《大学计算机信息技术教程》教学纲要

《大学计算机信息技术教程》教学纲要（第一章至第二章）基本教学要求!了解信息技术的基本概念、情况与发展;2熟悉计算机硬件的结构、组成与基本原理;了解数字媒体的基本知识,熟悉数字媒体的获取、表示、处理及有关的应用；了解计算机网络的组成,掌握Internet的主要功能与初步原理；了解计算机软件的分类和功能,程序设计与软件开发的基本知识；了解数据库的基本概念,若干典型的信息系统及信息系统开发的有关原理和方法；第1章信息技术概述学习目标与要求.了解什么是信息,什么是信息处理,什么是信息技术。.了解什么是微电子技术,它的作用和意义。.初步理解通信系统的组成和数据通信的基本原理。,了解通信系统的分类和通信技术的发展前景。.掌握传输介质的分类和各自的适用范围6理解什么是比特和比特的运算,掌握二进制数与十进制数、ハ进制数、十六进制数的关系,熟悉整数和实数在计算机内的表示方法。L1信息与信息技术ー、信息与信息处理!信息:从客观事物立场上看:信息是事物运动的状态及状态变化的方式。从认识主体立场上看：信息是认识主体所感知或所表述的事物运动及其变化方式的形式、内容和效用。世间的一切事和物都在运动,都具有一定的运动状态,这些运动状态都按某种方式发生变化，因而都在产生信息。例如：汽车的速度、耗油量:股市中股票行情:菜市中菜的价格;图书馆中图书的名称、位置、作者等等。信息处理:人们获得的信息有时要经过加工オ能成为真正有用的信息,如股市中涨、跌率是要通过对价格的处理才能得到的,乂如学生的总分、平均分也是要对学生成绩进行处理才能得到。（再生信息）图1一1 人工进行信息处理的过程信息处理:包括信息的收集、加工、存储、传递、施用（如显示）等内容。二、信息技术:人类的信息器官有:感觉器官（眼、耳、舌等）、神经网络、思维器官（大脑）及效应器官（手、脚等）。信息技术:用来扩展人们信息器官功能、协助人们进行信息处理的一类技术。基本的信息技术包括：扩展感觉器官功能的感测（获取）与识别技术;扩展神经网络功能的通信与存储技术;扩展思维器官功能的计算（处理）技术;扩展效应器官功能的控制与显示技术；信息处理系统;用于辅助人们进行信息的获取、传递、存储、加工处理、控制及显示的综合使用各种信息技术的系统。图1—2信息处理系统示意图信息处理系统分类:从自动化程度分:人工的半自动的全自动的从技术手段上分:机械的电子的和光学的从通用性来看：专用的通用的从应用领域分：五花ハ门如：雷达系统（感知与识别为主）、电视系统（单向的、点到多点的以传递信息为主）、图书（收藏和检索为主）2电子信息技术简介现代信息技术的主要物征:采用电子及激光技术;以计算机为基础（computer_based）以软件为核心（software一centric）信息技术领域：微电子、通信、广播、计算机、遥感遥测、自动控制、机器人等ー、 微电子技术：1微电子技术与集成电路:微电子技术:是在电子电路和系统的超小型化及微型化过程中逐渐形成和发展起来的,以集成电路为核心的电子技术。微电子技术是信息技术领域中的关键技术。是发展电子信息产业和各项髙技术的基础。电子技术的发展：电子管：产生了广播、电视、仪器仪表、第一代电子计算机等。晶体管:电子电路在小型化方面有了进步。第二代电子计算机等。集成电路（IntegratedCircuit简称IC）:ー个微型化的电路或系统。根据所包含的晶体管数目的不同,集成电路可分为小规模SSI（smallscaleintegration）（100个）、中规模MSI（100—3000个）、大规模LSI（3000—10万个）、超大规模VLSI（10万一100万个）和极大规模（100万个以上）等集成度不同的集成电路。中、小规模:以简单的门电路或单级放大器为集成对象。大规模:功能部件、子系统为集成对象。（如微处理器、芯片组、图形加速芯片等）集成电路类型： （d）超大规模集成电按结构、电路、エ艺分:双极型（bipolar）, MOS、 bi—MOS按功能分：数字集成电路（存储器、微处理器等） 模拟集成电路（信号放大器等）按用途分：通用集成电路（微处理器、存储器等）专用集成电路（ASIC）微电子技术的功能和意义：微电子技术是信息领域中的关键技术,是发展电子信息产业和各项高技术的基础,微电子技术的飞跃发展，为电子信息技术的广泛应用,开辟了广阔的道路。