计算机导论资料处理.pdf

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1、第1章言十算檄蹲1-1资料虑理1.名官司定羲:(1)资料(Data)：未虞理的文字或数字。(2)Wm(lnformation)：虑 理 遇 所 得 的 知 或 息。资料虑理(Data Processing,D P)：利用人工或械械封资料迤行虑理或分析。A.GIGO(Garbage-ln,Garbage-Out)B.基本作渠(做什 麽)：傅 换、分、算、排 序、分 析、查 前 等。2.资料虑理的演迤：(1)人工资料虑理 檄械资料虑理 打孔卡片式资料虑理 霜子资料虑理(Electronic Data Processing,EDP):利用重月 迤行资料虑理。A.虑理速度快B.正硅性(型碓率)高C.大

2、量资料房者存及虑理的能力D.瓷 品 高3.资料虑理的基本方式(怎麽做)：(1)批次虑理(整批式虑理，Batch Processing)：招资料累稹起来，再一起虑理。A.侵 黠：敕不浪费CPU的畤可提高重月窗的使用效率)。B.缺黑占：较不具即畤性。C.逾用於有遇期性、大量资料虑理且较不急迫的资料：如水费幔罩、擘 生 成、户口普查。即畤虑理(RealTime Processing)：资料一来就立即虑理。A.侵黑占：较具即日寺性。B.缺黠i：霜月窗使用效率差(要随畤待檄)。c.遹用於需立即j遢理的资料：如r r 位 系 统、自勤檀具檄、雷逵侦测系统。速理上虞理，On-line Processing)

3、A.余冬端械(主要是做输入/输出的装置,1/0 Device)舆主重月献主要是使用其CPU的虞理能力)速结,而 且 是 受 到 主 的 控 制。B.即日寺系统一定是遵 理，反之速 系统不一定是即日寺霓理。C.如信用卡檄(即畤)、自勤檀具檄(即畤)、金肖售黠系统(即畤或批次)。(4)分散虑理(Distributed Data Processing,DDP)A.透 谩 路 分 享 资 源，减少主雷月窗虑理的负搪，提高资料虑理的效率。B.送到主霞月您的资料可再迤一步的虞理。C.如金肖售黑占系统、自重力檀员檄。分日寺霓理(Time-Sharing)A.由 CPU排程及多重程式1 殳 言 十，提供每一他

4、使用者一部份的CPU的 畤 。B.一般而言即畤系统及速 系统都具有分日寺虑理的能力。1-21十算檄的装展1.重子 算械的定羲及特性：(1)重子算檄(Electronic Digital Computer)A.算械(Computer)，俗耦重月的。B.包含了输入、输出、控制、言 己 意及算暹辑等军元。C.1十算檄 算器(Calculator)的差昇项目1十算器1十 算 掇(重 月 勖i l算能力麓里的数彳禹1算的数值典非数值i i算丽 能 力没有或很少有很大的悔存空示能力僮能在有限的小螯幕内 示可在高解析的螯幕重面 示操作方式人工逐一输入可内存程式,由甯月尚来自勤崖生结果其他功能没有或很少功能多

5、且完整(2)重月普的特性A.快：虑理速度快。B.m:精型度及正碓性高。c.大：信者存容量大。D.可减事军人力、降低作渠成本。E.能提供资料保 之安全措施。(3)重月辍的限制A,只有正硅的资料输入，才有正硅的结果输出(GIGO)。B.冏题必须量化。C.算檄非离能：人 必须提出解决方法，加揩其程式化，雷:月第才能虞理。2.的赞展史及趣势：(1)美威I社曾阜家杜佛勒，招人 社曾的燮遭形容成 波：第一波是晨渠革命，第二波是工渠革命，第三波是资革命。展 史：第一代第二代第三代第四代主要重子元件 真空管重晶醴稹醴重路IC超大型稹醴重路VLSI主 言 事 意 醴磁 鼓、磁蕊磁蕊磁 蕊、半醇飕(IC)半醇微(

6、VLSI)用 朋 够 己 憧 醴卡片磁带、磁磔磁 带、磁碟磁带、磁碟轨行速度毫 秒，ms微 秒，4S奈秒(毫微秒)，ns微微秒,ps醴稹Jffi大（房1）大(箱型)中(桌上型)小(桌上型)耗重量大中少更少 第 五 代 :A.具人工智慧(Artificial Intelligence,A l)。B.常用的A l言吾言有LISP和PROLOG。C.主要元件是超高速稹醴雷路(VHSIC)。D.知 虑 理 系 统(KIPS)，平行虑理系吉横及符虢 算(虑理文字能力)。(4)重月窗史上重要的第一次：A.最早出现的 算工具：中阈的算篮。B.重月窗之父：巴宾基(Charles Babage)，完成差分檄及分

