大学计算机基础教程.ppt
《大学计算机基础教程.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《大学计算机基础教程.ppt(72页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、科学出版社科学出版社科学出版社 Science Press Science Press Science Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程大学计算机基础教程 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望科学出版社科学出版社科学出版社 Science Press Science Press Science Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程第1章计算机系统2科学出版社科学出版社科学出版社 Science Press Science Pres
2、s Science Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程本章提要本章提要:本本章章主主要要介介绍绍了了计计算算机机系系统统的的基基本本组组成成;主主板板的的功功能能;CPUCPU的的构构成成部部件件、各各部部件件功功能能、CPUCPU主主要要性性能能指指标标;ROMROM与与RAMRAM的的功功能能、内内存存的的主主要要性性能能指指标标、存存储储容容量量的的表表示示;显显卡卡、声声卡卡、网网卡卡的的主主要要功功能能;显显示示器器的的种种类类及及主主要要性性能能指指标标;硬硬盘盘存存储储容容量量的的计计算算及及主主要要性性能能指指标标;光光盘盘及及U U盘盘的的特特点点;系系统统软软件
3、件与与应应用用软软件件的的特特点点;冯冯诺诺依依曼曼机机型型的的主主要要特特征征;计计算算机机的的存存储储程程序序工工作作原原理理;访访存存的的局局部部性性原原理理;采采用用高高速速缓缓冲冲存存储储器器(Cache)(Cache)的的目目的的;三三级级存存储储体体系系;数数值值数数据据在在计计算算机机中中的的表表示示;西西文文字字符符在在计算机中的表示(计算机中的表示(ASCIIASCII码);汉字在计算机中的表示等;码);汉字在计算机中的表示等;3科学出版社科学出版社科学出版社 Science Press Science Press Science Press大学计算机基础教程大学计算机基础
4、教程1.1 计算机系统的基本组成计算机系统的基本组成一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。如图组成。如图1.11.1所示。所示。图1.1 计算机系统逻辑结构图4科学出版社科学出版社科学出版社 Science Press Science Press Science Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程1.1.1 计算机硬件系统计算机硬件系统 计算机硬件系统就是我们所看到的实际物理设备,由主计算机硬件系统就是我们所看到的实际物理设备,由主机和外部设备组成。机和外部设备组成。1.主机设备主机设备 主机设备是指电脑机箱内所有的设
5、备,它可以分为主机主机设备是指电脑机箱内所有的设备,它可以分为主机板部分、驱动器部分、接口卡部分。板部分、驱动器部分、接口卡部分。(1 1)主机板部分)主机板部分 主机板部分是微型计算机机箱内最重要主机板部分是微型计算机机箱内最重要的部分,包括主机电路板(主板)、的部分,包括主机电路板(主板)、CPUCPU、内存、机箱和、内存、机箱和电源。电源。主板:又叫主机电路板、系统板。它安装在机箱内,主板:又叫主机电路板、系统板。它安装在机箱内,是微型计算机最基本的也是最重要的部件之一。它是一块是微型计算机最基本的也是最重要的部件之一。它是一块印刷电路板,其功能是将中央处理单元(印刷电路板,其功能是将中
6、央处理单元(CPUCPU)、只读存)、只读存储器(储器(ROMROM)、随机存储器()、随机存储器(RAMRAM)、输入输出()、输入输出(I/OI/O)控)控制电路、扩充插槽、面板控制开关和指示灯等部分有机地制电路、扩充插槽、面板控制开关和指示灯等部分有机地联接在一起。联接在一起。主板示例图如图主板示例图如图1.21.25科学出版社科学出版社科学出版社 Science Press Science Press Science Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程图1.2 微型计算机主板图片6科学出版社科学出版社科学出版社 Science Press Science Press Sci
