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2020年3月27日 第4章计算机系统 余世维 大学生如何成为五百强需要的人才 培养自己的素养 只有专业能力是远远不够的 世界五百强企业首先要考察一个人的素养 即他的日常行为规范养成良好的成功习惯 那就是对细节的坚持 对于工作态度的认真负责 能严格坚持标准 能自动发现问题 解决问题 养成独立思考的习惯注意自己的AQ和EQ 即自己承受逆境的能力和情商在校期间该加强些什么 自己的沟通协商能力 语言表达能力 尽可能多涉猎其他学科的知识 接受多元化文化的熏陶 学习工商和管理的知识 技能具有什么个性 恪尽本职 按质按量按时完成任务 有创造性思维 养成独立思考的习惯 有把握 有想法才会有自信 问题四 大学与职业的关系 学会做事 思考 指导大学生在入校之初尽快适应大学生活 自觉规划和设计好自我成长发展轨迹 珍惜时间 勤奋学习 历练品德 培育健康身心 积极进行能力培养和素质拓展 为自己求职择业 走向社会做好准备 要耐得住寂寞 要静得下心 要吃得苦 每天都坚持学习 无论将来做什么 大学经历都是人生中宝贵的财富 送给学生的话 吃得苦中苦方为人上人 所有的成功必来自寂寞奋争的过程 计算机系统 4 1计算机硬件系统4 2计算机软件系统4 3计算机体系结构4 4选购计算机硬件 4 5组装计算机硬件 4 6计算机使用与维护 推荐阅读 计算机组成 硬件 主板 CPU 风扇 内存 显示器 显卡 硬盘 声卡 光驱 刻录机 DVD机 优盘 机箱 电源 鍵盘 鼠标 音箱 调制解调器 打印机 网卡 扫描仪 耳麦 摄像头 电视接收盒 电视接收卡 软件 操作系统 磁盘整理软件 分区软件 备份软件 办公软件 播放器软件 压缩软件 杀毒软件 输入法软件 看图软件 图片处理软件 动画制作软件 网页制作软件 浏览器软件 下载软件 防火墙软件 搜索软件 聊天软件 计算机系统组成 计算机系统 硬件 软件 应用软件 系统软件 操作系统编译系统 语言处理程序数据库管理系统 外围设备 主机 数据处理程序自动控制程序企业管理程序科学计算程序 外存储器 磁盘 磁带 光盘 输入设备 键盘 鼠标器 扫描仪 输出设备 显示器 打印机 绘图仪 中央处理器 CPU 运算器 控制器内存储器 ROM RAM 硬件系统由5个功能部件组成 4 1计算机硬件系统 控制部件 依照每条指令的运行功能的需要 向各个部件或设备提供它们协调运行所需要的控制信号 在整个硬件系统中起到指挥 协调和控制的作用算术逻辑部件 对数据进行逻辑 与 或 非 异或 移位 逻辑移位 算术移位 和算术运算存储部件 用来存储程序以及处理过程所产生的临时数据和最终数据输入部件 用来从外部接收输入程序和原始数据输出部件 负责将运算或处理的结果输出到计算机外部 总线是一种内部结构 它是CPU 内存 输入 输出设备传递信息的公用通道 主机的各个部件通过总线相连接 外部设备通过相应的接口电路再与总线相连接 从而形成了计算机硬件系统 一般包含三种总线 1 数据总线 用于传送数据信息 可把CPU的数据传送到存储器或I O接口等部件 也可将其它部件的数据传送到CPU 2 地址总线 用来传送地址 由于地址只能从CPU传向外部存储器或I O端口 所以地址总线总是单向的 3 控制总线 用来传送控制信号和时序信号 传送方向由具体控制信号而定 一般是双向的 位数则根据系统的实际控制需要而定 4 1 1机箱与电源 机箱一般包括外壳 支架 面板上的各种开关 指示灯等 机箱作为计算机配件中的一部分 作用是 支撑与固定主板 电源 光驱 软驱和硬盘屏蔽电磁辐射防止灰尘 保护机箱内部元件 随便买个机箱好吗 