7、析檄(未完成)。C.第一部甯子数位 算檄器：A BC，以真空管焉元件，只能作特定的数擘冏题。D.第一部檄械式数位 算檄：MARK-1，由 旧M典哈佛大 教授艾肯(Aiken)合作亵明；以畿雷器篇主要元件。E.第一部全f t子数位n-算檄(人 第一部数位重月窗)：ENIAC，由 美 州 大 孥 毛 奇 利(Mauchly)和艾克特(Echert)刖位教授所樊明。主要元件篇真空管，以磁鼓篇言己情元件，打孔檄焉信者存媒介。F.最早提出 内 程式(Stored program)：范 曼。G.第一部内储程式露I窗：EDSAC。H.第一部商用甯月第：UNIVAC。重月窗的彝展翅势：A.艘稹愈来愈小。B.尚

8、 田 意11容量愈来愈大。C.速度愈来愈快。D.型硅性愈来愈高(更加可靠)。E.功能愈来愈弓孰用途越JW)F.格愈来愈便宜。G.愈来愈璟保、愈省甯a.色重月窗(Green P C)：符合璟保概念的重月窗5省重。2低幅射量。5低噪音。5材料可永 使用。5符合人飕工擘。b.能源之星：3由美阈璟保署(EPA)赞 表 的 。S目 的:御f t月窗及其遍遏崖品之重力使用量。3目檄是不使用30分 即自勤迤入省重模式(减少5075%能源)。(6)稹飕重路(Integrated Circuit,IC):A.揩霜阻、雷晶醴及二趣醴等重路元件渡缩在一矽晶片上的雷路元件。B.IC规格规格名穗甯:子元件数量CPUSS

9、I小型稹醴重路10-100MSI中型稹HiS路100-1,000LSI大 型 稹 臃 路1,000-10,000VLSI超大型稹fltis路10,000-1,000,00080386(275,000)ULSI超特大型稹醴甯路1,000,000 以上Pentium!(25,000,000)常用倍率符虢上常用的ti量军位符虢(注意大小嘉)英文原十迤位值中文直意飕翦立TTera10Z2W=1024G兆GGiga10a2JU=1024M十德MMega(Million)10b2=1024K百离KKilo10J21U=1O24仟H寺 单位mmini10a10-3毫micro1010微nnano10a10a

10、奈(毫微)Ppico10”1 0 匹(微微)3.的 分 :(1)依虞理资料的信号虎型熊显分A.数位重月窗(Digital Computer):虞理蹄散(数位)资料，目 前 的 即 是。B.比(Analog Computer)：虑 理 速 比)资 料。C.混合式重月辍(Hybrid Computer)依用途国分A.一 般 用 途 第(General Purpose Computer):目前的重月窗即是。B.特殊用途雷:月窗(Special Purpose Computer):如 雷 逵、醇 航 等。依功能等级国分A.超大型重月窗(超级重月窗)：用 於 科 核 弹、氟 象；如 G ray，IBM的

11、 深 盛。B.大型重月畿：如 IBM 370/168、VAX 9000。C.中型重月窗:如 IBM 3031 VAX 6500。D.迷 你 匐 倒 小 型 雷 随:如 PDP-11 VAX-11/750。E.微型重月窗(微甯月辍、低I人1W窗)：目前一般所使用的重月窗。4.甯月第系统的押估：(1)速度的1十量罩位A.MIPS:CPU每秒金童所能虑理的百离他指令数目。B.MFLOPS:CPU每秒 所能虑理的百离他浮黑后1 算指令的数目。C.CPU的内部频率：CPU重子元件的畤膑，军位是百葛赫兹(MHz)，一般曾耨频率嘉在CPU名幽爰。相同名耦的CPU，频率愈快速度愈快。如 80486DX133、

12、Pentium200，其 中 80486DX及 Pentuim是 CPU名 耦；其 窗 勺 133及 200即焉内部频率。生崖量(工作量，Throughput)：罩位畤完成的工作数(崖出量)。反JlBeiW(回J1畤，Response Time):1 月畿真正孰行一值I工 作，所须的日寺。可视篇使 用 者 封 提 出 一 项 需 求 起，直到使用者得到第一他反J1的畤隔。m iW IW(Turnaround Tim e):彳定使用者提出一彳固工作到重月畿，至完成彳爰送回使用者，所须的日寺。工 作 荷 量(Work Load):系统罩位畤W内，所能承受的最大工作数。(6)CPU使用率(CPU U

13、tility)：CPU被使用的程度，以表示，最 大 焉 100%。i-3 tt算 檄 的 硬 醴1.1十算檄的系且成：(1)硬 麒 Hardware)：有 形 的、可 兄 的，用以系且成霜月窗的彳固槿檄件 。软艘(Software)：舞 形 的、不可 见 的，用以指挥重月第工作的程式。勒f l (Firmware):符款:醴程式存放在硬醴。目前已较不使用此一名官司。2.硬 醴:硬 架 横(如 右 WI)各军元 明A.输入罩元(I/P)：:f t 责资料的输入。B.输出军元(0/P):负责结果的输出。C.言 己 H 罩元(M U):负责锯存资料。D.控制军元(CU):指 挥 舆 各 军 元指令的

