【精品】大学计算机基础复习提纲（可编辑.ppt

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1、大学计算机基础复习提纲主要内容主要内容第一章第一章 计算机的发展史计算机的发展史计算机的发展简史与应用，计算机的主要指标，以及计算机的发展简史与应用，计算机的主要指标，以及计算机的发展趋势，与现代通信的关系。计算机的发展趋势，与现代通信的关系。第二章第二章 微型计算机基础微型计算机基础计算机的基本组成与基本工作原理，计算机的软硬件计算机的基本组成与基本工作原理，计算机的软硬件系统、外部设备。系统、外部设备。第三章第三章 计算机中数据表示与存储计算机中数据表示与存储各种信息在计算机中的存储格式和方法。各种信息在计算机中的存储格式和方法。第四章第四章 操作系统基础操作系统基础操作系统的基本概念、发

2、展和分类，操作系统的工作操作系统的基本概念、发展和分类，操作系统的工作原理，理进程、线程、文件和程序等概念。原理，理进程、线程、文件和程序等概念。2023/2/22主要内容主要内容第五章第五章 多媒体技术基础多媒体技术基础多媒体的概念、声音和图像、动画、视频等多媒体的概念、声音和图像、动画、视频等第九章第九章 信息安全基础信息安全基础信息安全与计算机病毒防治等内容信息安全与计算机病毒防治等内容第十章第十章 计算机网络与计算机网络与InternetInternet技术技术计算机网络基础知识及计算机网络基础知识及InternetInternet的信息浏览、电子邮的信息浏览、电子邮件等应用。件等应用

3、。2023/2/23第一章第一章计算机的发展史计算机的发展史1.1计算机概述计算机概述1.2计算机的发展计算机的发展1.3计算机的主要应用领域计算机的主要应用领域1.4计算机系统的主要技术指标计算机系统的主要技术指标1.5未来计算机的发展趋势未来计算机的发展趋势2023/2/241.1计算机概述计算机概述计算机定义和特点计算机定义和特点计算机分类计算机分类2023/2/251.4计算机系统的主要技术指标计算机系统的主要技术指标运算速度运算速度字长字长主频主频内存容量内存容量高速缓存高速缓存2023/2/281.5未来计算机的发展趋势未来计算机的发展趋势冯冯诺依曼体系结构诺依曼体系结构巨型化、微

4、型化、网络化、多媒体化、智能化巨型化、微型化、网络化、多媒体化、智能化 利用空气的绝缘性能来成倍地提高计算机运行利用空气的绝缘性能来成倍地提高计算机运行速度的新技术，速度的新技术，“空气胶滞体空气胶滞体”导线导线 非冯非冯诺依曼结构诺依曼结构有可能引发计算机革命的新技术至少有三种：有可能引发计算机革命的新技术至少有三种：生物计算机的兴起生物计算机的兴起光子计算机光子计算机量子计算机量子计算机 2023/2/29第二章第二章微型计算机基础微型计算机基础2.1微处理器和微型计算机系统微处理器和微型计算机系统2.2微型计算机的硬件系统微型计算机的硬件系统2.3微型计算机的软件系统微型计算机的软件系统

5、2.4微型计算机的外部设备微型计算机的外部设备2023/2/2102.1微处理器和微型计算机系统微处理器和微型计算机系统微处理器微处理器微处理器构成微处理器构成逻辑运算：与、或、非逻辑运算：与、或、非微型计算机系统构成微型计算机系统构成总线结构：地址总线、数据总线、控制总线总线结构：地址总线、数据总线、控制总线超流水和超标量超流水和超标量指令系统：指令系统：CISC和和RISC2023/2/2112.2微型计算机的硬件系统微型计算机的硬件系统硬件组成硬件组成主机主机CPU+内存储器内存储器（随机存储器（随机存储器RAM，只读存储器，只读存储器ROM，高速缓存器，高速缓存器Cache，BIOS，

6、CMOS）+主板主板+总线总线（系统总线、局部总线）（系统总线、局部总线）外部设备外部设备外存储器外存储器：软盘、硬盘、光盘以及移动硬盘和软盘、硬盘、光盘以及移动硬盘和U盘盘输入设备输入设备：鼠标、轨迹球、键盘、触摸屏、扫描仪等：鼠标、轨迹球、键盘、触摸屏、扫描仪等输出设备输出设备：显示器、打印机、绘图机、声音、影像输显示器、打印机、绘图机、声音、影像输出系统出系统2023/2/2122.3微型计算机的软件系统微型计算机的软件系统软件定义软件定义软件分类软件分类计算机语言：机器语言、汇编、高级语言计算机语言：机器语言、汇编、高级语言软件的生命周期软件的生命周期数据库软件数据库软件2023/2/

