大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級(jí),,第三級(jí),,第四級(jí),,第五級(jí),,*,第 2 章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng),主要內(nèi)容：,,硬件系統(tǒng),,軟件系統(tǒng),1,,第 2 章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng),目的要求：,,,通過(guò)本章的學(xué)習(xí)能夠較系統(tǒng)的掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成,;,,2,,第 2 章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng),教學(xué)重點(diǎn)：,,硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng),,教學(xué)難點(diǎn)：,,存儲(chǔ)器的分類(lèi)；軟件的分類(lèi),,教學(xué)課時(shí)：,,,3,課時(shí),3,,計(jì)算機(jī)系統(tǒng),硬件系統(tǒng),軟件系統(tǒng),計(jì)算機(jī)系統(tǒng),4,,計(jì)算機(jī)系統(tǒng),硬件系統(tǒng),,構(gòu)成計(jì)算機(jī)的所有實(shí)體部件的集合，通常由機(jī)械裝置等組成軟件系統(tǒng),,能夠驅(qū)使計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)進(jìn)行有效工作的程序集合5,,計(jì)算機(jī)硬件,五大基本組成部分,,輸入設(shè)備,,存儲(chǔ)器,,控制器,,運(yùn)算器,,輸出設(shè)備,6,,輸入設(shè)備,輸出設(shè)備,運(yùn)算器,存儲(chǔ)器,控制器,結(jié)果,程序,數(shù)據(jù),計(jì)算機(jī)基本功能框圖,7,,計(jì)算機(jī)工作原理,現(xiàn)在計(jì)算機(jī)基本上都是基于“存儲(chǔ)程序”的原理設(shè)計(jì)制造的存儲(chǔ)程序原理是由美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮,·,諾依曼（,Von Neumann,）于,1946,年提出來(lái)的基本思想：把程序存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)，使計(jì)算機(jī)能像快速存取數(shù)據(jù)一樣快速存取組成程序的指令。

8,,硬 件,主機(jī),,CPU（Central Processing Unit）：,控制器和運(yùn)算器,,內(nèi)存儲(chǔ)器,,外設(shè)（,I/O,設(shè)備）,,輸入設(shè)備和輸出設(shè)備,,外存儲(chǔ)器：兼作輸入、輸出設(shè)備,9,,CPU Pentium4 820,背面圖,10,,CPU P4 820,正面圖,11,,CPU P4 820性能參數(shù)表,,12,,CPU –Z軟件測(cè)試: P4 820,,13,,AMD 公司生產(chǎn)的CPU,,14,,中國(guó)研制的：龍芯三號(hào),15,,龍芯（,loongson,）開(kāi)發(fā)歷程,:,,2002,年,8,月，我國(guó)研制出“龍芯一號(hào)”，性能相當(dāng)于“,586”,2003,年研制出“龍芯二號(hào)”，達(dá)到中檔“,P3”,水平2006,年,9,月研制出,“,龍芯二號(hào)增強(qiáng)型”，性能達(dá)到中低檔“奔四”水平 2011,年研制出,4,核、,8,核的“龍芯三號(hào)”處理器，采用,65,納米生產(chǎn)工藝，,1GHZ,主頻 16,,中央處理器（,CPU,,),,CPU,由運(yùn)算器、控制器和寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)的總線(xiàn)構(gòu)成,性能指標(biāo),：,主頻、外頻、倍頻系數(shù)、,CPU,的位和字長(zhǎng)、緩存,,前端總線(xiàn),(FSB),頻率、快速通道相聯(lián),(QPI),。

17,,CPU,性能指標(biāo),,主頻：也叫時(shí)鐘頻率，單位是兆赫（,MHz,）或千兆赫（,GHz,），用來(lái)表示,CPU,的運(yùn)算、處理數(shù)據(jù)的速度CPU,的主頻,=,外頻,×,倍頻系數(shù),18,,CPU P4 820性能參數(shù)表,,19,,CPU,性能指標(biāo),,外頻：外頻是,CPU,的基準(zhǔn)頻率，單位是,MHz,CPU,的外頻決定著整塊主板的運(yùn)行速度倍頻系數(shù)：指,CPU,主頻與外頻之間的相對(duì)比例關(guān)系CPU,的字長(zhǎng)：,CPU,在單位時(shí)間內(nèi),(,同一時(shí)間,),能一次處理的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)叫字長(zhǎng)20,,思 考 題,,,,CPU,主頻越高，計(jì)算機(jī)性能是否越好？,21,,主頻,=,外頻*倍頻，所以其中任何一項(xiàng)提高都可以使,CPU,的主頻上升由于主頻并不直接代表運(yùn)算速度，所以在一定情況下，很可能會(huì)出現(xiàn)主頻較高的,CPU,實(shí)際運(yùn)算速度較低的現(xiàn)象 22,,主頻僅僅是,CPU,性能表現(xiàn)的一個(gè)方面，而不代表,CPU,的整體性能,,更精湛的制造工藝也能對(duì)提升處理器的主頻起到作用,,23,,CPU,的處理能力,簡(jiǎn)單地說(shuō)可以看成：,實(shí)際處理能力,=,主頻*執(zhí)行效率,,,AMD 2500+,處理器，采用了,10,級(jí)管線(xiàn)，只有,1.8G,的主頻卻能匹敵,2.4G,的,P4,；蘋(píng)果電腦的,G4,處理器，更是采用了,7,級(jí)管線(xiàn)，只有,1.2G,的主頻卻能匹敵,2.8C,的,P4,，這些都要?dú)w功于更短的管線(xiàn)所帶來(lái)的更高的執(zhí)行效率。