14、提取舆解礁由暂存器及解碣器系且成E.算循f暹!军元(ALU)：:f t 责 孰 行 所 有 的 算。(2)中央虑理罩元(CPU,Central Processing Unit)：A.定 羲：才-1-CU资料流控制流a.小型重月您以上的CPU是控制军元、算优亍诞辑军元及主春引意醴所系且成。b.微重月窗的CPU是控制军元及算循亍邂辑军元所 成。B.是重月辍的神 中福。(3)i e u :A.1中 意 醴 分:a.依所在位置：3暂存器(Register)：是在虑理械内部的言己情醴，用以暂畤储存CPU工作谩程中的指令或资料，存取速度最快。5内部快取言中意醴(L1 Cache):是在虞理檄内部的高速言己

15、H 醴，用以存放一些CPU暂存器可能使用的资料，存取速度彳堇次於暂存器，便於外部快取。5外部快取言己感醴(L2 Cache):介 於 CPU舆主言己情醴W，用来存放最常要用到的 资 料，因探用SRAM所以速度较DRAM快 三 倍。5主春引意醴：又耦内部言己I意醴、主锯存醴。在 CPU外，但在系统内，用於系统 作 畴，售者存程式及资料。5率甫助言引意艘：又耦外部言出意醴，在系统外，需要畤才速接上，存取速度最慢。b.依 存 畤 :5挥樊性1己 1 意醴：富甯源消失彼曾随著消失；如 RAM。5非挥彝性官出意f t :不曾随甯源消失而消失；如 ROM。c.依 取彳爰内容：5破壤性言己I f I f :

16、取资料彳爰，内容便消失；如 磁 蕊。5非破壤性言己感艘：取资料彳爰，内容不曾消失；如 磁 带、磁 碟。d.依存取方式：3循序存取：依 固 定 次 序 来 取 资 料。如 磁 带。5随械存取：可任意至某一位置 取资料。如RAM、ROM、磁蕊。B.ig a ifff(M M)a.功 能 焉 用 来 存 中，正在轨行的程式及资料。b.特性5速度快、容量小、罩位成本较高。5匾於内部官出意醴。3可直接且快速地被CPU指令集存取。c.主弱蹦1分;g :唯 和意型ROM,Read Only Memory)及随檄存取fg(RAM ,Random Access Memory）。英文曾稠中文名耦断重彳爰内部资料J

17、 ffi用附注ROM唯 BE W可 不可嘉存在在放系统程式或檄程式不 蝌 性 血RAM随檄存取i可可消失在放正在轨行的程式和资料飕性d.ROM 的分 ：英 文 撕(5中文名耦可次数清除资料方式Mask ROM罩幕式唯gg言 己1意醴不可更改不可PROM可 程 式 化ROM一次不可EPROM可 抹 式PROM多次紫 外 EEPROM重 子 式EPROM多次We.RAM 的分英文阍耦中文名耦系且成元件Refresh速度耗重 格SRAM鄢 熊RAM正反器不须大快多高DRAM囿 鹰RAMFET及11容须要小慢少低5 SRAM主要是做篇快取官田意f l或 大 型 重 月 窗 的 主 言 己|1 f l。

18、5 DRAM焉PC所使用的主制感i f，存 取 速 度 7060ns。5目前的DRAM技循亍不断迤步，目前PC的主言己情的主要使用焉同步勤熊随檄存取割意艘(SDRAM,Synchronous DRAM);系 曾 圈 卡 使 用 同 步 醴(SGRAM,Synchronous Graphic RAM)。f.虚擦磁碟(RAM Disk):招部份的主言己H醴模擦成磁碟械便甫助言己意醴)，以加速资料 的 取。g.虚擦言田意醴(Virtual Memory):符辅助1己H it模擦成主言己f t醴，以增加主言己H醴容量，以便 取或虑理较大的程式或资料。C.卓 甫 助 言 引 意 艘a.功能焉用以信者存大

19、量且较需永久 存的资料。b.特 性：5速度慢、容量大、军位成本低。5可兼作输入及输出 。5必须先 取至主言己感醴接,才能被CPU使用。c.常见的助官出意艘有：磁碟、磁带、光磁等。(4)遇遏1殳借：A.定羲:a.介於使用者舆言十算械之 的潢通界面，用来作资料的输出、输入、存取或傅翰等，使舒算檄能充分赞挥其功能的媒醴。b.包含了 CPU以外的各罩元(l/P、0/P、辅助晶己朦艘)。c.遇典雷月窗逋接的地方耦焉速接埠(逋接的常殳倩)及介面(停翰资料的官殳借)：一般有串列埠(RS-232)、平 行 埠、USB埠(通用串列埠，目前正在推行)；介面角有 ISA介面(早期)、PCI介面(目前最常用的)、AG