7、213第三章第三章计算机中数据表示与存储计算机中数据表示与存储3.1位置计数制位置计数制3.2负数在计算机中的编码负数在计算机中的编码3.3实数在计算机中的表示实数在计算机中的表示3.4十进制数的编码十进制数的编码3.5字符的编码字符的编码3.6模拟信号编码的一般过程模拟信号编码的一般过程3.7数据压缩数据压缩2023/2/2143.1位置计数制位置计数制采用二进制：可行性，可靠性，采用二进制：可行性，可靠性，简易性，逻辑性简易性，逻辑性位置计数制概念位置计数制概念数码数码基数基数位权位权常用数制常用数制二进制、八进制、十进制、十六进制二进制、八进制、十进制、十六进制对应关系对应关系数制之间的

8、转换数制之间的转换，三大类转换方法：三大类转换方法：1.1.非十进制转换为十非十进制转换为十进制的方法，进制的方法，2.2.十进制转换为其他进制的方法，十进制转换为其他进制的方法，3.3.二数二数制、八进制、制、八进制、1616进制之间的转换方法进制之间的转换方法2023/2/2153.2负数在计算机中的编码负数在计算机中的编码整数和定点小数整数和定点小数原码原码反码反码补码补码2023/2/2163.3实数在计算机中的表示实数在计算机中的表示定点数定点数浮点数浮点数2023/2/2173.4十进制数的编码十进制数的编码二进制编码的十进制数，简称二进制编码的十进制数，简称BCD码码(Binar

9、ycodedDecimal)；最常用的最常用的BCD码称为码称为8421BCD码。码。BCD码码可以进行运算，因此它是可以进行运算，因此它是数值编码数值编码，不是字符编码。不是字符编码。2023/2/2183.5字符的编码字符的编码西文字符：西文字符：ASCII码码汉字编码汉字编码输入码输入码、区位码区位码、国标码国标码、机内码机内码、字形码字形码Unicode编码编码2023/2/2193.6模拟信号编码的一般过程模拟信号编码的一般过程模拟信号的离散化模拟信号的离散化离散值的标称化离散值的标称化对有限的标称值进行二进制编码对有限的标称值进行二进制编码2023/2/2203.7数据压缩数据压缩

10、数据压缩的必要性数据压缩的必要性压缩比压缩比压缩编码分类压缩编码分类无损压缩编码无损压缩编码行程（游程）长度编码行程（游程）长度编码等长编码等长编码不等长编码不等长编码：霍夫曼码霍夫曼码替换编码替换编码有损压缩有损压缩2023/2/221第四章第四章操作系统基础操作系统基础4.1操作系统概述操作系统概述4.2操作系统主要功能操作系统主要功能4.3微机操作系统实用技术微机操作系统实用技术4.4常见操作系统常见操作系统2023/2/2224.1操作系统概述操作系统概述裸机裸机软件虚拟机软件虚拟机操作系统操作系统界面：文本界面界面：文本界面,GUI界面界面操作系统与软、硬件的关系操作系统与软、硬件的

11、关系操作系统的发展：操作系统的发展：4个阶段个阶段内核、外壳内核、外壳操作系统分类操作系统分类2023/2/2234.2操作系统主要功能操作系统主要功能处理器管理处理器管理：主要负责处理器的调度。：主要负责处理器的调度。进程（状态）、线程进程（状态）、线程存储器管理存储器管理：实质是对存储：实质是对存储“空间空间”的管理，主要指对内的管理，主要指对内存的管理。存的管理。物理地址、逻辑地址、地址映射物理地址、逻辑地址、地址映射作业管理作业管理：主要负责用户和操作系统的接口管理。：主要负责用户和操作系统的接口管理。作业，调度策略作业，调度策略设备管理设备管理：负责除中央处理机和主存储器以外的其它计

12、算：负责除中央处理机和主存储器以外的其它计算机硬件资源的管理。机硬件资源的管理。设备驱动、设备驱动、I/OI/O操作操作文件管理文件管理：主要负责计算机系统中软件资源的管理。：主要负责计算机系统中软件资源的管理。文件名、路径、文件系统文件名、路径、文件系统2023/2/2244.3微机操作系统实用技术微机操作系统实用技术微机操作系统启动过程微机操作系统启动过程 1 1）运行固化在计算机主板）运行固化在计算机主板ROMROM中的中的BIOSBIOS中的程序中的程序2 2）运行操作系统的启动程序）运行操作系统的启动程序多操作系统多操作系统虚拟机虚拟机WindowsWindows系统的优化系统的优化