集成电路芯片是微电子技术的结晶，它们是计算机的核心。先进的微电子技术制造出先进的集成电路芯片，使用先进的芯片可以制造高性能的计算机,利用计算机进行集成电路的设计、生产过程控制及自动测试,双能制造出性能更高、成本更低的集成电路芯片。集成电路是现代信息产业和信息社会的基础,是改造和提升传统产业的核心技术。为了在未来髙科技竞争中取得领先地位,我们必须充分重视和加快发展微电子技术。2集成电路的制造：（不作要求）集成电路是在硅衬底上制作而成的。制备集成电路所用的工艺技术称为硅平面工艺，它包括氧化、光刻、掺杂和互连等多项ェ序。集成电路工序大约有400多道工序。许多エ序必须在恒温、恒湿、超洁净的无尘厂房内完成，最后--道工序为成品测试。生产、控制及测试设备也异常昂贵。3集成电路的发展趋势及速度：Moore（摩尔）定律:单块集成电路的集成度平均每18—24个月翻一番。发展趋势:体积小重量轻可靠性高工作速度:集成电路的工作速度取决于组成逻辑门电路的晶体管的尺寸，尺寸越小,速度越快。纳米芯片Inm=10-9m（晶体管基本线条小到纳米级，且线路的电流微弱到仅有几十甚至几个电子流动时仍能正常工作的芯片，量子器件）4IC卡是集成电路卡的简称，把集成电路密封在卡基内部IC卡的类型:（1）按芯片分类:・存储器卡：封装的集成电路为存储器,信息可长期保存，也可通过读卡器改写。结构简单,使用方便。用于安全性要求不高的场合，如电话卡、水电费卡、公交卡、医疗卡等（带加密逻辑的存储器卡增加了加密电路）■CPU卡:封装的集成电路为中央处理器（CPU）和存储器,还配有操作系统（ChipOperatingSystem）,处理能力强,保密性更好,常用作证件和信用卡使用。手机中使用的SIM卡就是ー种特殊的CPU卡。（2）按使用方式分类:・接触式IC卡（如电话IC卡）表面有方型镀金接口,共8个或6个镀金触点。使用时必须将IC卡插入读卡机,通过金属触点传输数据。用于信息量大、读写操作比较复杂的场合,但易磨损、怕脏、寿命短•非接触式IC卡（射频卡、感应卡）采用电磁感应方式无线传输数据，解决了无源（卡中无电源）和免接触问题。操作方便,快捷,采用全密封胶固化,防水、防污,使用寿命长。用于读写信息较简单的场合，如身份验证等1.3通信技术入门!概述:通信:各种信息的传递均可称为通信。现代通信:使用电波或光波传递信息的技术。（又称为电信,是双向通信）如：电报电话广播电视（单向）通信三要素:信息的发送者（信源）信息的接受者（信宿）信息的载体与传播媒介（称为信道）图1-6通信系统模型编码器、解码器：为了提髙信道的传输效率,减少传输中的差错，在信息送到信道上之前对它进行编码，到达目的地后进行解码。分路（复用）技术：为了提高传输线路的利用率,采用的方法是使多个数据通信合用ー条传输线。通信系统（电信网）的类型：按业务种类分：电话网电报网数据通信网传真通信网图像通信网等按服务区域范围分：本地网农村电信网长途电信网移动通信网国际电信网等按传输媒介的种类分:电缆通信网光缆通信网卫星通信网用户光纤网低轨道卫星移动通信网等按信息信号形式分：模拟通信网数字通信网数字模拟混合网等有线载波通信：有线载波通信的工作原理及过程：使用明线、对称电缆或同轴电缆作为传输介质，利用频率分割原理实现在有线信道上的多路复用。其过程为：发信端的各路信号对不同载波频率进行调制,分别搬移到不同频带后,同时在同・线路上传输。收信端对线路信号放大后,按上述相反顺序用滤波器分开各路信号,经过解调恢复原来的信息。依据所用的传输介质不同,有线载波通信可分为以下类型及特点:明线载波系统:频带窄传输容量有限（传输容量3-12路电话）易受气候变化的影响通信质量不稳定多用于业务量小的次要传输线路对称电缆载波系统:可采用多线对、双电缆制的4线制传输,各线对采用双绞线,每对线对可传输60路电话。适用于干线通信同轴电缆载波系统:具有良好的传输特性和屏蔽特性,可以构成大容量的载波通信系统，适用于主要传输干线。