电源 提供了计算机各部件所需要的电能不间断电源 UninterruptedPowerSupply UPS 能够在停电或电压不稳定及不能断电时 提供持续 稳定 不间断的电源供应 挑战一下你的DIY能力 1 主板作用为CPU 内存和各种功能 声 图 通信 网络 TV SCSI等 卡提供安装插座 槽 为各种磁 光存储设备 打印和扫描等I O设备以及数码相机 摄像头 猫 Modem 等多媒体和通讯设备提供接口 4 1 2主板 2 下图主板上面的数字标的是什么东东 主板图 1 中央处理器插座 分为Socket处理器插座和Slot1处理器插座 Socket处理器插座和背面图 左图 华硕的一款支持Slot1P 处理器的主板右图 Slot1架构的Intel处理器 2 内存插槽 怎么配置双通道 内存条卡位缺口 4条2对DDR内存插槽 用颜色区别 以配置双通道 3 芯片组 分为南桥SB和北桥NB 北桥一般都有散热片的 离CPU不远 南桥一般都没有散热片 很好找 南北桥的位置是不固定的 看主板厂家南桥即系统I O芯片 主要管理中低速外部设备 集成了中断控制器 DMA控制器北桥是系统控制芯片 主要负责CPU与内存 CPU与AGP之间的通信南桥芯片 主板图中 3 所示位置是主板北桥芯片位置 图中是加了散热器 所以看不到北桥芯片 Intel的i875P芯片组结构 4 PCI和AGP插槽 PCI CPU和原来的系统总线之间插入的一级总线 实现上下之间的接口以协调数据的传送AGP 专用的显示接口 只有图像数据才能通过AGP端口PCI插槽主板图中 13 所示 AGP插槽主板图中 12 所示ISA插槽现在已经被淘汰了 在一些老主板上还能看到其身影 比PCI插槽还要长 是黑色的 这是一根AGP8x的AGP显卡插槽 带有防脱落装置 AGP插槽在主板图中的位置就是 12 在笔记本电脑中 使用PCMCIA 5 硬盘接口 主板图所示 15 为传统并行ATA 即IDE接口 16 所示的是串行SATA接口 软驱是 17 6 电源接口 7 外设接口 4 是PS 2接口 绿色的端口连接鼠标 紫色的端口连接键盘 5 是并口 连接打印机 一些老式游戏设备采用这种接口 6 是串行COM口 它主要是用于以前的扁口鼠标 Modem以及其它串口通信设备 7 和 9 都是USB接口 8 是IEEE1394接口 10 是双绞线接口 11 是音频线接口红色 粉红色 是MIC 话筒接口 录音接口 麦克风接口 绿色是LINEOUT 声卡声音的输出口 耳机或者音箱接口 蓝色是LINEIN 线输入 用来将外部声音 如CD机 MP3播放器 输入电脑 8 BIOS 基本输入输出系统BIOS BasicInputOutputSystem 包括计算机基本输入输出的程序 开机后自检程序 系统自启动程序和系统设置信息 常见主板上的BIOS设置分为AMIBIOS设置和AWARDBIOS设置 PHOENIXBIOS 互补金属氧化物半导体CMOS ComplementaryMetalOxideSemiconductor 是主板上的一块可读写的RAM芯片 是用来保存BIOS的硬件配置和用户对某些参数的设定在主板的CMOS附近 都能看到一块CMOS电池 它的作用是保存对BIOS的修改 思考 开机密码 CMOS密码怎么破解 怎么实现电脑闹钟 4 1 3中央处理单元 CPU CentralProcessingUnit 中央处理器主要功能 解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据所谓的计算机的可编程性主要是指对CPU的编程CPU是计算机中的核心配件 只有火柴盒那么大 几十张纸那么厚 