13、 （优化大师等）（优化大师等）注册表注册表磁盘空间整理磁盘空间整理应用程序管理应用程序管理2023/2/2254.4常见操作系统常见操作系统Windows操作系统操作系统Macintosh操作系统操作系统UNIXLinux嵌入式操作系统嵌入式操作系统2023/2/226第五章第五章多媒体技术基础多媒体技术基础5.1多媒体技术概述多媒体技术概述5.2声音声音5.3图形和图像图形和图像5.4动画动画5.5视频视频2023/2/2275.1多媒体技术概述多媒体技术概述媒体媒体多媒体（多媒体技术）多媒体（多媒体技术）多媒体技术应用多媒体技术应用2023/2/2285.2声音声音波形波形数字化数字化存储

14、存储声音文件的格式声音文件的格式2023/2/2295.3图形和图像图形和图像色彩模型色彩模型RGBRGB、CMYKCMYK、HSBHSB图像分辨率图像分辨率像素深度像素深度位图和矢量图位图和矢量图常见图像格式常见图像格式2023/2/2305.4动画动画原理原理种类种类2023/2/2315.5视频视频视频信号的数字化视频信号的数字化视频信号的分类视频信号的分类压缩技术压缩技术静态图像静态图像：JPEG，GIF活动图像活动图像：MPEG，MPEG-1(VCD)，MPEG-2(DVD)，MPEG-4(流流)常用的视频文件格式常用的视频文件格式2023/2/232第九章第九章信息安全基础信息安全

15、基础9.1信息安全概述信息安全概述9.2信息安全技术信息安全技术9.3计算机病毒与防治计算机病毒与防治9.4实用计算机安全技术实用计算机安全技术2023/2/2339.1信息安全概述信息安全概述信息安全定义信息安全定义2023/2/2349.2信息安全技术信息安全技术数据加密技术数据加密技术：对称和非对称，单向：对称和非对称，单向MD5MD5数字签名数字签名技术技术 防火墙技术防火墙技术：包过滤防火墙和应用代理防包过滤防火墙和应用代理防火墙，混合型防火墙火墙，混合型防火墙 入侵检测技术入侵检测技术：入侵监测系统：入侵监测系统漏洞扫描技术漏洞扫描技术2023/2/2359.3计算机病毒与防治计算

16、机病毒与防治计算机病毒定义计算机病毒定义计算机病毒计算机病毒特点特点计算机病毒的分类计算机病毒的分类病毒的预防病毒的预防2023/2/2369.4实用计算机安全技术实用计算机安全技术防病毒软件防病毒软件防火墙软件防火墙软件2023/2/237第十章计算机网络与第十章计算机网络与Internet技术技术10.1计算机网络概述计算机网络概述10.2计算机网络的组成计算机网络的组成10.3Internet基础基础10.4Internet应用应用10.5WWW与与HTML2023/2/23810.1计算机网络概述计算机网络概述计算机网络定义计算机网络定义：计算机技术和通信技术：计算机技术和通信技术结合

17、结合计算机网络功能计算机网络功能计算机网络分类计算机网络分类：局域网局域网(LAN)(LAN)、城域网城域网(MAN)(MAN)和和广域网（广域网（WANWAN）：）：由由通信子网和资源子网通信子网和资源子网组成。组成。计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构ISOISO的的OSI-AMOSI-AM（七层结构）（七层结构）2023/2/23910.2计算机网络的组成计算机网络的组成软件软件网络操作系统、网络通信软件、网络应用软件网络操作系统、网络通信软件、网络应用软件硬件硬件计算机设备：计算机设备：服务器服务器和和工作站工作站传输介质传输介质有线介质通常有同轴电缆、双绞线、光缆微波、红外线、蓝

18、牙等都可作为无线传输介质通信连接设备通信连接设备网卡：有线、无线集线器其他网络设备：如网桥、交换机、路由器无线局域网络无线局域网络由由无线接入点、无线网卡、计算机和无线天无线接入点、无线网卡、计算机和无线天线、无线路由线、无线路由等相关设备及软件组成。等相关设备及软件组成。2023/2/24010.3Internet基础基础Internet起源和发展起源和发展Internet在中国的发展在中国的发展中国的中国的9大互联网络大互联网络Internet协议簇协议簇（TCP传输控制协议传输控制协议/IP网际网际协议）协议）应用层协议应用层协议运输层协议运输层协议网络层协议网络层协议2023/2/24