20、P介面(BJ型加速介面)等。B.遇 遏 的 槿：a.输入i殳借：符资料由外部停送系合CPU虑理的言殳借。b.输 出：揩资料由CPU停 送 至 外 部 的 。c.存取得殳借：用来存取 I助官出意11的，一般而言兼具输入及输出。d.:在 路 系 统 中，用来停送资料系合其它重月辍或接收其它重月窗资料的W C.常 见 的 输 入 ：a,维黑(Keybord)。b.滑 鼠(Mouse):可分篇光擘式、檄械式及半光擘式。一般接在串列埠上。c,轨跳球(Trackball)。d.卡械(已停止生崖了)。e.:雪脩碣系统包含了脩碣、描 描 器(脩 碣 械)、解 礁 器、界面雷路。S f W :UPC:美阈推展，

21、是第一套商用脩碣，共包括12碣。EAN:世界崖品碣(W PC)，由欧洲十二阈所含，目前已篇阈除商品修碣之檄型。檄津礁共包括13 缩短礁即只有8 m。ISBN：，共有 10 碣。f.磁 性 墨 水 字 元 辨 檄(MICR)。g.光 阜 字 元 辨 檄(OCR)。h.光 擘 春 己 虢 辨 (OMR)：目前聊考所使用的 卡方式。i.磁卡檄：如自勤提款卡。J.IC 卡 檄。k,1吾音输入装置。1.光 肇。m.数 位 板 n.斶摸式螯幕。0.捕 瞄 器：可分:B 掌 上 型、平 台 式、|余氏式 滚 筒 式。D.常 见 的 输 出 ：a.示器(M。川tor):以 CRT(|B趣射 管):B 主要元件

22、。S 相 名著司：1H素(pixel、像素)解析 度：示器所能 示的像素数。一般以横向像素数x畿向像素数表，如 640 x480。尺 寸：指螯幕封角国泉晨度，常以英口寸(Inch)表 示。高彩(High Color)：每一彳固像素可示 32768(32K)或 65536(64K)色。全彩(True Color)：每一低I像素可 示 16777216(16.7M)色。水平 频 率：指 水 平 捕描 一 次 所 需 的 畤 秒)的 倒 数，常 以 KHz篇 军 位。一般有 军 频、曼 频、三 频、多频(SVGA)及 全 频。更新 率：每秒可 示的 重 面 数。5 示 器 的 槿 以 示 卡 分:示

23、卡名耦解析度色彩数每一像素使用位元示文字 示 I1形更rFiT 新ytrt举sjr?(Hz)里色 示卡MDA720 x3502（军色）1能否11色 卡MGA(又耦 Hercules 卡)720 x3502（单色）1能能50彩色卡CGA640 x200164能能50加强型1 8 卡EGA720 x350164能能60影 视 障 列 卡VGA720 x400640 x480320 x2201616256448能能70超 级 VGASVGA檄型 800 x60032K64K16.7M151624能能72以上2目前大多用AGP介面，示卡上的制11醴即使用SGRAM，以加速示资料的停翰速度。b.液晶 示

24、器（LCD）：省重、低幅射、醴稹小、窗各高。c.印表械：S相H8名 官 司:dpi:每一英时的圈黠数，是印表檄解析度所使用的军位。5 印表檄的槿:速度噪音解析度可一次褛嘉多份列印成本撞擎式全字型印表檄最慢最大最高（IS字）可高低黠矩睡式印表檄中60600 字/秒大低72dpi可低低非撞擎式1墨式印表檄中20-120字/秒低中的 360dpi否低高熟傅醇式印表檄中20180 字/秒低中300dpi否低高雷射印表檄快4-250即分低高600dpi以上否高中5 印表檄通常是接在平行埠上的。d.。e.微缩影（COM）。f.1吾音输出装置。E.常见的存取官殳借伸甫助官出意醴）a.磁 带：5 相H S名

25、密 司:BPI：每一英口寸可信者存的位元系且数，是最常用来表示磁带密度的军位。CPI:每一英时可储存的字元数，也是表示磁带密度的军位。:指程式轨行畤虑理资料的军位,也就是军一一肇 资 料。在资料里位上由小至大篇：位元，位 元 系 且-字 条 且，楠-4 己 樟 案。IRG:言己 隙，用来国隔各暹辑言己 的空白隔。IBG:显 现 隙，显现是指招数他谴辑言己鳏系且合一起，而用来国隔各显 的空白 隔即:B IBG。IRG及 E G 除显隔外，也 是 磁 带 Hi的。:指磁带檄一次言亶取资料的军位，也就是一彳固用E G分隔的IS现。国段 因 数：指 一 己 中 所 包 含 的 暹 辑 官 己 。S特