有线载波通信主要用来传输电话、电报、传真和数据，也可传输广播、可视电话和电视节目。光纤通信:利用光导纤维（光纤）传导光信号来进行通信的技术。光纤通信的工作过程:信息（转换）ー电信号（控制光源）一光信号（通过光纤传输）一接受端（检测和放大）f电信号（电接受机恢复）f信息特点：光波也是ー种电磁波,（频率比有线载波中的电磁波高出几个数量级）通信容量大，不受高压线和雷电的叫磁感应,抗核辐射的能力也强，保密性强，传输损耗小。但光信号传输距离短（传输中间要进行多次光/电、电/光转换）。光纤通信领域前沿技术：全光网（光信号在传输过程中不需要转换）微波通信：微波是一种具有极高频率的电磁波，波长很短，利用微波进行通信，频带宽，数据传输速率高，且是直线传播，适用于不同建筑物之间的局域网互联。微波通信主要有以下三种方式：•地面微波接カ通信:容量大、建设费用省、抗灾能力强;适用于长距离、大容量通信。•卫星通信:•对流层散射通信：5卫星通信：利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电信号，实现在两个或多个地球站之间的通信。（是微波接カ通信技术和空间技术相结合的产物）。通信卫星工作的基本原理:从地面站1发出的无线电信号,被卫星通信天线接收后，首先在通信转发器中进行放大、变频和功率放大，然后由卫星的通信天线把放大后的信号重新发向地面站2,从而实现两个地面站或多个地面站的远距离通信。卫星通信分类及特点:•中、低轨道卫星通信：覆盖面小，路径损耗低，传播时延短，主要用于个人全球通信。•同步轨道卫星：覆盖面大适用于卫星到车、船和飞机等移动体上的通信。卫星通信特点:通信距离远,频带很宽，容量大，信号受到的干扰小，通信稳定。技术难度大，价格贵。6移动通信:指移动用户之间、移动用户与固定用户之间的通信。移动通信系统包括：蜂窝移动、集群调度、无绳电话、寻呼系统和卫星系统。移动通信技术的特点：干扰严重（车辆噪声、电台干扰）、综合各种技术（交换机技术、计算机技术、传输技术）、对设备要求苛刻等（户外、野外环境条件差）。移动通信的组成及作用:•移动台：是移动通信的终端，它是接收无线信号的接收机，包括手机、呼机等•基站：是与移动台联系的个固定收发机,接收移动台的无线信号，每个基站负责与ー个特定区域的所有移动台进行通信。»移动电话交换中心：通过微波或有线与基站交换信息进行彼此联系，再与公共电话网进行连接。

固定电话交换固定电话交换局动话换心移电交中个人移动通信的发展:第・代:采用的是模拟技术。（称之为蜂窝式模拟移动通信系统）第二代:采用时分多址（TDMA）或码分多址（CDMA）技术目前我国采用的GSM（制式）是属于第二代数字移动通信阶段的技术。第三代：IMT-2000通信系统:2000年商用并工作在2000MHz频段上的国际移动通信系统。目标：全球漫游适应多种环境提供高质量的多媒体业务提供足够的系统容量。移动通信技术的发展前景：提高频谱利用率,开拓更髙频带开发卫星移动通信系统：目前有海事卫星系统等新体制的研究：目前有窄带（TDMA）和宽带的（CDMA）两个派别。全球一网,每人一号,实现人类通信理想目标。当代通信技术的发展方向：数字化、综合化、智能化、宽带化、移动化和个人化。1.4数字技术基础、什么是二进制!二进制计算机处理各种信息,首先需要将信息表示成为具体的数据形式。二进制是计算机中数制的基础。所谓二进制形式，是指每位数码只取二个值，要么是“0”，要么是“ド,数码最大值只能是1,超过1就应向高位进位。通常我们所使用的十进制是逢十进一,而二进制则是逢二进〇一般地,ー个十进制数：S=Kボー…KR.KK2…K•所代表的实际数值是:S=KnX10n+K„-iX10n,+...K1XlO，+KoX10°+K-,X10'+K-2X102+—+K-.X10"如1997.82代表的实际数值是：1997.82=1X103+9X102+9X1O'+7X10°+8X10'+2X102同理，一个二进制数：S=K„K„,-KiKo.KiK2…K•所代表的实际数值是:S=K„X2n+Kn-iX2n,+-K1X2'+KoX20+K-iX2'+K-X22+-+K„X2"如1101.01代表的实际数值是:1101.01=1X2S+1X22+0X2'+1X2°+0X2'+1X22同样，ハ进制，十六制有类似的表示。