19、1应用层和运输层协议应用层和运输层协议协议协议名称名称应应用用HTTP超文本超文本传输协议传输协议信息信息浏览浏览FTP文件文件传传送送协议协议文件下文件下载载和上和上载载SNMP简单简单网网络络管理管理协议协议网网络络管理管理SMTP简单邮简单邮件件传输协议传输协议Internet电电子子邮邮件件Telnet远远程登入程登入协议协议远远程登入程登入远远地主机地主机TCP协议：协议：传输控制协议传输控制协议TCP是一种是一种面向连接面向连接的的可靠可靠的运输层协议，能够保证可靠的端到的运输层协议，能够保证可靠的端到端的通信。端的通信。UDP协议：协议：用户数据报协议用户数据报协议一种一种非连接

20、非连接的的不可靠不可靠的运输层协议，优点是的运输层协议，优点是简单快捷简单快捷。2023/2/24210.3Internet基础基础IP协议协议IP地址的分类地址的分类子网掩码子网掩码IPv6域名域名，域名服务系统域名服务系统ARP协议：协议：地地址址解解析析协协议议，规规定定如如何何将将IP地地址址和和局局域域网网中中的的MAC地址互相转换地址互相转换MAC地址：地址：网卡地址，网卡地址，48位二进制数，唯一位二进制数，唯一计算机与计算机与Internet的连接的连接2023/2/24310.4Internet应用应用WWW浏览器及其应用浏览器及其应用电子邮件及其应用电子邮件及其应用FTP(

21、文件传输协议文件传输协议)远程登录远程登录TelnetBBS（电子公告版）（电子公告版）即时通信即时通信2023/2/24410.5WWW与与HTMLWWW:WorldWildWeb万维网的组成万维网的组成HTTP协议协议统一资源定位器统一资源定位器URL各种协议各种协议Web2.0的特点的特点超文本标记语言超文本标记语言2023/2/245 大学计算机基础复习大学计算机基础复习北京邮电大学信通院北京邮电大学信通院方莉方莉E-mail:E-mail:2023/2/246第一章第一章计算机概述及发展计算机概述及发展2023/2/2471.1计算机概述计算机概述电子计算机的定义电子计算机的定义一种

22、能按照人们实现编好的程序连续、自动地工作，一种能按照人们实现编好的程序连续、自动地工作，并能对输入的数据信息进行加工、存储、传送的电子并能对输入的数据信息进行加工、存储、传送的电子设备。有设备。有计算计算,记忆和逻辑判断记忆和逻辑判断的功能。的功能。计算机的特点计算机的特点运算速度快运算速度快计算精度高计算精度高记忆能力强记忆能力强具有逻辑判断能力具有逻辑判断能力能自动执行程序能自动执行程序可靠性高、通用性强可靠性高、通用性强2023/2/248计算机分类计算机分类依其依其处理数据的形态处理数据的形态分类分类1.1.数字计算机数字计算机2.2.模拟计算机模拟计算机3.3.混合计算机混合计算机依

23、其依其使用范围使用范围分类分类1.1.通用计算机通用计算机2.2.专用计算机专用计算机按按元件元件分类分类电子管计算机电子管计算机晶体管计算机晶体管计算机集成电路计算机集成电路计算机大规模集成电路计算机大规模集成电路计算机2023/2/249计算机分类计算机分类计算机分类：计算机分类：依其依其本身性能本身性能分类，性能主要包括：分类，性能主要包括：字长、存储容量、运算速度、外部设备等。字长、存储容量、运算速度、外部设备等。巨型机巨型机大型机大型机小型机小型机微型机微型机工作站工作站服务器服务器单片机单片机2023/2/2501.2计算机的发展计算机的发展 1642年年 Pascal 加法器加法

24、器巴贝奇的巴贝奇的 差分机和解析机差分机和解析机唐朝算盘唐朝算盘1888年年 Hollerith制制表机表机1801年年穿孔卡式穿孔卡式提花织机提花织机2023/2/2511.2计算机的发展计算机的发展计算机理论计算机理论的奠基人的奠基人阿兰阿兰.图灵图灵(AlanTuring)图灵提出了计算机的抽象模型：图灵提出了计算机的抽象模型：“图灵图灵机机”图灵机带子相当于图灵机带子相当于存储器存储器控制器控制器图灵机是图灵机是可编程控制可编程控制的。的。奠定了现代计算机的理论奠定了现代计算机的理论基础。基础。2023/2/2521.2计算机的发展计算机的发展电子计算机的奠基人是美籍匈牙利电子计算机的

25、奠基人是美籍匈牙利科学家科学家冯冯诺依曼诺依曼。于于1945年提出了年提出了“程序内存式程序内存式”计算计算机的设计思想：机的设计思想：二进制二进制为运算基础；为运算基础；采用采用“存储程序存储程序”方式工作。方式工作。冯冯诺依曼体系结构诺依曼体系结构计算机的硬件基本结构，由运算器、计算机的硬件基本结构，由运算器、控制器、存储器、输入和输出设备五控制器、存储器、输入和输出设备五部分组成部分组成运算器和控制器组合：运算器和控制器组合：中央处理器中央处理器CPU。运算器存储器控制器输入设备输出设备2023/2/2531.2计算机的发展计算机的发展第一台电子计算机的诞生：第一台电子计算机的诞生：19