7、ence Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程 主板上一般有主板上一般有3-83-8个扩展插槽,供微型计算机外围设个扩展插槽,供微型计算机外围设备的控制卡插接。通过更换这些插卡,可以对微型计算机备的控制卡插接。通过更换这些插卡,可以对微型计算机进行局部升级,使用户在配置机型方面有更大的灵活性。进行局部升级,使用户在配置机型方面有更大的灵活性。主板在整个微型计算机系统中扮演着非常重要的角色,主板在整个微型计算机系统中扮演着非常重要的角色,主板的类型和档次决定着整个微型计算机系统的类型和档主板的类型和档次决定着整个微型计算机系统的类型和档次,主板的性能影响着整个微型计算机系统的性能。目前
8、次,主板的性能影响着整个微型计算机系统的性能。目前生产主板的企业有多家生产主板的企业有多家,各厂家主板的构成又不一致。有各厂家主板的构成又不一致。有的用扩展插槽外接声卡和网卡,有的则将声卡和网卡集成的用扩展插槽外接声卡和网卡,有的则将声卡和网卡集成在主板上(图在主板上(图1.21.2就是将声卡和网卡集成在主板上)。有就是将声卡和网卡集成在主板上)。有的主板只能使用特定的的主板只能使用特定的CPUCPU,如带有,如带有IntelIntel芯片组的主板,芯片组的主板,只能使用只能使用IntelIntel的的CPUCPU。带有。带有AMDAMD芯片组的主板,只能使用芯片组的主板,只能使用AMDAMD
9、的的CPUCPU等。等。7科学出版社科学出版社科学出版社 Science Press Science Press Science Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程 中央处理器(中央处理器(Central Processing UnitCentral Processing Unit),简称简称 CPUCPU。由运算器和控制器组成,分别由运算电路和控制电。由运算器和控制器组成,分别由运算电路和控制电路实现。是任何计算机系统中必备的核心部件。路实现。是任何计算机系统中必备的核心部件。运算器是对数据进行加工处理的部件,它在控制器的运算器是对数据进行加工处理的部件,它在控制器的作用下与内存
10、交换数据,负责进行各类基本的算术运算、作用下与内存交换数据,负责进行各类基本的算术运算、逻辑运算和其他操作。运算器由算术逻辑单元逻辑运算和其他操作。运算器由算术逻辑单元(Arithmetic Logic UnitArithmetic Logic Unit,ALUALU)、累加器、状态寄存器)、累加器、状态寄存器和通用寄存器等组成。和通用寄存器等组成。ALUALU是用于完成加、减、乘、除等是用于完成加、减、乘、除等算术运算,与、或、非等逻辑运算以及移位、求补等操作算术运算,与、或、非等逻辑运算以及移位、求补等操作的部件。的部件。控制器是整个计算机系统的指挥中心,负责对指令进控制器是整个计算机系统
11、的指挥中心,负责对指令进行分析,并根据指令的要求,有序地、有目的地向各个部行分析,并根据指令的要求,有序地、有目的地向各个部件发出控制信号,使计算机的各部件协调一致地工作。控件发出控制信号,使计算机的各部件协调一致地工作。控制器由指令指针寄存器、指令寄存器、控制逻辑电路和时制器由指令指针寄存器、指令寄存器、控制逻辑电路和时钟控制电路等组成。寄存器是钟控制电路等组成。寄存器是CPUCPU的一个重要组成部分,的一个重要组成部分,是是CPUCPU内部的临时存储单元。寄存器既可以存放数据和地内部的临时存储单元。寄存器既可以存放数据和地址,又可以存放控制信息或址,又可以存放控制信息或CPUCPU工作的状
12、态信息。工作的状态信息。8科学出版社科学出版社科学出版社 Science Press Science Press Science Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程 CPUCPU档次的高低,直接决定了一个计算机系统的档次。档次的高低,直接决定了一个计算机系统的档次。反映反映CPUCPU档次的最重要指标是主频和数据传送的位数(字档次的最重要指标是主频和数据传送的位数(字长)。长)。主频也叫时钟频率,单位是主频也叫时钟频率,单位是MHzMHz,用来表示,用来表示CPUCPU的运算的运算速度。主频说明了速度。主频说明了CPUCPU的工作速度,一般来说,主频越高,的工作速度,一般来说,主频