但它却是一台计算机的运算核心和控制核心 计算机中所有操作都由CPU负责读取指令 对指令译码并执行指令的核心部件 buyinteloramd 2 CPU是怎么制造出来的 取出一张利用激光器刚刚从硅柱上切割下来的硅片在硅片表面增加一层由二氧化硅 SiO2 构成的绝缘层镀胶 光刻掩膜 之后对半导体硅进行掺杂工艺布上金属配线 把完工的晶体管接入自动测试设备中在通过所有的测试后必须将其封入一个陶瓷的或塑料的封壳中 这样它就可以很容易地装在一块电路板上 3 CPU的内部结构控制单元 负责对指令译码 并且发出为完成每条指令所要执行的各个操作的控制信号逻辑单元 可以执行定点或浮点的算术运算操作 移位操作以及逻辑操作 也可执行地址的运算和转换寄存器 通用寄存器 专用寄存器 控制寄存器 二级缓存 4 CPU是怎么工作的 CPU从存储器或高速缓冲存储器中取出指令 放入指令寄存器 并对指令译码 它把指令分解成一系列的微操作 然后发出各种控制命令 执行微操作系列 从而完成一条指令的执行指令是计算机规定执行操作的类型和操作数的基本命令 指令是由一个字节或者多个字节组成 包括操作码字段 一个或多个有关操作数地址的字段以及一些表征机器状态的状态字和特征码 有的指令中也直接包含操作数本身 5 Cache 高速缓冲存储器也就是平常看到的L1Cache L2Cache L3Cache 位于CPU与内存之间 是一个读写速度比内存更快的存储器当CPU向内存中写入或读出数据时 这个数据也被存储进高速缓冲存储器中 当CPU再次需要这些数据时 CPU就从高速缓冲存储器读取数据 而不是访问较慢的内存 当然 如需要的数据在Cache中没有 CPU会再去读取内存中的数据 4 1 4内存 内存Memory是与CPU进行沟通的桥梁 计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的安装内存条时 不要用手摸内存条的金手指 以免被氧化电脑黑屏80 原因都是内存条的问题 可以通过重新安装内存条解决 主要作用 存放各种输入 输出数据和中间计算结果 以及与外部存储器交换信息时做缓冲之用 数字标的是什么东东 基本内存类型 ROM 常被用于存储重要的或机密的数据 如BIOSROM PROM EPROM EEPROMRAM 随机地读写内存中的数据 SRAM DRAM 在电脑硬件中 有这样一个规律 内存越小速度越快 内存越大性价比越便宜 4 1 5显示卡 显示接口卡 Videocard Graphicscard 或显示适配器 Videoadapter 是连接显示器和主板的重要硬件它的用途是将计算机系统所需要的显示信息进行转换驱动 向显示器提供行扫描信号 控制显示器的正确显示 买集成的显卡好吗 集成显卡内存靠谁提供呢 4 1 6声卡 也叫音频卡 是多媒体技术中最基本的组成部分 是实现声波 数字信号相互转换的一种硬件基本功能 把来自话筒 磁带 光盘的原始声音信号加以转换 输出到耳机 扬声器 扩音机 录音机等声响设备 或通过音乐设备数字接口 MIDI 使乐器发出美妙的声音 有必要买声卡吗 不能语聊原因 4 1 7软盘驱动器 1 分类 5 25英寸 3 5英寸2 基本功能 保存数据 数据传递媒介 启动系统3 组成 盘片状态检测系统 盘片驱动机构 磁头定位系统 数据读写抹系统 软驱还有用吗 电脑启动盘是什么 4 1 8硬盘驱动器 买硬盘应该考虑哪些因素 硬盘自己可以修吗 物理坏道和逻辑坏道是什么 删除的数据还能找回来吗 4 1 9光盘驱动器 什么是康宝 光驱弹不出来怎么办 光盘读不出来怎么办 什么是虚拟光驱 什么是镜像文件 DIY一下 当CD机 4 1 10显示器 是买液晶还是纯平显示器 