26、461946年年2 2月在美国宾西法尼亚月在美国宾西法尼亚大学诞生的，它称为大学诞生的，它称为ENIACENIAC，意为意为电子数字积分计算机电子数字积分计算机。ENIACENIAC包括控制部分、存储部分、运算部分和输入输出部包括控制部分、存储部分、运算部分和输入输出部分分采用采用十进制十进制运算，运算部件通过直接计数而不是利用逻辑运算，运算部件通过直接计数而不是利用逻辑电路进行加、减、乘、除等运算。电路进行加、减、乘、除等运算。存在一些严重问题存在一些严重问题采用采用十进制运算十进制运算，因没有十种稳定状态的电气元件，影响了运算，因没有十种稳定状态的电气元件，影响了运算速度速度无程序存储功能

27、，所有功能需要手工设置开关和连线来完成无程序存储功能，所有功能需要手工设置开关和连线来完成功耗大。功耗大。2023/2/2541.2计算机的发展计算机的发展计算机的分代：计算机的分代：根据电子计算机所采用的电子器件，根据电子计算机所采用的电子器件，一般把电子计算机发展分为四个阶段。一般把电子计算机发展分为四个阶段。2023/2/2551.2计算机的发展计算机的发展2023/2/2561.4计算机系统的主要技术指标计算机系统的主要技术指标运算速度运算速度：每秒钟内执行指令的数目，单位：每秒钟内执行指令的数目，单位用用MIPS(MillionofInstructionsPerSecond，百万条指

28、令秒，百万条指令秒)表示。表示。字长字长：一次能直接处理的二进制数据的位数。一次能直接处理的二进制数据的位数。字长越长，字长越长，CPU一次能够处理的数据越多一次能够处理的数据越多，计算机的运算能力越强，精度越高。计算机的运算能力越强，精度越高。主频主频：CPU在单位时间（秒）内平均在单位时间（秒）内平均“操操作作”的次数。的次数。主频越高，速度就越快主频越高，速度就越快。时钟时钟频率以兆赫（频率以兆赫（MHz）为单位。）为单位。2023/2/2571.4计算机系统的主要技术指标计算机系统的主要技术指标内存容量内存容量：内存越大，则运算或处理信息的速度：内存越大，则运算或处理信息的速度更快和容

29、量更多。存储容量一般更快和容量更多。存储容量一般KB、MB和和GB为为单位，单位，B（Byte）为字节，）为字节，8位位(bit)二进制数为一个二进制数为一个字节。字节。1B=8bit，1KB1024B=210Byte1MBl024KB，1GB1024MB1TB1024GB高高速速缓缓存存：高高速速缓缓存存位位于于CPU和和主主存存之之间间，用用于于协协调调CPU和和主主存存之之间间的的数数据据传传输输，缓缓存存越越大大，系系统的性能越好。统的性能越好。2023/2/258第二章第二章微型计算机基础微型计算机基础2023/2/259提纲提纲2.1 2.1 微处理器和微型计算机系统微处理器和微型

30、计算机系统2.2 2.2 微型计算机的硬件系统微型计算机的硬件系统2.3 2.3 微型计算机的软件系统微型计算机的软件系统2.4 2.4 微型计算机的外部设备微型计算机的外部设备2023/2/2602.1微处理器微处理器微处理器微处理器（MicroprocessorMicroprocessor）：是指用）：是指用大规模或大规模或超大规模集成电路超大规模集成电路制造的，具有制造的，具有运算器和控制器运算器和控制器功能的中央处理器芯片（功能的中央处理器芯片（CPUCPU芯片）。芯片）。3232位计算机是指位计算机是指CPUCPU处理字长是处理字长是3232位。位。微处微处理器理器运算器运算器控制器

31、控制器算术逻辑单元算术逻辑单元存储器存储器指令寄存器指令寄存器指令译码器指令译码器控制逻辑阵列控制逻辑阵列2023/2/261微处理器的最基本组成微处理器的最基本组成运算器运算器逻辑运算：逻辑运算：逻辑与逻辑与：用：用表示：表示：00=000=0，10=010=0，01=001=0，11=111=1逻辑或逻辑或：用：用表示：表示：00=000=0，10=110=1，01=101=1，11=111=1逻辑非逻辑非：,2023/2/262微机系统的组成微机系统的组成微机系统微机系统软件系统软件系统software硬件系统硬件系统hardware主机主机外设外设中央处理器中央处理器内存储器内存储器运