ハ进制：它有八个基本字符号：0,1,2,3,4,5,6,7,逢ハ进ー,它的基数是8。如：ハ进制75.62可以表示成:（75.62）8=7X8'+7X8°+6X8-1+2X8-2十六进制:它有十六个基本字符号:0，1，2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F,逢十六进ー,它的基数是16。如:A89.EF十六进制可以表示成:(A89.EF)!6=AX162+8X16'+9X16°+EX16'+FX162为什么要使用二进制二进制中只有0和1两个符号二进制数的运算规则很简单计算机的理论基础之一是数理逻辑,数理逻辑中的“真”和“假”可以分别用“1”和“0”来表示,这样就把非数值信息的逻辑运算与数值信息的算术运算联系起来.电路容易实现二、不同进制数的相互转换十进制数つ二进制数转换方法：整数和小数分开转换整数部分：除以2逆序取余小数部分:乘以2顺序取整二进制数•>十进制数转换方法：二进制数的每一位乘以其相应的权值,然后累加即可得到它的十进制数值例:11101.1011B=1X24+1X23+1X22+OX21+1X2o+1X2_1+OX2_2+1X2-3+1X2-4=29.6875ハ进制数与二进制数的互换ハ进制f二进制:把每个ハ进制数字改写成等值的3位二进制数,且保持高低位的次序不变例：2467.32Q-010100110111.011010B二进制fハ进制:整数部分从低位向高位每3位用ー个等值的ハ进制数来替换,不足3位时在高位补〇凑满3位;小数部分从髙位向低位每3位用ー个等值ハ进制数来替换,不足3位时在低位补0凑满三位例:1101001110.11001B-001101001110.110010B―1516.62Q十六进制数与二进制数的互换转换方法:与八、二进制互换的方法类似例1：35A2.CFH-*11010110100010.1100HUB例2：1101001110.110011B-34E.CCH•起练习：15以内的十、二、ハ、十六进制数不同进位制数之间的转换请将下列数据进行转换：(78.125)10=(1001110.001)2(11001110.101)2=(206.625)10三、二进制信息的计量单位二进制的每一位(即“0”或“1”)是组成二进制信息的最小单位，称为ー个“比特”(bit),或称“位元”，简称“位”，用小写字母“b”表示。比特是计算机中处理、存储、传输信息的最小単位。8个二进制为ー个字节(Byte),也称“位组”,用大写字母“B”表示。1024个字节叫1KB,1024K个字节叫1MB,1024M个字节叫1GB。・二进制位、字节、千字节、兆字节之间的换算关系如下:(bit)(Byte)(KB)(MB)(GB)(TB)字位一字节ー千字节一兆字节ー千兆字节一兆兆字节8bit1024B 1024KB1024MB 1024GB2,°B22OB2gB210B在计算机中,存储、传送或操作的ー个处理单位称计算机字或字(word)«每个字所含的二进制数或字节数量称为字长。字长是标志计算机精度的一项技术指标。一台计算机的字长,在设计的时候就确定了,双位字长的字,称为双字。例如，若・台计算机的字长为4个字节，则其字长为32位二进制,双字长为64位二进制。在网络中传输二进制信息时，由于是一位一位串行传输的，传输率的度量单位与上述有所不同，经常使用的单位有:(b/s)(Kb/s)(Mb/s) (Gb/s)比特 千比特 兆比特 千兆比特b/s 1000b/s 1000Kb/s 1000Mb/s103b/s 106b/s10Vs四、数值信息在计算机内的表示!整数(定点数)计算机中的整数有正整数(也称“不带符号的整数”)和整数两类(也称“带符号的整数”),它们可以用8位、16位、32位、甚至64位来表示。