26、性：只能 做 循 序 。言己憾容量大。僵 格 低。容易 受 损、毒命短保勺一至五年)。2 SM:卡式 磁 带：已渐渐被淘汰。匣式磁带：目前他人重月窗上最常用的磁带，如 Q IC、DAT等。维式 磁 带：中、大型重月您最常使用的借份媒艘。b,软式磁碟片：5 相S3名善司:磁轨(Track):磁片是由 多半彳里不同的同心圜所 成的，道些同心B 就耦舄磁射L 磁显(Sector)：揩磁Wi国分成数他等量的国域，每一他1S域即篇磁显。磁显是磁片的基本储存军位。目前一般磁片(软、硬碟)磁癌的大小是512位元系且。磁戢(Cluster):又耦显现，是招雨他或以上的逋 磁显系且合在一起，作篇分配槽 案 空

27、的 军 位。FAT：槽案配置表，用来表示槽案在磁片上的配置情况。FAT内的每一他橄位封映一他磁馥。在软碟上FAT棚位大小篇12位 元，而硬碟篇16位 元，目前焉因J1大容量的硬碟，增加成32位 元。3 特 性：慎格低保勺400元)，但里位锯存成本或不低(铝J 1.55元/M B)。醴 稹 小、重 量 馨 揣带容易。可做随檄存取。容量小(1.2MB、1.44MB)，目前有ZIP 100MB及 其 它 商 更 高 的 容 量。容易揖壤，保存年限不晨。存取速度慢，软 碟 的 搜 尊 畤 300ms，因此限制整彳固存取速度。每秒大彩/只有黑KB而 已。ZIP 已可逵0.8MB的傅翰速度，搜尊畤fW 2

28、9ms。5影警磁片存取畤 的因素(软、硬碟皆同)：找尊日寺(S eekTim e):又 耦 搜 尊 畤 ，是指 移 勤 到 磁 片 上 所 指 定磁 轨的畤W(最焉耗畤的勤作)。旋傅 日 寺(RotaMonalTime)：又叫旋樽延遽、等待畤(Latency Tim e)，是指旋 樽 磁 片 使 所 要 的 磁 显 移 至 的 日 寺(W。资料停输畤(Data Transfer Time):始 取磁片资料至言引意醴或资料由言己I意飕嘉入磁片的畤(W。5 软 碟 片槿 :余恩容量=磁面数x磁f l 敷x磁显数x磁显大小磁片稹直 雷 口 寸)磁面数 磁轨数 磁显数 磁显大小(位元 f i)容 量5

29、.25嘤面矍密度(2D)5.252409512360KB5.25,嗖 面 高 密 度 密 斓L(2HD)5.25280155121.2MB3.5”曼面曼密度(2DD)3.52809512720KB|曼面高密度(2HD)|3.5|2|80|18|512 11.44MB|C.硬 式 磁 碟：目前的硬碟多篇温斯特磁碟系且系统，由 多 片 硬 碟 片 系 且 合 加 Hi密 封 在 辗 盒 内 而 成 的。S相 名密司:磁 I、磁 显、磁 馥 FAT等 参 考 软 碟 明。磁柱(Cylinder)：由不同的磁片上的同一褊虢的磁轨(相同半彳里)所系且成。所以磁 柱 数=磁劭L 数0 IDE(EIDE):

30、俗 耦 AT-BUS，舄目前彳固人1 月固上最常使用的硬碟介面。特 性：僵 格 低、可靠度低、傅翰速度慢(4.7MB/秒)。但目前有DMA-33(指利用直接存 取 和 最 高 可 逵 33MB/秒)及DMA-66(最高逵66MB/秒)的停输模式。SCSI：企渠伺服器或中、大型重月窗所常使用的遇遏介面。除了可以装置硬碟外，也可以速接各槿遇遏冷殳倩，如 描 描 器 檄 等。特 性：11格 高、可靠度高 傅翰速度快(1080MB/秒)。S特 性:可随檄存取。存取速度快。硬碟是目前速度最快的助春己感醴，傅翰速度参考IDE及 SCSI，而平均搜尊日寺 焉139ms。存 量 大。可重覆使用。僵 格 高，目

31、前硬碟容量愈来愈大，已使储存成本降低(的0.55-1元/M B)。保存修件殿格。不易揣带。d.光 碟：利用雷射光束来 取存放於光碟片上瓷料的1 殳借。S特 性：傅翰速度慢：光碟檄基本傅翰速度篇150KB/秒，耦焉罩倍速；之彳爰樊展出二倍 速、四 倍 速、六倍速等，目前已有五十倍速的光碟械(的7.3MB/秒)。信 者存容量大，一般的光碟片均有640MB以 上。醴 稹 小、重 量 馨 易於揣带。得 者存成本最低(0.050.1元/M B)。可抹式可重嘉型的 存成本典硬碟差富。保存期限:R，一般均有30年 以 上。5光 碟 檄 的 槿 :唯型：CD-ROM，只能 取资料但不能嘉入资料，目前大多数彳固