32、算器运算器控制器控制器RAM随机存储器随机存储器ROM只读存储器只读存储器外存储器外存储器硬盘、软盘、硬盘、软盘、U盘、移动硬盘盘、移动硬盘输入设备输入设备键盘、鼠标、扫描仪键盘、鼠标、扫描仪输出设备输出设备显示器、打印机、绘图仪、音箱显示器、打印机、绘图仪、音箱操作系统操作系统数据库管理系统数据库管理系统DMS程序语言处理系统程序语言处理系统集成开发环境集成开发环境通用应用软件通用应用软件如如office2000专用应用软件专用应用软件用户程序用户程序系统软件系统软件支撑软件支撑软件应用软件应用软件2023/2/263总线结构总线结构计算机各主要部件之间的连接采用了总线结构计算机各主要部件之

33、间的连接采用了总线结构 总线总线（BusBus）：连接两个或多个部件，并传输特定信）：连接两个或多个部件，并传输特定信息的一组传输线。息的一组传输线。采用总线结构，使得它的采用总线结构，使得它的结构简单，扩展容易结构简单，扩展容易，也便，也便于部件生产的于部件生产的标准化标准化。2023/2/264总线的划分总线的划分三种总线：三种总线：地址总线、数据总线和控制总线地址总线、数据总线和控制总线。地址总线地址总线（Address BusAddress Bus）：向存储器或者外部设备传）：向存储器或者外部设备传输地址信息的总线。地址总线是输地址信息的总线。地址总线是单向单向总线：地址总是总线：地址

34、总是从从CPUCPU传送到内存储器或者外部设备。传送到内存储器或者外部设备。3232位的地址总位的地址总线可直接访问的内存是线可直接访问的内存是2 23232=4GB=4GB。数据总线数据总线（Data BusData Bus）：传输数据的总线。数据总线）：传输数据的总线。数据总线是是双向双向的，数据可以从的，数据可以从CPUCPU传送到内存或外设，也可以传送到内存或外设，也可以从内存或外设传送到从内存或外设传送到CPUCPU。控制总线控制总线（Control BusControl Bus）：传输控制信息的总线，向）：传输控制信息的总线，向内存和内存和I/OI/O接口传送控制信号，也可以是从外

35、部设备向接口传送控制信号，也可以是从外部设备向CPUCPU传送的控制信号。控制总线的数目随传送的控制信号。控制总线的数目随CPUCPU的不同而的不同而不同。不同。2023/2/265超流水和超标量技术超流水和超标量技术并行处理技术并行处理技术改变处理器内部结构改变处理器内部结构流水线技术的引入超流水技术增加流水线的级数超标量处理器增加流水线的条数来加速指令的执行一台计算机采用一台计算机采用多个多个处理器处理器多处理机系统大规模处理系统集群处理多核2023/2/266CISC和和RISCCISC：复杂指令集计算机（：复杂指令集计算机（ComplexInstructionSetComputer）。

36、）。指令系统复杂：不同指令的字节数不相同，指令系统复杂：不同指令的字节数不相同，种类多，指令的执行都要相应的硬件的支种类多，指令的执行都要相应的硬件的支持，处理器的硬件就复杂。持，处理器的硬件就复杂。Intel奔腾以前奔腾以前的微处理器都是属于复杂指令集的处理器。的微处理器都是属于复杂指令集的处理器。2023/2/267CISC和和RISCRISC：精简指令集计算机（：精简指令集计算机（ReducedInstructionSetComputer）。）。相对于相对于CISC计算机，计算机，RISC计算机是一种比较先计算机是一种比较先进的体系结构。进的体系结构。RISC处理器的指令集的指令都有处理

37、器的指令集的指令都有相同的字节数，指令的种类也比较少，避免使用相同的字节数，指令的种类也比较少，避免使用结构复杂、字节数多的指令。结构复杂、字节数多的指令。这样的体系结构特别适合于指令操作的流水设计。这样的体系结构特别适合于指令操作的流水设计。由于指令少，指令结构规则，处理器的硬件结构由于指令少，指令结构规则，处理器的硬件结构就相对比较简单。也就是说，就相对比较简单。也就是说，RISC处理器的控制处理器的控制器和其他功能部件的设计会比较简单。同样功能器和其他功能部件的设计会比较简单。同样功能的的RISC处理器会比类似的处理器会比类似的CISC处理器结构简单，处理器结构简单，成本低。成本低。20