正整数：8位表示:取值范围是〇、255(28-1)16位表示:取值范围是〇~65535(216-1)32位表小:取值范围是〇~232T64位表示:取值范围是〇~264-1带符号的整数必须用一个二进位作为其符号位,一般总是最高位(最左面的一位),而且用“0”表示“+”，(正数)，用“1”表示“-”(负数)。例如：(00101011)2=+43；(10101011)2=-43:可见，8位表示的整数:取值范围ー127'+127(-27+1'27-1)16位表示的整数:取值范围-32768'+32767(215+1'215-1)32位表示的整数:取值范围:-231+1~231-164位表示的整数:取值范围:-264+1'264-1.反码、补码上面对整数的表示方法称为‘‘原码“，计算机中对于负整数的另外两种表示方法分別叫做“反码”和“补码”。・负数的反码表示：符号位仍为“「‘，但绝对值部分正好与原码相反(“〇”变为“1”，"「变为“0'’)。例如(—43)w=(10101011)2；(13)反=(11010100)2；• 负数的补码表示:符号位也是为“1”,但绝对值部分却是反码的最低位加‘T’后得到的结果。例如(13)板=(10101011)2；(一3)反=(11010100)2;(一13)"=(11010101)2;实数(浮点数)的表示在计算机中实数也叫做“浮点数”,用指数(整数)和尾数(纯小数)来表示。如: (56.725)io=lO2X(0.56725)(1001.011)2=2IOOX(0.1001011)(-0.0010101)2=21°X(-0.10101)浮点表示法：用指数和尾数表示实数的方法。第2章计算机组成原理学习目标与要求.了解计算机的发展与作用,掌握计算机硬件的主要组成部分及其功能、计算机的主要类型及他们的用途。.了解微处理器的特点、功能、应用及大概的发展情况。.掌握CPU的结构与工作原理,理解什么是指令,它在计算机中的执行过程。.熟悉PC机的物理组成，理解芯片组与其他部件的关系。.理解和掌握内存储器的分类和功能.理解!Z0总线、I/O控制器、I/O接口及!yO设备的功能与相互关系。.掌握常用输入设备的功能,了解其结构与原理.掌握常用输出设备的功能,了解其结构与原理。.了解磁盘、光盘的类型、结构与原理。2.1计算机的组成与分类ー、 计算机的组成:硬件系统：所有实际物理装置的总称。软件系统：各种程序和相关的数据及文档。程序：ー个规定计算机操作的指令序列。数据：程序的处理对象。文档:设计报告、使用说明及相关的技术资料。冯・诺依曼计算机原理及逻辑结构：原理：“存储程序控制”计算机工作时,CPU从内存取出指令和数据，按指令的规定，对数据进行运算处理,宜到程序完成为止。逻辑结构:计算机硬件组成示意图硬件组成:（5大部件）运算器:进行算术和逻辑运算的部件。控制器:根据指令向各部件发出控制信号控制各部件工作的部件。存储器:存放程序和数据的部件。输入设备：向计算机输入信息的设备。输出设备：将计算机中处理的信息用人们能识别的方式显示输出的设备。中央处理器（CentralProcessingUnit）CPU=运算器+控件器微处理器（MP）：指使用单片大规模集成电路制成的、具有运算和控制功能的处理器。二、 计算机的分类：按内部逻辑结构分：单处理机、多处理机（并行机）、16位、32位等按性能、用途和价格分：巨型计算机：CPU由多处理器组成,速度达每秒万亿次以上。大型计算机:CPU有4、8、16、32个甚至更多个处理器组成,一般用做服务器。（企业级）小型计算机：用于部门管理等。个人计算机：（PersonalComputrePC）:单片微处理器台式便携式两类工作站：具有高速的运算能力和强大的图形处理功能的个人电脑三、 微处理器和PC机微处理器：单片机：把处理器、存储器、输入/输出接口电路等都集成在ー块单块芯片上的大规模集成电路，称为微控制器,也叫单片机。微处理器的技术指标:字长;指运算器和寄存器的宽度。一般有4位8位16位32位64位80年代的苹果机8位微处理器16位机:Intel808632位机：Intel8038680486等此时也用图形界面的操作系统Pentium（奔腾处理器）:运算速度每秒完成100万次整数运算。100MIPS后来又有PentiumMMXPentiumPROPentiumIIPentiumIIIPentium4微处理器出现CPU的结构与原理ー、CPU的逻辑结构:（三个部分）运算器:对数据进行各种算术运算和逻辑运算控制器：解释指令的含义,控制运算器的操作，记录内部状态。寄存器：用来临时存放参加运算的数据和得到的中间结果。

