第2章 计算机基础知识

1,2,微型计算机硬件系统,主板CPU存储器：内存、外存各种接口,3,2.4.2.CPU,(1)CPU主要性能指标CPU的位数=CPU的字长=CPU中通用寄存器的位数(位宽)字长：在计算机中，作为一个整体参与运算、处理和传送的一串二进制数的“位数”，称为“字长”。通用寄存器的位数：等于字长例如：32位CPU=CPU的字长为32=CPU中通用寄存器为32位CPU主频：CPU的时钟频率、CPU的工作频率CPU外频：CPU总线频率Cache容量生产工艺技术：通常用微米m数字来描述,4,(2)Intel当前主要微处理器,Pentium(奔腾)系列,Pentium,PentiumMMX,Pentium2,Pentium3,Pentium4,Pentium4：普通的CPU，应用于台式电脑PentiumM：2003年，用于笔记本电脑，即迅驰，支持无线上网PentiumD：2006年，应用于台式电脑，双核.,PentiumM,PentiumD,当今主流CPU,5,Celeron(赛扬)系列,Pentium的廉价版本核心技术与Pentium相同。主要区别：无一级Cache，但可有二级Cache目前达到：主频已达到2.80GHz，256KB二级Cache,Itanium(安腾)系列,64位微处理器,Itanium,Itanium2,下一代Itanium,2001年,2002年,400MHz系统总线频率32KB一级缓存、256KB二级缓存超大容量的三级缓存（3MB、4MB或6MB）,90nm工艺制造，三级Cache达到9MB,6,Xeon(至强)系列,2003年3月推出，用于服务器和工作站的处理器。速度最快：3.06GHz主频，533MHz总线频率，512KBL2支持超线程技术,Banias(迅驰)系列,迅驰(CentreNeutrino，Centrino)移动计算技术由3个部分组成：PentiumM移动式处理器Intel915系列芯片组IntelPRO无线网络芯片集成的芯片产品命名为Banias，用Centrino技术装备的笔记本电脑，可以方便地进行无线上网,7,8,(3)30多年的CPU发展史,Intel4004,IntelAMDCyrix,Intel,IntelAMD,首款微处理器,三足鼎立,一家独大,分庭抗礼,9,(3)早期使用过的CPU(Intel),1971年40044位,1972年80088位,1978年808616位,1982年8028616位,1985年8038632位,1989年8048632位,1993年Pentium32位,1995年PentiumPro32位,1999年PentiumIII32位,2000年Pentimu432位,1997年PentiumII32位,1996年PentiumMMX32位,10,(4)国产CPU龙芯,标志着我国在现代通用微处理器设计方面实现了“零”的突破，打破了我国长期依赖国外CPU产品的无芯的历史。,11,超级计算机群南开之星,“南开之星”超级计算机群是由南开大学科学计算所、IBM公司、英特尔公司共同制造，投资近2000余万元。2004年下半年设计制造完成。“南开之星”采用的是基于英特尔至强处理器的IBMLinux1350集群，包含400个节点，800个英特尔至强3.06GHz处理器，使用RedHatLinux操作系统。实测计算机能力最终达到了每秒3.231万亿次，实测效率达到68.74，之后又达到5万亿次。2004年月，“南开之星”完成了世界超级计算机500强的申报工作，计算能力超过了当时500强中的第十八位。,12,微型计算机硬件系统,主板CPU存储器：内存、外存各种接口,13,3.存储器,程序、数据都是存储放存储器中内存：ROM、RAM、Cache速度快，容量小，价格较高，可由CPU直接访问。ROM：可以读，不可以写；掉电后数据不会丢失RAM：可以读，也可以写；掉电后数据丢失Cache：高速缓冲存储器，集成在cpu中外存：磁盘、光盘、优盘速度慢，容量大，价格低，CPU不可以直接访问。,14,随机存取存储器RandomAccessMemory，RAMCPU可对它们直接读写；掉电后数据不会丢失目前主要是采用动态随机存储器DRAM，制作成内存条形式出现,(1)内存储器,笔记本电脑内存条,台式机内存条,15,只读存储器ReadonlyMemory，ROMCPU对它们只可以读，不可以写，断电时信息不会丢失。ROM中一般存放计算机系统管理程序，例如BIOS。(2)高速缓冲存储器CacheCPU速度快、内存速度慢，为了协调两者的速度设置CacheCache一般采用静态随机存取存储器SRAM构成，速度约是DRAM的10倍。