38、23/2/2682.2硬件系统的组成硬件系统的组成计算机是自动化的信息处理装置，它采用了计算机是自动化的信息处理装置，它采用了“存存储程序储程序”工作原理。这一原理是工作原理。这一原理是19461946年由美籍匈年由美籍匈牙利数学家牙利数学家冯冯诺伊曼诺伊曼提出的，其主要思想如下：提出的，其主要思想如下：（1 1）计算机硬件由）计算机硬件由五个基本部分五个基本部分组成：运算器、控制组成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。器、存储器、输入设备和输出设备。（2 2）采用）采用二进制二进制。（3 3）存储程序存储程序的思想，即程序和数据一样，存放在存的思想，即程序和数据一样，存放在存储器中

39、。储器中。2023/2/269存储器存储器存储器存储器2023/2/270RAM内存储器内存储器，简称，简称内存内存内存专指内存专指随机存储器随机存储器（Random Access Memory,RAMRandom Access Memory,RAM），），随时可读可写的存储器，随时可读可写的存储器，其内容可以随时根据需要读其内容可以随时根据需要读出或写入出或写入必须加电才能存储信息必须加电才能存储信息；断电后信息丢失。；断电后信息丢失。静态存储器静态存储器：通过逻辑电路来存储信息，存入的信息：通过逻辑电路来存储信息，存入的信息不易丢失，工作速度较快。但是，电路复杂，集成度不易丢失，工作速度较

40、快。但是，电路复杂，集成度低，成本比较高低，成本比较高 动态存储器动态存储器：是通过：是通过MOSMOS管的栅极电容来存储信息。电管的栅极电容来存储信息。电路非常简单，速度较低，集成度高，价格便宜。存储路非常简单，速度较低，集成度高，价格便宜。存储信息不稳定，易导致存储信息的丢失，需要定期的进信息不稳定，易导致存储信息的丢失，需要定期的进行刷新。目前在微型计算机中使用的内存都是动态随行刷新。目前在微型计算机中使用的内存都是动态随机存储器。机存储器。2023/2/271RAM技术指标技术指标：工作频率、存：工作频率、存取时间、引脚数目取时间、引脚数目发展发展：SDRAM SDRAM（Synchr

41、onous Synchronous DRAMDRAM）同步动态随机存储器）同步动态随机存储器DDRDDR（Dual Date Rate Dual Date Rate SDRAMSDRAM）双倍速率）双倍速率SDRAMSDRAMDDR2 DDR2 第二代双倍速率同步第二代双倍速率同步动态随机存储器动态随机存储器DDR3DDR3使用接口使用接口(Dual In-line(Dual In-line Memory Module DIMM)Memory Module DIMM)双双面接插内存条面接插内存条2023/2/272ROM只读存储器（只读存储器（Read Only Memory,ROMRead

42、Only Memory,ROM）是一种在是一种在工作中工作中只能读出不能写入只能读出不能写入的存储器。的存储器。ROMROM存放固定不变的程序、数据和系统软件；其中存放固定不变的程序、数据和系统软件；其中的信息只能读出不能写入；断电后信息不会丢失。的信息只能读出不能写入；断电后信息不会丢失。掩膜掩膜ROMROM（Masked ROMMasked ROM）可编程可编程PROMPROM（Programmable ROMProgrammable ROM）可擦除可擦除EPROMEPROM（Erasable PROMErasable PROM）U盘使用的盘使用的FlashMemory也是一种可擦除、可改

43、写也是一种可擦除、可改写的只读存储器。的只读存储器。2023/2/273高速缓存高速缓存CPUCPU的速度和传统存储器的速度有很大差距，高速的速度和传统存储器的速度有很大差距，高速随机存储器（成本很高），引入高速缓存随机存储器（成本很高），引入高速缓存（CacheCache）CPU CacheCPU Cache高速缓存高速缓存是一种小容量、高速随机存储器，用来是一种小容量、高速随机存储器，用来协调协调CPUCPU和内存的速度匹配问题。和内存的速度匹配问题。存储存储CPUCPU经常使用的数据和指令经常使用的数据和指令（80/2080/20原则又来原则又来了）了）分一级缓存和二级缓存分一级缓存和二

44、级缓存。一级缓存容量不大，分指令和数据缓存一级缓存容量不大，分指令和数据缓存二级缓存容量稍大二级缓存容量稍大2023/2/274BIOSBIOS（BasicInput/outputsystem），即），即基本输入基本输入/输出系统输出系统，是被固化在计算机主板上，是被固化在计算机主板上ROM芯片芯片上的一组程序，为计算机提供最低层的、最直接上的一组程序，为计算机提供最低层的、最直接的硬件控制与支持。的硬件控制与支持。功能功能:基本输入输出程序；基本输入输出程序；系统信息设置程序；系统信息设置程序；开机上电自检程序；开机上电自检程序；系统启动自启动程序。系统启动自启动程序。BIOS另一个意思是存

