接总线南北桥连接总线 ,PCI,PCI外部设备互连总线外部设备互连总线 ,LPC,LPC少针脚总少针脚总线线 ,USB,USB通用串行设备总线通用串行设备总线1.4 计算机硬件系统组成计算机硬件系统组成1.4.1 计算机系统的组成 一个完整的计算机系统由一个完整的计算机系统由硬件系统硬件系统硬件系统硬件系统和和软软软软件系统件系统件系统件系统两部分组成。两部分组成。n n 硬件系统是构成计算机系统的各种物理设硬件系统是构成计算机系统的各种物理设备的总称，它包括备的总称，它包括微机微机和和外部设备外部设备两部分。两部分。n n 软件系统是运行、管理和维护计算机的各软件系统是运行、管理和维护计算机的各类类程序程序和和文档文档的总称。的总称。微型计算机系统微型计算机系统 运算器运算器(ALU)中央处理器中央处理器 (CPU)主机主机 控制器控制器(TRU)内部存储器内部存储器 (RAM、ROM)硬件硬件 外部存储器外部存储器 硬盘、软盘、光盘硬盘、软盘、光盘)系统系统 输入设备输入设备键盘、鼠标、扫描仪键盘、鼠标、扫描仪)外部设备外部设备-输出设备输出设备显示器、打印机、绘图仪显示器、打印机、绘图仪)计算机系统计算机系统-其它设备其它设备电源等电源等 操作系统操作系统(DOS、Windows、UNIX)系统软系统软件件 编译系统编译系统 软件软件 数据库管理系统数据库管理系统 系统系统 系统服务系统服务程序程序 应用软件应用软件 专用应用软件专用应用软件 通用应用软件通用应用软件()()硬件系统硬件系统n n微机的构成：主机，微机的构成：主机，显示器显示器，键盘键盘，鼠，鼠标，音箱等标，音箱等。n n核心设备核心设备 主机主机=微处理器微处理器CPU+主板主板+内存内存+显显卡卡+硬盘硬盘+n n外部设备外部设备=外存储器外存储器+输入设备输入设备+输出输出设备设备 n n中央处理器简称中央处理器简称中央处理器简称中央处理器简称CPUCPUCPUCPU，是计算机最核心的部分，是计算机最核心的部分，是计算机最核心的部分，是计算机最核心的部分，计算机所发生的全部动作都受计算机所发生的全部动作都受计算机所发生的全部动作都受计算机所发生的全部动作都受CPUCPUCPUCPU的控制。的控制。的控制。的控制。n nCPUCPUCPUCPU由由由由运算器和控制器运算器和控制器运算器和控制器运算器和控制器构成。构成。构成。构成。1.4.2 CPULGA封装的封装的Pentium 4 CPU芯片外观形状芯片外观形状 Pentium 4CPU 内部结构内部结构 CPUCPU技术性能技术性能CPUCPUCPUCPU处理字长处理字长处理字长处理字长：指指指指CPUCPUCPUCPU单位时间内能一次并行处理的二单位时间内能一次并行处理的二单位时间内能一次并行处理的二单位时间内能一次并行处理的二进制数的位数。进制数的位数。进制数的位数。进制数的位数。1616，3232，6464位位CPUCPUCPUCPU主频主频主频主频：指指指指CPUCPUCPUCPU内核电路的实际运行频率。主频越高，内核电路的实际运行频率。主频越高，内核电路的实际运行频率。主频越高，内核电路的实际运行频率。主频越高，主机运算速度越快。主机运算速度越快。主机运算速度越快。主机运算速度越快。CPUCPUCPUCPU线宽线宽线宽线宽：指指指指CPUCPUCPUCPU硅片上各元器件连接线宽度。硅片上各元器件连接线宽度。硅片上各元器件连接线宽度。硅片上各元器件连接线宽度。目前实际最高精度为目前实际最高精度为45nm45nm。CacheCacheCacheCache：位于位于位于位于CPUCPUCPUCPU与内存之间与内存之间与内存之间与内存之间高速缓冲存储器高速缓冲存储器高速缓冲存储器高速缓冲存储器 ，复制了，复制了，复制了，复制了频繁使用的数据以利于快速访问频繁使用的数据以利于快速访问频繁使用的数据以利于快速访问频繁使用的数据以利于快速访问。