指令1指令2指令k指令n数据1数据2数据m指令地址

指令得..中央处理器--图CPU的组成及其与内存的关系指令地址

指令得..中央处理器--指令译码部件:分析指令需要执行什么操作,然后让控制器去控制运算器具体执行这些操作。地址转换部件:形成指令所处理的数据存放在内存中的位置（地址）。总线接口部件：为处理器提供了与其他芯片的接口。二、指令与指令系统指令：是ー种用二进制表示的命令语言（机器语言）：它用来规定计算机执行什么操作以及操作对象所在的位置。指令的组成：（两部分）操作码:用来指出计算机应执行何种操作的ー个二进制代码。（+- * /取数存数等）操作数：该指令所操作（处理）的数据或者数据所在存储单元的地址。指令系统（指令组）：ー种CPU所能执行的全部指令。指令系统中不同类型的指令：如：传送指令、逻辑运算指令、移位指令、输入/输出指令等等。★兼容性：每种类型的CPU都有自已的指某ー类计算机的程序代码未必能在其他计算机上运行,这就是计算机的“兼容性”用不同类型CPU,但若它们的指令系统相同，则计算机兼容，否则不兼容。如:Intel公司的奔腾处理与AMD公司或Cyrix公司的CPU指令系统一致，所以两种类型计算机兼容。而苹果公司的计算机用的是Motorola公司生产的PowerPC微处理器，指令系统ワ所与前面的PC机的CPU不相同，所以两者不兼容。同一系列的不同CPU,一般采取“向下兼容方式’’。三、指令的执行过程：机器语言：计算机硬件能够直接执行（识别）的语言。指令的执行过程：7个步骤P34四、CPU的性能:计算机的性能取决于CPU,CPU的性能主要取决于它的速度。CPU速度的测量主要是看它每秒钟能执行多少条指令。但是不同类型的指令执行时所需时间是不同的，因而测量速度有以下不同的方式：方法一：以単字长定点指令的平均执行时间来计算:单位是MIPS（MillionInstructionsPerSecond）方法二:以单字长浮点指令的平均执行速度来计算:单位是MFLOPS（MillionFLOatinginstructionsPerSecond）。CPU速度与工作频率、Cache的关系:⑴与工作频率的关系:工作频率:也称为主频,是决定CPU内部数据传输和指令执行的每ー步的频率。主频越髙,速度越快。关系：CPU速度=主频XIPC（每个时钟可执行的指令条数）CPU的流水线级数越多,IPC越少。.•・主频增长一倍,CPU速度不一定增加一倍。⑵与Cache的关系：Cache的容量越大，CPU速度越快。奔腾处理器提髙CPU速度及扩展功能的措施:（了解）＞提高时钟频率＞增加数据位数＞采用通用寄存器临时存放中间运算结果＞采用多个运算器＞增加cache存储器＞采取流水线方式执行指令＞扩充功能的措施：＞增加浮点运算指令A增加MMX指令＞增加SIMD指令PC机的主机ー、主板、芯片组与BIOS!主板：（母板）主板是整个电脑的组织核心，是整个电脑工作的基础。主板的最重要功能是实现系统总线，实现各主要系统部件之间的信息连接和通信管理。它采用模块化的设计，分成许多功能块，每个功能块由一些芯片或元件来完成。在它上面就集成有如下部件:扩充插槽、BIOS芯片、I/O控制芯片、CPU插槽、控制芯片组、内存条插槽、跳线开关、键盘接口、指示灯接口、主板电源插座、软驱接口、硬盘IDE接口、串行并行接口等。P37图2—8•主板上两块重要的集成电路：-ROM:存放BIOS（基本输入/输出系统）-CMOS：存放硬件配置信息•主板规格：ATX芯片组:芯片组是PC机各组成部分相互连接和通信的枢纽，主板上的所有控制功能几乎都柒成在芯片组内。芯片组实现系统总线的功能，提供各I/O接口及相关的控制。