,16,软盘,用表面涂有磁性材料柔软的聚酯材料制成读写软盘时，磁头直接接触盘面。常用软盘容量为1.44MB,将盘片逻辑地划分成若干个同心圆，每个同心圆称为一个磁道，最外面的一个同心圆为0磁道。每个磁道又等分成若干段，每段称为一个扇区。一个扇区一般可存放512B的数据。磁盘总容量=磁道数扇区数磁面数扇区字节数,(3)外部存储器,17,重要概念：磁道扇区柱面,硬盘片是由涂有磁性材料的铝合金构成读写硬盘时，磁性圆盘高速旋转产生的托力使磁头悬浮在盘面上而不接触盘面硬盘容量视具体类型而定,硬盘,18,特点：容量大、成本低廉、便于携带，保存时间长。类型：只读型光盘CD-ROM一次性可写入光盘CD-R需要光盘刻录机完成数据的写入可重复刻录的光盘CD-RW衡量光盘驱动器传输数据速率的指标叫做倍速一倍速率=150kb/s40倍速光驱数据传输速率可达到40150kb/s=6Mb/s。,光介质存储器,19,移动存储产品,(a)移动硬盘通常由笔记本硬盘和带有数据接口电路的外壳组成数据接口电路有三种：USB1.1速度可达每秒12MBUSB2.0速度可达每秒480MBIEEE1394速度可达每秒450MB,20,(b)Flash存储设备用FlashMemory芯片构成的存储介质广泛用于数字摄像机、数码相机、MP3播放器、PDA等采用USB的接口可擦写100万次以上USB有两个规范：USB1.1可达12Mbps。USB2.0可达480MbpsUSB2.0可以向下与USB1.1兼容,21,微型计算机硬件系统,主板CPU存储器：内存、外存总线及各种接口,22,总线：微处理器与各部件和外围设备共用的连接线路,2.4.3总线与接口,处理器,存储子系统,I/O子系统,23,总线分类,24,总线,微处理器、总线、存储器、接口电路和外设逻辑关系,25,PCI总线CPU与外部设备之间一条独立的数据通道，让每种设备都能直接与CPU取得联系。PCI总线的数据传送宽度为32位，可扩展到64位工作频率为33MHz，数据传输率可达133Mb/s,26,2计算机与外部设备接口,(1)串行接口插座有为9或25个针(插头为孔)早期用于连接鼠标和调制解调器设备名：COM1、COM2、一次只能传输一位数据,(2)并行接口插座上有25个小孔(插头为针)常用于连接打印机设备名：LPT1、LPT2一次并行传送一个字节,(3)USB接口目前外设的主流接口方式，绝大多数外设都能支持USB接口特点：支持热插拔、传输速率较高USB1.1可达12MbpsUSB2.0可达480MbpsUSB2.0向下与USB1.1兼容,27,2.4.4输入/输出设备,1.输入设备将输入的数据、程序等转换成二进制，并送入内存。,键盘,光电鼠标,扫描仪,光笔,轨迹球,无线鼠标,游戏操纵杆,28,2.输出设备,显示器,针式打印机,喷墨打印机,激光打印机,将计算机处理的结果转换成人们能够识别的数字、字符、图像、声音等形式显示、打印或播放出来,29,显卡：显示器通过显卡与计算机主机连接,30,3.常用多媒体设备,。,31,(1)声卡又称音频卡，通常集成在主板上。主要功能：录制与播放即可以录音和播放。编辑与合成处理对进行多种特效处理，例如：加入回声、倒放、淡入淡出、单声道放音和左、右声道交叉放音等。MIDI接口用于外部电子乐器与计算机之间的通信，实现对带MIDI接口的电子乐器的控制和操作,32,（2）IEEE1394卡速度可达450MB/S用于连接外部设备，如硬盘、打印机、扫描仪用于连接家电：如数码相机、DVD播放机、视频电话通常IEEE1394接口通常有两种：6针槽口可连接至IEEE1394缆线4针槽口专门用来直接连接摄像机,33,（3）数码相机DC特点心脏是电荷耦合器件(CCD)将可见光转换成电信号将照片存储在存储卡中,专业数码相机,高级数码相机,中级数码相机,影像,照片存储在存储卡中,USB接口,计算机,在计算机上浏览照片,存储卡,34,（4）数码摄像机特点数码摄像机的优点是动态拍摄效果好在拍摄静止图像时的效果不如数码照相机。带有S-Video、AV、DVIn/Out等接口。DVIn/Out接口：标准的数码输出/输入接口一种小型的4针1394接口。,专业数码摄像机,家用数码摄像机,家用数码摄像机,35,将视频输出到计算机,将数码摄像机存储卡上的影像输入到计算机,1394接口,DV接口,VCR状态,iLink,Firewire,启动采集编辑软件,USB接口,36,接入电视机使用RCA线缆：红色代表右边的音频线路白色代表左边的音频线路黄色代表视频线路,VCR状态,RCA线缆,37,思考题,1微型计算机的基本结构由哪几部分构成？