目前目前core2 CPUcore2 CPU的的CacheCache采用采用800MB800MB容量，三级结构。容量，三级结构。英特尔英特尔CPUCPU的类型的类型n6代代 1981年至今年至今 8088/8086-80286-80386-80486-奔腾奔腾-奔腾奔腾pro/-/-酷睿酷睿 2 2核核/4/4核核n主流系列主流系列酷睿酷睿 高端高端 奔腾奔腾 主流主流 赛扬赛扬 低端低端 主要区别：主频和缓存主要区别：主频和缓存缩水了！缩水了！1.4.3 1.4.3 主板系统主板系统主板功能主板功能主板功能主板功能：用于传输各种电子：用于传输各种电子信号，部分芯片也负责初步信号，部分芯片也负责初步处理一些外围数据。处理一些外围数据。组组组组 成成成成：集成电路芯片、电：集成电路芯片、电子元器件、电路系统、各种子元器件、电路系统、各种总线插座和接口。总线插座和接口。主要固定部件主要固定部件主要固定部件主要固定部件:n nCPU:CPU:采用采用SocketSocket插座。插座。n n芯片组芯片组:北桥芯片北桥芯片,南桥芯片和南桥芯片和BIOSBIOS芯片芯片推荐品牌推荐品牌:华硕、微星、技嘉华硕、微星、技嘉CPU插座插座PCI Express插槽插槽PCI 插槽插槽内存条插糟内存条插糟北桥芯片北桥芯片 主板决定主板性能的决定主板性能的指标有：芯片组、指标有：芯片组、总线结构、扩展总线结构、扩展槽槽南桥芯片南桥芯片1.4.4 1.4.4 存储器存储器 随机存储器 RAM存储器内内存存/主存储器主存储器 光盘存储器外存外存/辅助辅助存储器存储器 磁盘存储器：硬盘、软盘只读存储器 ROM静态随机存储器SRAM动态随机存储器DRAM优盘n n特点特点特点特点：直接与直接与直接与直接与CPUCPU相连接并交换信息相连接并交换信息相连接并交换信息相连接并交换信息 存储容量小，但存取信息速度快，价格高存储容量小，但存取信息速度快，价格高存储容量小，但存取信息速度快，价格高存储容量小，但存取信息速度快，价格高 用来用来用来用来暂时存放暂时存放暂时存放暂时存放当前运行程序的指令和数据当前运行程序的指令和数据当前运行程序的指令和数据当前运行程序的指令和数据n分类：分类：RAMRAM：随机存储器，可读写，随机存储器，可读写，随机存储器，可读写，随机存储器，可读写，断电后数据丢失断电后数据丢失断电后数据丢失断电后数据丢失。ROMROM：只读存储器，不可写，预先存入数据只读存储器，不可写，预先存入数据只读存储器，不可写，预先存入数据只读存储器，不可写，预先存入数据，断电后数断电后数断电后数断电后数据不丢失据不丢失据不丢失据不丢失。CacheCache：高速缓存，：高速缓存，：高速缓存，：高速缓存，置于置于置于置于CPUCPU与主存之间，存放频繁使与主存之间，存放频繁使与主存之间，存放频繁使与主存之间，存放频繁使用数据，用数据，用数据，用数据，CPUCPU优先读取优先读取优先读取优先读取CacheCache 中数据。中数据。中数据。中数据。内存内存n n内内内内存容量存容量存容量存容量：内存：内存存储存储单元的总数，单元的总数，单位单位字节字节B B。1B=8bit1B=8bit，1 1KB=KB=10241024 B B，1 1MB=1024MB=10242 2 B B。内存容量实质上指内存容量实质上指RAMRAM的容量（因为的容量（因为ROMROM可存储容可存储容量为量为0)0)。主流主流DDRxDDRx SDRAM SDRAM（双倍速率同步固态（双倍速率同步固态随机处理器随机处理器 同步动态随机存取存储器同步动态随机存取存储器 ）容量）容量2G2G。