芯片组由2〜4块超大规模集成电路组成。如：Pentium4CPU使用的芯片组850有2片：82850E存储控制器 82810BAI/O控制器注意：（DCPU类型不同时，通常需要的芯片组不同。（2）芯片组提供CPU系统时钟及各种与其同步的时钟。（3）芯片组决定了主板上所能安装的内存最大的容量、速度及可使用的内存条的类型。BIOS：（BasicInput/OutputSystem）BIOS：基本输入输出系统,是存放在主板上只读存储器芯片中的ー组语言程序,具有启动计算机、诊断计算机故障、控制低级输入输出操作的功能。BIOS的内容:（四个部分）POST程序系统自举程序COMS设置程序基本外围设备的驱动程序计算机的启动过程：（I）电源接通后,先执行POST程序。若存在故障,则显示错误信息,系统不能正常启动。若正常，进入下ー步;（2）若用户按下某热键（如Del）,则启动CMOS设置程序，修改硬件配置信息后重新启动。否则进入下ー步;（3）执行自举程序，按CMOS中设定的启动顺序搜索驱动器,读出引导程序调入内存，装入操作系统。二、内存储器典型存取时间 典型容量2ns cache存储器 1MB10ns 主存储器（RAM和ROM） 内存储器256MB-1GB10ms 外存储器（软盘、硬盘、光盘） 外存储器40GB-200GB10s 后备存储器（磁带库、光盘库） 1 10TB-100TB图存储器体系!内存储器的分类及应用RAM:随机存取存储器DRAM（动态）:作主存储器SRAM（静态）作高速缓冲存储器ROM:只读存储器掩膜ROM：一次写入后无法修改PROM:可再次写入EPROM:可改写其中内容FlashROM:低压下不可写,高压下可写。（1）主存储器的功能与原理主存是CPU可直接访问的存储器，用于存放供CPU处理的指令和数据特点；以字节为单位进行连续编址，每个存储单元为1个字节（8个二进位）存储容量:主存储器中所包含的存储单元的总数（单位:MB或GB）存取时间：从CPU送出内存单元的地址码开始，到主存读出数据并送到CPU（或者是把CPU数据写入主存）所需要的时间（单位:ns,1ns=109s）（2）主存储器的类型和速度及其适用的主板

•内存条的类型（内存的封装方式和内存条插槽的规格）:①单列直插式内存条模块72线引脚,32位数据线,②双列直插式内存条模块①单列直插式内存条模块72线引脚,32位数据线,②双列直插式内存条模块168线引脚,64位数据线（DoubleIn-lineMemoryModules,简称DIMM内存条）③Rambus内存条模块（RambusIn-lineMemoryModules,简称RIMM内存条）2Cache存储器:Cache的作用:缓解快速CPU和慢速主存速度不匹配的矛盾。利用程序执行的“局部性原理'将当前频繁访问的指令和数据从主存中读入Cache中,加快程序的运行速度。Cache的容量越大，命中率就越高，对提高系统速度的贡献越大。Cache不能被程序直接访问。ー级Cache（与CPU速度一致）,二级Cache（是CPU主频的一半）。三、I/O操作与控制：I/O操作:特点:-I/O设备工作速度慢ー多个I/O设备可同时工作ー不同计算机配置的I/O设备性能差异大,经常增减更新-I/O设备种类繁多,性能各异,操作控制的复杂程度相差很大,与计算机主机的连接不同・每个I/O设备有各自专用的控制器，接收CPU启动I/O操作的命令后，独立的控制I/O操作的全过程，直到I/O操作完成，最后再通知CPU。I/O操作过程：CPU执行I/O指令,向I/O控制器发出启动命令I/O控制器接受命令，负责对I/O设备进行全程控制当需要传输数据时，I/O控制器发出请求I/O控制器获得授权后,直接向（从）存储器传输数据所有数据传输完毕后,I/O控制器向CPU报告I/O操作完成I/O操作过程中的若干控制:I/O操作是由计算机中许多部件协同完成的:CPU——负责!/O操作的启动I/O控制器——负责在I/O操作期间对!/O设备进行全程控制DMA控制——负责数据传输的控制程序中断——负责向CPU报告I/O操作完成的情况,实现CPU/r