32、人重月辍上均是使用CD-ROM。可 嘉 唯 型：WORM(Write Only Read Memory)，目前以CD-R焉 主。除可用CD-R外，也可以 取一般的CD-ROM片。CD-R的资料只可嘉入一次。可抹除可重嘉型：EDRAW(Erasable Direct Read After Whte)又耦 WMRA(Write Many Read Always)目前有MO傀 磁 光 式，舆一般的CD-ROM不相容)及CD-RW(可典一般的CD-ROM相容)。F.傅翰言殳借：数撼檄(MODEM)a.功 能：符1M畿内部的数位资料 (Modulation)成比，由 路 傅 送 至 另一部1M窗；或接收

33、另一重月窗傅送来的 比号虎符其解(DEModulation)成数位资料。b.在 通 上，一般使用bps（bit per second每秒停送位元数）:B速度罩位。1-4微重月窗的装展1.微虑理檄(Micro-Processor，P)定 羲：符控制军元、算循亍暹辑军元整合在一稹醴甯路内。除了控制罩元及算循亍诞辑军元外，微虑理檄也包含了隆流排(内部)、暂 存 器 及 畤 一般彳固人重月辍曾有另外的畤 晶片)。(3)可作焉微重月辍的CPU。2.微重月窗(Micro-Computer C)定 羲：以微虑理械篇C P U，再加上必要的1己 11醴军元及输入/出 系且合而成的。(2)一般的彳固人重月窗均匾

34、之。3.微 的 基 本 架 横 隆流排(Bus)A.定 羲：数修停送数位资料的加排蹲乐泉。B.功 能：各元件 的港通管道。C.四：a.依 所 在 位 置 分:，内部隆流排：指 CPU内部(C U、A LU、MU)各罩元傅送资料的隆流排。盟外部隆流排：指 CPU、遇遏言殳借(主要指输入/出言殳借)及知1 艘 三 者 送 资 料的隆流排。b.依停送的方向性分，军向傅送：只能输出资料或只能接收资料。粤曼向傅送：可以输出及接收资料。c.依 其 所 停 翰 资 料 型 熊 分 :雪资料踵流排(Data Bus):主官田意醴舆C PU、，或暂存器典ALU 傅送资料的隆流排。是曼向傅送的雁流排。一般而言资料

35、隆流排的排吊泉敷=暂存器是度(位元数)=外部资料接暇J数。而所 耦 n 位元的重月窗，便是指微虑理檄一次可虑理的资料位元数，即暂存器房度。而字Sl(Word)是指微虑理械一次可向主差己H 醴存取资料的位元数，即外部资料接腕数。由上可知，雨者均可用资料隆流排排 来表示。8088微虑理檄，其外部资料接腕只有8 支（所以字条且是8 位元），但暂存器房度 郤 有 16位元（故 篇 16位元微J 遢理檄）。目前Pentium等级以上的微虑理檄，使用曼隆流排（一入一出）、三踵流排（二入一出）等技秫亍来加速资料隆流排的傅翰速度，因此资料隆流排的排舟泉数已辗法正硅地 明其是黑位元的微虑理檄了。ISA（lndu

36、stry Standard Architecture）:工渠襟型架横，是早期的资料踵流排，由 旧M 所推行的。篇 8 位 元 及 16位元的隆流排，速 度 8M Hz，但傅翰率只有 5.33MB/S。EISA（Extended ISA）:延伸型 IS A，M 32 位元的晨度，速度 8.33MHz，酶率 焉 33MB/s（8.33MHz x4位元系且）。VESA Local Bus:32位元及64位元的房度，早 期 80486畤只要是探用VESALocal架 横，目前已被PCI取 代。PCI:目前主流的资料隆流排架横，焉 32位 元 及 64位元的晨度，速 度 33MHz，傅翰率可逵132MB

37、/S或 264MB/S。AGP：是 加 速 卡 的 事 匾 隆 流 排。同位址EE流排（Address Bus）：用来傅翰所欲存取之资料在言己11醴 中 或 I/O 埠的位址。只能由微J 遢理械输出位址褊虢到位址雁流排，故篇罩向停送的隆流排。位址EE流排排吊泉数，决定微虑理檄位址褊碣的轮B1，即主春己感的的最大容量。M 廉位址乐泉，最多可定址2n位元系且的1己 U ft位 址。位址隆流排和资料隆流排的数目加不一定相等。如 80286是 16位元的微虑理械（资料EE流排扁16修），但 有 24修位址系泉。冕控制隆流排（Control Bus）:由微J 遢理檄内的控制军元输出，用以控制其它军元的轨