n n内存读写时间内存读写时间内存读写时间内存读写时间：读读/写一个字的时间写一个字的时间推荐品牌：金士顿、威刚、三星、现代推荐品牌：金士顿、威刚、三星、现代内存条内存条外存外存n n特点特点：通常外存只和内存交换数据通常外存只和内存交换数据通常外存只和内存交换数据通常外存只和内存交换数据 存储容量大，存取信息速度慢，价格低存储容量大，存取信息速度慢，价格低存储容量大，存取信息速度慢，价格低存储容量大，存取信息速度慢，价格低 用来用来用来用来永久存放永久存放永久存放永久存放“暂时不用暂时不用暂时不用暂时不用”的程序和数据的程序和数据的程序和数据的程序和数据n n分类分类：磁盘、光盘、磁盘、光盘、U盘盘硬盘硬盘硬盘片硬盘片读写读写 磁头磁头柱柱 面面 磁磁 道道 扇扇 区区磁盘总容量磁盘总容量=磁盘数磁盘数x x扇区数扇区数x x磁面数磁面数x x扇区字节数扇区字节数光驱光驱 外存类别：外存类别：n n硬盘硬盘硬盘硬盘：由多个密封固定磁盘片：由多个密封固定磁盘片：由多个密封固定磁盘片：由多个密封固定磁盘片组成，利用电磁原理读写数据。组成，利用电磁原理读写数据。组成，利用电磁原理读写数据。组成，利用电磁原理读写数据。优点是容量大，存取方速度快，优点是容量大，存取方速度快，优点是容量大，存取方速度快，优点是容量大，存取方速度快，价格低。价格低。价格低。价格低。n n光盘光盘光盘光盘：利用光盘的凹坑记录数：利用光盘的凹坑记录数：利用光盘的凹坑记录数：利用光盘的凹坑记录数据，通过激光照射以反射强弱据，通过激光照射以反射强弱据，通过激光照射以反射强弱据，通过激光照射以反射强弱读取数据。分为：读取数据。分为：读取数据。分为：读取数据。分为：n n优盘优盘优盘优盘（或（或（或（或U U U U盘）：用盘）：用盘）：用盘）：用“快闪存储器快闪存储器快闪存储器快闪存储器”作为存储介质，不需另外的硬作为存储介质，不需另外的硬作为存储介质，不需另外的硬作为存储介质，不需另外的硬驱动设备，使用时只要插入微机驱动设备，使用时只要插入微机驱动设备，使用时只要插入微机驱动设备，使用时只要插入微机中的中的中的中的USBUSBUSBUSB插口即可。优点是小巧插口即可。优点是小巧插口即可。优点是小巧插口即可。优点是小巧便携抗震。便携抗震。便携抗震。便携抗震。n n移动硬盘移动硬盘移动硬盘移动硬盘：通过：通过：通过：通过USBUSBUSBUSB口与主机相连。口与主机相连。口与主机相连。口与主机相连。只读型只读型只读型只读型（CD-ROMCD-ROM、DVD-ROM DVD-ROM）一次写入型一次写入型一次写入型一次写入型（CD-RCD-R、DVD-RDVD-R）可擦写型（可擦写型（可擦写型（可擦写型（CD-RWCD-RW、DVD-RWDVD-RW）cachecacheRAMRAM外存：硬外存：硬、光、光、U U、软、软n速度速度n容量容量慢慢快快大大小小各种存储器特点比较各种存储器特点比较CPUCPU1.4.5 总线和接口总线和接口 总总 线线n n总线指微机中各种部件之总线指微机中各种部件之间共享的一组公共数据传间共享的一组公共数据传输线路。输线路。n n包括：数据线、地址线、包括：数据线、地址线、控制线、电源线和地线。控制线、电源线和地线。n n性能指标：性能指标：总线宽度总线宽度 总线频率总线频率主机的主机的7 7大总线：大总线：n n FSBFSB前端总线前端总线 （CPU-CPU-北桥芯片）北桥芯片）n n MBMB内存总线内存总线 （北桥芯片与内存条）（北桥芯片与内存条）n n PCI-EPCI-E图形显示接口总线图形显示接口总线 n n IHAIHA南北桥连接总线南北桥连接总线 n n PCIPCI外部设备互连总线外部设备互连总线 n n LPCLPC少针脚总线少针脚总线 n n USBUSB通用串行设备总线通用串行设备总线I/OI/OI/OI/O接口接口接口接口主机与外设之间的数据交换的输入输出接口。