45、放另一个意思是存放BIOS的芯片。的芯片。BIOS肯定肯定是存放在是存放在ROM芯片上的。存放芯片上的。存放BIOS就选用就选用EEPROM，或者，或者FLASHMEMORY。2023/2/275CMOSCMOS在微型计算机中是主板上的一块在微型计算机中是主板上的一块可读写可读写的的RAM芯片的别名。芯片的别名。存放的是关于系统配置的具体参数，如日期、时间、存放的是关于系统配置的具体参数，如日期、时间、硬盘参数、软驱情况等，可通过硬盘参数、软驱情况等，可通过BIOS设置程序进行设设置程序进行设置。置。BIOS与与CMOS相关但不同，相关但不同，BIOS中存储的是系统设中存储的是系统设置程序置程

46、序，是一段用来完成，是一段用来完成CMOS参数设置的程序代码；参数设置的程序代码；CMOSRAM中存储的是系统参数，是中存储的是系统参数，是BIOS程序需要程序需要的数据。的数据。BIOS程序存储在程序存储在ROM中，而中，而CMOS数据存数据存储在储在RAM中。中。CMOS虽然是存储器芯片，但是也不是内存的一部分。虽然是存储器芯片，但是也不是内存的一部分。2023/2/276总线总线总线（总线（BUSBUS）：是指计算机系统中能够为多个部件：是指计算机系统中能够为多个部件共享的公共信息通道，是计算机系统的骨架。共享的公共信息通道，是计算机系统的骨架。微机系统中微机系统中芯片芯片、板卡内、板卡

47、内元器件元器件之间、之间、各板卡各板卡之之间的连接，都是通过间的连接，都是通过总线总线进行的。进行的。系统总线系统总线：是指连接计算机系统内部各部件（板、卡）：是指连接计算机系统内部各部件（板、卡）和传输信息的一组信号线。和传输信息的一组信号线。ISAISA、EISAEISA总线等属于系统总线等属于系统总线。总线。局部总线局部总线：为了提高某些部件（如内存、显示器等）：为了提高某些部件（如内存、显示器等）与与CPUCPU之间的数据传输速度，就用专门的总线将这些部之间的数据传输速度，就用专门的总线将这些部件和件和CPUCPU进行连接。这种总线就是局部总线。进行连接。这种总线就是局部总线。VESA

48、VESA、PCIPCI总线都是局部总线。总线都是局部总线。2023/2/277主板主板主板是微机系统中最大的一块电路板主板是微机系统中最大的一块电路板 （Main Main boardboard）。通过主板将）。通过主板将CPUCPU等各种器件和外部设备等各种器件和外部设备有机地结合起来形成一套完整的系统。微机在正有机地结合起来形成一套完整的系统。微机在正常运行时对系统内存、存储设备和其它常运行时对系统内存、存储设备和其它I/OI/O设备的设备的操控都必须通过主板来完成，因此微型计算机的操控都必须通过主板来完成，因此微型计算机的整体整体运行速度和稳定性运行速度和稳定性在相当程度上在相当程度上取

49、决于主板取决于主板的性能。的性能。多层印制集成电路板多层印制集成电路板总线结构总线结构模块化设计模块化设计2023/2/278主板关键部件主板关键部件CPU插座插座：不同的主板使用不同的微处理：不同的主板使用不同的微处理器。微处理器升级时，一般主板也要更换。器。微处理器升级时，一般主板也要更换。存储器插槽存储器插槽：存储器插槽是用来安装内存：存储器插槽是用来安装内存条的。内存条的引脚必须和插槽的引线一条的。内存条的引脚必须和插槽的引线一致，否则，无法配合使用。致，否则，无法配合使用。主板芯片组主板芯片组：用来控制对存储器的访问和：用来控制对存储器的访问和对外部设备的接口。主要包括对外部设备的接

50、口。主要包括北桥芯片、北桥芯片、南桥芯片、南桥芯片、BIOS芯片芯片等三大芯片。等三大芯片。2023/2/279主板关键部件主板关键部件系统总线和局部总线系统总线和局部总线：实现：实现CPU和各个部件的连和各个部件的连接和通信。前端系统总线、内存总线、图形加速接和通信。前端系统总线、内存总线、图形加速接口接口AGP、数据交换总线、外设总线、数据交换总线、外设总线各种接口插槽各种接口插槽：用来接插各种接口卡（接口板），：用来接插各种接口卡（接口板），例如，视频卡，电视卡等。现在的主板连接外部例如，视频卡，电视卡等。现在的主板连接外部接口板的插槽主要是接口板的插槽主要是PCI插槽，即支持插槽，即支