液晶电视可以做显示器吗 分辨率和刷新频率是什么东东 4 1 11键盘 一键关机 抓图 电脑和投影仪切换 输入法切换 是买有线的还是无线的键盘 你知道哪些快捷键 4 1 12鼠标 让右键有更多的功能 不用鼠标可以吗 如翻阅PPT是买有线的还是无线的鼠标 4 1 13音箱 电脑没声音怎么办 天天用耳塞好难受 推荐用悬挂耳机买多少钱的音箱比较好 4 1 14打印机 怎么实现网络打印机 正反面怎么打印 彩色打印机好吗 买激光打印机还是喷墨打印机 4 2计算机软件系统 计算机硬件是载体 软件则是整个系统的灵魂所谓软件系统 就是计算机上可运行的全部程序的集合硬件与软件可以互相转化 即硬件可以用软件方法实现 软件固化成为固件整个计算机系统呈现为层次结构 1 计算机系统的层次结构从软件角度看 计算机系统分为微程序设计级 硬件 机器指令系统 操作系统 语言处理程序及其它系统软件和应用软件等五层 从上面对计算机系统层次结构的描述 可以看到使用计算机解题的过程包括以下步骤 1 提出要解决的问题 进行需求分析 2 用算法进行问题描述 进行系统设计 3 用语言编写程序 进行系统实现 4 用编译器调试程序 进行系统测试 5 在硬件上执行程序 进行系统发布 软件系统一般包括系统软件 应用软件 系统软件对计算机硬件进行扩充与完善 应用软件借助系统软件的支持来运行 2 系统软件系统软件 指管理 调度 监视和维护计算机系统软硬件资源的程序集合 使系统资源得到合理调度 确保高效率运行常用的系统软件 1 操作系统 2 语言处理程序 3 数据库管理程序 4 系统辅助处理程序 3 应用软件应用软件 又称为应用程序 用户根据特定的任务需求所开发的各种程序的集合 分为应用软件包和用户程序常用的应用软件 1 工程设计程序 2 数据处理程序 3 自动控制程序 4 企业管理程序 5 科学计算程序 4 3计算机体系结构 定义 程序员所看到的计算机的属性 即概念性结构与功能特性 C M Amdahl 推荐阅读 计算机体系结构与程序性能 architecture and program performance html 冯 诺依曼 VonNeumann 体系结构1946年由美籍匈牙利数学家冯 诺伊曼提出计算机的体系结构发生了许多变化 但VonNeumann提出的二进制 程序存储和程序控制 依然是普遍遵循的原则 计算机系统结构有了许多改进 主要包括 1 计算机系统结构从基于串行算法改变为适应并行算法 从而出现了向量计算机 并行计算机 多处理机等2 高级语言与机器语言的语义距离缩小 从而出现了面向高级语言机器和直接执行高级语言机器3 硬件子系统与操作系统和数据库管理系统软件相适应 从而出现了面向操作系统机器和数据库计算机等4 计算机系统结构从传统的指令驱动型改变为数据驱动型和需求驱动型 从而出现了数据流机器和归约机 5 为了适应特定应用环境而出现了各种专用计算机 如快速傅里叶变换机器 过程控制计算机等6 为了获得高可靠性而研制容错计算机 7 计算机系统功能分散化 专业化 从而出现了各种功能分布计算机 这类计算机包含外围处理机 通信处理机等8 出现了与大规模 超大规模集成电路相适应的计算机系统结构9 出现了处理非数值化信息的智能计算机 例如自然语言 声音 图形和图象处理等 主要的处理方法已不是依靠精确的算法进行数值计算而是依靠有关的知识进行逻辑推理 特别是利用经验性知识对不完全确定的事实进行非精确性推理 典型的冯 诺依曼计算机结构框图 以运算器为中心 现代计算机结构框图 以存储器为中心 1 CISC早期的CPU全部是复杂指令集计算机 ComplexInstructionSetComputer CISC 在CISC体系结构中 