分类：串口，分类：串口，RS232RS232；并口；并口，LPTLPT接口接口1.4.6 1.4.6 输入输出设备输入输出设备显示器，分为显示器，分为CRTCRT和和LCDLCD显示器显示器打印机打印机，分为针式、喷墨式和激光打印机绘图仪绘图仪键盘，主流为键盘，主流为107107标准键盘标准键盘鼠标，分为机械式和光电式。鼠标，分为机械式和光电式。扫描仪扫描仪输入设备输入设备输出设备输出设备1.4.7 1.4.7 微型计算机的主要性能指标微型计算机的主要性能指标字长字长：计算机一次可并行处理的二进制数码的位数 （分32位、64位等几种字长）主（内）存贮器的容量主（内）存贮器的容量：128MB/256MB/512MB/1GB等运算速度（或时钟频率）运算速度（或时钟频率）MIPSMIPS（每秒百万条指令）每秒百万条指令）主频，即主时钟频率。80486：33MHZ66MHZ之间 Pentium 4：2.4GHZ 频率越高，速度越快。外部设备配置外部设备配置n性能指标性能指标此外，还有功能指标、可靠性指标、兼容性指标等此外，还有功能指标、可靠性指标、兼容性指标等。重点重点1.5 1.5 计算机软件系统计算机软件系统计算机软件系统应用软件应用软件企业应用软件多媒体软件辅助设计软件网络应用软件安全防护软件系统工具软件娱乐休闲软件 办公自动化软件系统软件系统软件程序设计语言语言处理程序操作系统数据库系统网络服务n n现代计算机是信息处理的工具，信息既包括现代计算机是信息处理的工具，信息既包括数值信息，也包括文字、符号、图像和声音数值信息，也包括文字、符号、图像和声音等非数值信息。所有信息在计算机内部的存等非数值信息。所有信息在计算机内部的存放、传输、处理均采用放、传输、处理均采用“0”0”和和“1”1”来表示。来表示。n n计算机内部采用二进制表示信息。计算机内部采用二进制表示信息。1.6 数据在计算机中的表示与数据在计算机中的表示与存储存储n n二进制的表示：二进制的表示：0 0和和1 1 加法：逢二进一加法：逢二进一 减法：借一当二减法：借一当二 多项式多项式n n BCDBCD码：码：4 4位二进制数表示一位十进制数位二进制数表示一位十进制数例：例：【1101.1011101.101】2 2=2=23 3+2+22 2+2+20 0+2+2-1-1+2+2-3-3 1341341010=0001 0011 0100=0001 0011 0100BCDBCD1.6.1 1.6.1 数值数据的表示数值数据的表示n n英文字符的表示英文字符的表示英文字符的表示英文字符的表示 目前使用最广泛的有目前使用最广泛的有3 3种字符编码，即种字符编码，即ASCIIASCII码、码、EBCDICEBCDIC码和码和UnicodeUnicode码。码。ASCIIASCII美国标准信息交换编码规定一个字符用美国标准信息交换编码规定一个字符用一个字一个字节节表示，头位为表示，头位为0 0，低，低7 7位表示位表示128128字符字符n n中文字符的表示中文字符的表示中文字符的表示中文字符的表示 GB2318-80GB2318-80 规定规定一个汉字用一个汉字用两个字节两个字节表示。表示。1.6.2 1.6.2 字符数据的表示字符数据的表示 声音声音声音声音：波形文件、：波形文件、MIDIMIDI音乐文件或压缩音频文件；音乐文件或压缩音频文件；图像图像图像图像：位图编码和矢量编码；：位图编码和矢量编码；视频视频视频视频：一系列：一系列“帧帧”组成。组成。1.6.3 多媒体数据的表示1.6.4 数据存储 存储单位存储单位n nCPU CPU 字节字节n n内存内存 字节字节n n硬盘硬盘 扇区（扇区（512B512B）n n光盘光盘 扇区（扇区（2353B2353B）n n操作系统操作系统 簇簇 （4KB4KB）