13、越高,CPUCPU的运算速度越快。常用的的运算速度越快。常用的CPUCPU主频有主频有1.5GHz1.5GHz、2.0GHz2.0GHz、2.4GHz2.4GHz等。等。CPU CPU传送数据的位数是指计算机在同一时间能同时并行传送数据的位数是指计算机在同一时间能同时并行传送的二进制信息位数。人们常说的传送的二进制信息位数。人们常说的1616位机、位机、3232位机和位机和6464位机,是指该计算机中的位机,是指该计算机中的CPUCPU可以同时处理可以同时处理1616位、位、3232位和位和6464位的二进制数据。位的二进制数据。286286机是机是1616位机,位机,486486机是机是32
14、32位机,位机,PentiumPentium机是机是6464位机。随着型号的不断更新,微型计算机位机。随着型号的不断更新,微型计算机的性能也不断提高。的性能也不断提高。9科学出版社科学出版社科学出版社 Science Press Science Press Science Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程 图1.3 CPU图片(正反两面)10科学出版社科学出版社科学出版社 Science Press Science Press Science Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程 双核处理器双核处理器 计算机处理性能的提升依赖于处理器主频的提升,随计算机处理性能的提升依
15、赖于处理器主频的提升,随着着CPUCPU主频的不断加大和工艺线宽的不断缩小,使得处理主频的不断加大和工艺线宽的不断缩小,使得处理器散热等问题日益严重,单纯的主频提升已经遭遇瓶颈,器散热等问题日益严重,单纯的主频提升已经遭遇瓶颈,而双核心技术的引入是提高处理器性能另一个行之有效的而双核心技术的引入是提高处理器性能另一个行之有效的途径。双核处理器就基于单个半导体的一个处理器上拥有途径。双核处理器就基于单个半导体的一个处理器上拥有两个一样功能的处理器核心,就是将两个物理处理器核心两个一样功能的处理器核心,就是将两个物理处理器核心整合在一个内核之中。核心之间以芯片速度通信,降低了整合在一个内核之中。核
16、心之间以芯片速度通信,降低了处理器之间的延迟。双核处理器之间的延迟。双核CPUCPU所具备的两个物理核心是相所具备的两个物理核心是相对独立的,每个核心都可以拥有独立的高速缓存、寄存器、对独立的,每个核心都可以拥有独立的高速缓存、寄存器、运算单元,可以使两个独立进程互不干扰。这将大大提升运算单元,可以使两个独立进程互不干扰。这将大大提升处理器的工作效率。处理器的工作效率。双核处理器典型的代表是双核处理器典型的代表是AMDAMD公司的双核处理器。它公司的双核处理器。它是将两个内核做在一个晶元上,通过超传输技术让是将两个内核做在一个晶元上,通过超传输技术让CPUCPU内内核直接跟外部核直接跟外部I/
17、OI/O相连的直连架构和集成内存控制器技术,相连的直连架构和集成内存控制器技术,使得每个内核都有自己的高速缓存和专用输入输出通道,使得每个内核都有自己的高速缓存和专用输入输出通道,没有资源争抢的问题,集成度更高。没有资源争抢的问题,集成度更高。11科学出版社科学出版社科学出版社 Science Press Science Press Science Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程 内部存储器内部存储器 存储器按功能可分为主存储器(简称主存或内存)和辅存储器按功能可分为主存储器(简称主存或内存)和辅助存储器(简称辅存或外存)。主存是相对存取速度快而容助存储器(简称辅存或外存)。主
18、存是相对存取速度快而容量小的一类存储器,辅存则是相对存取速度慢而容量很大的量小的一类存储器,辅存则是相对存取速度慢而容量很大的一类存储器。一类存储器。存储器最主要的性能指标有存取时间和存储容量。存储器最主要的性能指标有存取时间和存储容量。数据存入存储器的操作叫写操作,从存储器取出数据的数据存入存储器的操作叫写操作,从存储器取出数据的操作叫读操作,从存储器接收到读(或写)申请命令到从存操作叫读操作,从存储器接收到读(或写)申请命令到从存储器读出(或写入)数据所需的时间称为存储器的存取时间,储器读出(或写入)数据所需的时间称为存储器的存取时间,时间越短,速度就越快。时间越短,速度就越快。一个存储器
19、中所包含的字节数称为该存储器的容量,简一个存储器中所包含的字节数称为该存储器的容量,简称存储容量。存储容量通常用称存储容量。存储容量通常用KBKB、MBMB、GBGB或或TBTB表示,其中表示,其中B B是字节(是字节(ByteByte),并且),并且1KB=1024B1KB=1024B,1MB=1024KB1MB=1024KB,1GB=1024MB1GB=1024MB,1TB1TB1024GB1024GB。例如,。例如,640KB640KB就表示就表示6401024=6553606401024=655360个字节。个字节。12科学出版社科学出版社科学出版社 Science Press Sci