38、行。是军向僖送的隆流排。（2）暂存器（Register）A.定 羲：在微虑理檄内，用以信者存位址、指 令、瓷 料、旗 檄 及 算 结 果 的 储 存 艘。B.特 性：a.在微虑理檄内。b.容 量 小。c.暂存器的艮度是以位元表示。也是微虑理檄一次 算可虑理的资料位元数。-般所耦的n 位元重月断，即是指暂存器（MBR）：f t 度 焉 n 位 元。d.一 般 而 言，孰 行 任 何 算 都 要 揩 资 料 移 到 暂 存 器 内 来 算。e.暂存器 的 算比舆主言己I f 醴有I I 的 算 快。C.谶 M :a.位址暂存器：典PC（程式吉卜数器）：用以储存下一彳固要轨行指令的主官田意醴位址。，

39、MAR信 已 H 醴位址暂存器）：用以储存目前要存取资料的主春己位址。粤SP（堆叠指示器）：用以信者存下一他可用的堆叠位址。b.MBR信己 街暂存器）：又 叫 MDR信 己 H 艘资料暂存器）或 DR（资料暂存器）。用以暂存划优言引意艘中取出或正举借立即放入昌出意醴的资 料。c.IR(指令暂存器)：用以暂存刚由三己|意醴提取出来的 算礁(指令)，以便送到解礁器解碣轨行。d.PSW(程式月犬熊字：又耦状熊暂存器(Status Register)、旗虢暂存器(Flag)。用以锯存目前正在轨行中程式的状魅(每一彳固位元表示一槿状熊)，如迤位、溢 位、M、零 值 等。e.累加器(Accumulator

40、):用以暂存ALU的建算元(要 算的资料)。f.一般用途暂存器：没有规定用途的暂存器。一般可做:B 其它暂存器的替代品。指令(Instruction)A.定 羲：用以指示重月窗轨行勤作的命令。B.指令集(Instruction S et)：所有微虑理械可使用的指令的集合。a.不同型的CPU都有其特有的指令集。b.依内部架横一般可分篇：指令集雷般(CISC Complex Instruction Set Computer)具有较多的指令及定址模式。有微程式(微礁)控制的结横。可燮勤的指令格式。大多数的指令都能存取主言小意f t 及暂存器。指令轨行需较:M的遇期。少部 份 管 化(Pipeline

41、)。目前Intel相容的他人重月窗均腐之。粤精曾指令集重月猷RISC Reduced Instruction Set Computer)只有少数的指令及定址模式。焉 硬 控 制 的 结 情。固定的指令格式(易於解碣)。只有少数的事有指令可以存取言己意醴。指令轨行快速、军一遇期。高度 的 管 化。工作站级重月窗及Apple的重月窗多使用RISC。c.指令的槿雪算循亍指令：:f t 责算衙建算的勤作，如+、-、x、+。巴 暹 辑 算 指 令：:f t 责 暹 算 的 勤 作，如 AN D、O R、NO T、NAND等。粤资料搬移指令：:f t 责资料傅翰移勤的指令，如 LD D、LDA等。巴程序控

42、制指令：:f t 戴呈式轨行次序控制的指令，如 JUMP、CALL、RETURN。51/0控制指令：负责管理输入/出 的特殊指令，如 O U T、IN。C.指令的格式(Instruction Format):一彳固指令可包含雨I部 份：a.建算礁(Operation Code OP Code):里 又 叫 算 子。里表示CPU提供之指令代碣(每他指令最多只有一他建算礁)。里其所估位元数，可泱定CPU最多可提供多少指令，即指令集的大小。例 如：5位 的 OP Code，即指令集最多可有25=32他不同的指令。b,建算元(Operand)：更用以表示舆此指令相11的资料或位址(每他指令可以有0、1

43、或 多 算 元)。里其位元数可泱定定址的最大靶B I。D.MMX(Multi Media extensions，多媒f t延伸指令集)：a.Pentium MMX等级(P55C)以上的 CPU 均有。b.57他寡咒虑理影像、BJM、瞽音等多媒艘资料的指令。探用SIMD i f算模式。E.3D N ow!:a.由AMD所鲁J，K6-2等级以上的CPU均有。b.21他加强3D浮黠 算的指令。F.SSE(Streaming SIMD Extensions):a.Pentium!所加入的新指令级。b.共有70彳固加强3D浮 黑 岳1算、MMX整 数 算 及 资 料 流 相 的 指 令。(4)指令轨行及

44、指令遇期A.指令孰行的谩程a.提取指令：CU依 程 式 器(PC)内的主言己H醴位址，下令到主言己惊醴取出指令，然彳爰揩指令放在指令暂存器(IR)。b.指令解礁：CU取出IR内的指令加揩其解礁，羟生相BS的微碣或控制 虢，揩相 的资料由言己情醴中移到ALU。c.提 取 算 元：彳於主言引意醴中 取 算元。d.孰行：ALU轨行算循亍或暹辑的 算。e.储 存：揩建算的系吉果放入暂存器或存回主言已11醴。B.指令遇期：完成一低I指 令 所 需 的 畤。一彳固完整的指令遇期包含了丽部份：a.指令提取遇期(Fetch Cycle)：包含了上述之a.、b.、c.三僧|谩程。b.轨行遇期(Execution