程序的各条指令是按顺序串行执行的 每条指令中的各个操作也是按顺序串行执行的 顺序执行的优点是控制简单 但计算机各部分的利用率不高 执行速度慢在CISC指令集合的各种指令中 其使用频率相差悬殊 大约有20 的指令会被反复使用 占整个程序代码的80 而余下的80 的指令却不经常使用 在程序设计中只占20 所以 这种计算机结构效率不高 2 RISC1979年 美国加州大学伯克利分校提出了精简指令集计算机 ReducedInstructionSetComputer RISC RISC并非只是简单地去减少指令 而是把着眼点放在了如何使CPU的结构更加简单合理地提高运算速度上RISC体系结构优先选取使用频率最高的简单指令 避免复杂指令 并且将指令长度固定 指令格式和寻址方式种类减少 使得以控制逻辑为主 不用或者少用微码控制 3 流水线结构流水线技术是一种将每条指令分解为多步 并让各步操作重叠 从而实现几条指令并行处理的技术 程序中的指令仍是一条条顺序执行 但可以预先取若干条指令 并在当前指令尚未执行完时 提前启动后续指令的另一些操作步骤 从而加速一段程序的运行过程 CPU的工作也可以大致分为指令的获取 解码 运算和结果的写入四个步骤 采用流水线设计之后 指令 好比待装配的汽车 就可以连续不断地进行处理 在同一个较长的时间段内 显然拥有流水线设计的CPU能够处理更多的指令 4 并行结构 计算机在执行程序过程中 有2种信息在流动 一种是计算机指令 它从存储器流入控制器 并变成整个计算机系统的控制信号 另一种是数据 从输入设备流入存储器 再流入执行部件如运算器 运算结果流入存储器或输出设备Flynn称前一种信息为 指令流 后一种信息为 数据流 因此根据指令流与数据流的不同组合 计算机系统结构分为以下4类 4 4选购电脑硬件 http 4 5组装电脑全过程 http 一 故障的判断方法1 先软后硬 80 问题都是由于软件产生的2 先外后内 硬盘和显示器需专业人维修3 仔细观察 电脑黑屏80 都是内存的问题4 插拔替换 最小系统启动法5 程序测试 鲁大师 优化大师6 DEBUG卡 主板故障诊断卡 4 6计算机维护与维修 二 电脑使用 维护和维修技巧 1 不要用计算机做坏事情 2 遇到任何问题百度 Google一下 3 不要沉迷在计算机世界 不要迷恋游戏 小说 电影和聊天 有目的地使用计算机 在上网前想清楚你想要什么 漫无目的地的网上乱逛将浪费你很多时间 然后你会觉得什么也没有学到 发挥你的特长 用计算机做些实用的和有趣的东西 和大家一起分享 4 正常开机的顺序是先打开外设 如显示器 打印机 扫描仪等 的电源 然后打开主机的电源 关机的顺序则相反 关机与开机时间至少应有10秒 计算机用几小时 应该关机休息 人离开计算机时 最好关机或者进行休眠或者加载屏保 5 学会使用ghost pqmagic diskman fdisk CMOS regedit 6 每周备份一次重要的数据 一定要养成这个好习惯 备份到优盘 移动硬盘 光盘 另一台电脑 服务器 邮箱 云存储 误删用Easyrecovery Finaldata等软件恢复 重要数据千万不要放在C盘 包括桌面和我的文档 7 注意安全 防小偷 防黑客 密码至少8位以上 要有数字 英文 标点 不打开不可信的链接 图片 视频 文档 邮件附件 各个地方设置的密码要不一样 计算机一定要安装杀毒软件和防火墙 打开不是自己电脑的文件 优盘 移动硬盘 光盘前先扫描 8 硬盘在使用时 禁止振动或者强制关机 移动硬盘应该固定位置 小心跌落在地上 定期磁盘碎片清理 硬盘查错 少用BT下载电影 优盘和移动硬盘取走时要安全删除 不要直接拔掉 系统非正常