20、ence Press Science Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程 主存储器,也称为内部存储器(简称内存),内存直主存储器,也称为内部存储器(简称内存),内存直接与接与CPUCPU相连接,是计算机中主要的工作存储器,当前运相连接,是计算机中主要的工作存储器,当前运行的程序与数据存放在内存中。行的程序与数据存放在内存中。内部存储器按其工作方式的不同,可以分为随机存取内部存储器按其工作方式的不同,可以分为随机存取存储器(简称随机存储器或存储器(简称随机存储器或RAMRAM)和只读存储器(简称)和只读存储器(简称ROMROM)。)。随机存储器。随机存储器允许随机的按指定内存单元随机
21、存储器。随机存储器允许随机的按指定内存单元的地址从内存单元中取出或向该内存单元写入数据(简称的地址从内存单元中取出或向该内存单元写入数据(简称对内存单元的读写),这一特性使得其对任何地址的存取对内存单元的读写),这一特性使得其对任何地址的存取时间都是相同的。由于信息是通过电信号写入时间都是相同的。由于信息是通过电信号写入RAMRAM的,所的,所以断电时以断电时RAMRAM中的信息就会丢失。中的信息就会丢失。13科学出版社科学出版社科学出版社 Science Press Science Press Science Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程图1.4 内存图片14科学出版社科学
22、出版社科学出版社 Science Press Science Press Science Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程 计算机工作时使用的程序和数据等都存储在计算机工作时使用的程序和数据等都存储在RAMRAM中,中,所以在完成处理任务时,应将这些工作的程序或数据存储所以在完成处理任务时,应将这些工作的程序或数据存储到外存储器中,否则关机后信息就会丢失。我们通常所说到外存储器中,否则关机后信息就会丢失。我们通常所说的内存大小就是指的内存大小就是指RAMRAM的大小,一般以的大小,一般以MBMB为单位。为单位。只读存储器。只读存储器是只能读出而不能随意写入只读存储器。只读存储器是
23、只能读出而不能随意写入信息的存储器。信息的存储器。在制造在制造ROMROM的时候,就将一些常规信息存入的时候,就将一些常规信息存入ROMROM并永久并永久保存。这些信息只能读出而不能写入。当计算机断电后,保存。这些信息只能读出而不能写入。当计算机断电后,ROMROM中的信息不会丢失。当计算机重新被加电后,其中的中的信息不会丢失。当计算机重新被加电后,其中的信息保持原来的不变,仍可被读出。信息保持原来的不变,仍可被读出。15科学出版社科学出版社科学出版社 Science Press Science Press Science Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程 机箱和电源机箱和电源
24、机箱是计算机的外壳,从外观上分为卧式和立式两种。机箱是计算机的外壳,从外观上分为卧式和立式两种。机箱一般包括外壳、用于固定软硬驱动器的支架、面板上机箱一般包括外壳、用于固定软硬驱动器的支架、面板上必要的开关、指示灯和显示数码管等。通常在主机箱的正必要的开关、指示灯和显示数码管等。通常在主机箱的正面都有电源开关面都有电源开关PowerPower和和ResetReset按钮,按钮,ResetReset按钮用来重新按钮用来重新启动计算机系统(有些机器没有启动计算机系统(有些机器没有ResetReset按钮)。按钮)。电源是微型计算机的供电系统,用来给主机及其他的电源是微型计算机的供电系统,用来给主机
25、及其他的外部设备提供电源。外部设备提供电源。(2 2)驱动器部分)驱动器部分 驱动器部分是驱动存储介质的电路。是辅助存储器的驱动器部分是驱动存储介质的电路。是辅助存储器的驱动装置。包括软盘驱动器,硬盘驱动器,光盘驱动器等。驱动装置。包括软盘驱动器,硬盘驱动器,光盘驱动器等。除了硬盘驱动器与硬盘装于一体外,其它驱动器都是与存除了硬盘驱动器与硬盘装于一体外,其它驱动器都是与存储介质分开的。储介质分开的。16科学出版社科学出版社科学出版社 Science Press Science Press Science Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程 (3 3)接口卡部分)接口卡部分 包括显卡
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 大学计算机 基础教程
限制150内