45、 Cycle):包含了上述之d.、e.二他|遇程。c.CPU内部轨行指令之勤作(参考就好了)：(5)I/O 埠A.功 能：CPU舆遇遏常殳借之 傅送资料的通道。B.废：a.串列埠（Serial Port）：又叫序列埠、RS232 Port，一次停一位元。通常有雨彳固，分别篇C0M 1及COM2。常用来接滑鼠或MODEM。b.平行埠（Parallel Port）：一次停8位 元，通常有一值|（LPT1），可接印表檄。c.通用串列埠（USB，离用序列隆流排）：统合所有的埠，最多可接127台官殳倩。（6）影辔微虑理械功能（速度）的因素A.CPU的位元数（或资料IS流排的位元数）：愈大愈快，因一次可虑

46、理较多位元的资料。B.CPU的畤 频率（畤 月 辰）：愈高愈快，因指令的轨行遇期典CPU的畤月底有。C.CPU的内部快取言田意醴大小：愈大愈快，因L1 Cache曾暂存最近的指令及资料，可以减少至主官出意醴存取的次数。D.CPU的架情：a.RISC比CISC的架情快。b.超触量（Super Scalar）架横使军一遇期可孰行数偃|指令。超触量架横使用Pipeline（管 谆甥十，符指令勤作分解成多低I小勤作（耦:g stage），以 似 生 的模式轨行指令。c.可使用的指令集：新的CPU中加入整午多功能更强的指令以增加轨行速度。如MMX、3D Now!、SSE 等。影警重月窗速度的因素（参考就

47、好了）A.CPU的功能。B.踵流排的速度。C.主 言 己 意醴的大小及速度。D.外部工作频率（曾影簪B.及C的速度）。E.助1己I意醴的速度。1-51十 算 檄 的 朝:醴1 .定 羲：所需的歉:醴也就是程式，是用以指挥重月固如何解决特定冏题的一速串指令。2.软 醴 的 槿 :系统I欧醴J1用软醴功能性 篇 管 理、控制及盛督 算械硬飕勤作的程式。是软飕系统的核心，也是舆硬醴潢通的橘楔。金桂寸特定冏题所 装出来的软艘。3.系 统 软 醴 的 槿:作 渠 系 统(OS)言 虞 理 程 式公用程式功能性 使 用 者 典 硬 醴 的 介 面。用以分配重月窗系统资源，盛督甯月图作蕖。符使用者所输入的原

48、始程 式，辅 换 成 能 轨 行的械械礁程式。辅助用者正磴而有效的程式。又耦服矜程式。4.言吾言虑理程式的槿 依 翻 群 方 式I分：系且群程式(Assembler)褊 群 程 式(Compiler)直 群 程 式(Interpreter)功能性事力符余且合 言的原始程式樽 群 成 檄 器 言 目 的 程式。符 高 隋 言 的 原 始 程 式 樽 群焉 械 器 言 目 的 程 式。又耦解释程式，可 符 高 言 指 令，逐一翻群成檄器言 孰 行。输出目的程式目的程式轨行结果轨行方式轨行可轨行程式孰行可孰行程式在直群程式中遏翻群遏轨行翻群次数一次脩且群今速结今可期I行程式)一次(褊 速 结 今 可

49、 轨 行 程 式)每次轨行都要重新翻群程式轨行速度快(一 般 来 ，上蟠褊群程式所筐生的目的程式快)快慢交 性不可不可可 依 原 始 程 式 性 分：低 皆生 五口 口*.命口口 口 不同的甯月窗CPU有 不 同 的 檄 器 言，可 揣 性 低。由一系列的0 M 1表 示 指 令，擘 曾 及 程 式 最 焉 因 辘，且 不 易 除 及 惟一一他m窗可以直接轨行的 言，轨行的速度最快合 言(Assembly)不同的H月 窗CPU有不同的系且合 言，可 揣 性 低。以英文麓嘉代替械器 言指令，雎较械器IM言 好 用，但 仍 不 易 阜 雪 及 程 式。器(Assembler)：系且合得吾言必须被翻

50、群成檄器卷吾言才能被甯月窗轨行，搪任此工作的程式耦焉系且群器。高 言 焉 使 程 式 十 更 麓 易 且 不 曾 随 著 使 用 的CPU的不同而改燮，而彝展出高|造言吾言，可力S性 高 震语 言的一他1命令可能是知I O合 言(也可以 是檄佛吾言)的命令摩 雪 及 程 式 较 容 易，且 容 易 除 及 雉 。编群器(Compiler)如Pascal、C/C+等均是使用褊群器来崖生目的程 式。直群器(Interpreter)如BASIC就是以直群器来轨行程式。第四代言吾言(4GL)著 重 在 生 力，信 襄 程 式 司向i快 速 程 式，因 此 要做什麽(what)比 如何做(how)更 重