24,,摩爾定律,由英特爾（,Intel,）創(chuàng)始人之一戈登,·,摩爾（,Gordon Moore,）,1965,年提出來(lái)的其內(nèi)容為：當(dāng)價(jià)格不變時(shí)，集成電路上可容納的晶體管數(shù)目，約每隔,18,個(gè)月便會(huì)增加一倍，性能也將提升一倍換言之，每一美元所能買(mǎi)到的電腦性能，將每隔,18,個(gè)月翻兩倍以上這一定律揭示了信息技術(shù)進(jìn)步的速度25,,26,,時(shí) 間,CPU,型號(hào),IC,晶體管數(shù)目,工藝技術(shù),1999,Pentium III,950,萬(wàn)個(gè),,0.25-0.18μm,2000,Pentium 4,5500,萬(wàn)個(gè),,0.18μm,2003,Pentium 4E,7700,萬(wàn),90nm,2006,酷睿,2,雙核,2.91,億個(gè),65-45nm,2007,酷睿,2,四核,5.8,億個(gè),45nm,2009,酷睿,i,四核,/,八線(xiàn)程,7.31,億個(gè),45-32nm,2012,Westmere,六核,11.7,億個(gè),32nm,蝕刻尺寸,,：是制造設(shè)備在一個(gè)硅晶圓上所能蝕刻的一個(gè)最小尺寸，是,CPU,核心制造的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)27,,28,,摩爾定律的意義,“摩爾定律”歸納了信息技術(shù)進(jìn)步的速度,這,40,年里，計(jì)算機(jī)從神秘不可近的龐然大物變成多數(shù)人都不可或缺的工具，信息技術(shù)由實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入無(wú)數(shù)個(gè)普通家庭，因特網(wǎng)將全世界聯(lián)系起來(lái)，多媒體視聽(tīng)設(shè)備豐富著每個(gè)人的生活。

29,,摩爾定律的意義,這一切背后的動(dòng)力都是半導(dǎo)體芯片,在今后幾年里，“摩爾定律”可能還會(huì)適用但隨著晶體管電路逐漸接近性能極限，這一定律終將走到盡頭30,,摩爾定律的極限,專(zhuān)家們預(yù)言，隨著半導(dǎo)體晶體管的尺寸接近納米級(jí)，不僅芯片發(fā)熱等副作用逐漸顯現(xiàn)，電子的運(yùn)行也難以控制，,半導(dǎo)體晶體管將不再可靠美國(guó)惠普實(shí)驗(yàn)室研究人員斯坦,·,威廉姆斯說(shuō)，到,2010,年左右，半導(dǎo)體晶體管可能出現(xiàn)問(wèn)題，,芯片廠(chǎng)商必須考慮替代產(chǎn)品31,,摩爾定律的極限,英特爾公司技術(shù)戰(zhàn)略部主任保羅,·,加吉尼則認(rèn)為，,2015,年左右，部分采用了納米導(dǎo)線(xiàn)等技術(shù)的,“混合型”晶體管,將投入生產(chǎn)，,5,年內(nèi)取代半導(dǎo)體晶體管32,,接口,(Interface),,連接主機(jī)與外設(shè)的轉(zhuǎn)換電路，其作用是實(shí)現(xiàn)外設(shè)與主機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信的格式轉(zhuǎn)換（串行,/,并行）、類(lèi)型轉(zhuǎn)換（模擬,/,數(shù)字）以及速度的匹配33,,接口的分類(lèi),,COM,串行接口（接鼠標(biāo)等）,,LPT,并行接口（接打印機(jī)等）,,直接存儲(chǔ)器訪(fǎng)問(wèn)（,DMA）,接口,,USB,接口,34,,USB,接口,,通用串行總線(xiàn)（,Universal Serial Bus,，簡(jiǎn)稱(chēng),USB,）是連接外部裝置的一個(gè)串口匯流排標(biāo)準(zhǔn)，在計(jì)算機(jī)上使用廣泛。

35,,USB,接口,,USB 1.0 1996,年，速度,1.5Mb/s,,,USB 1.1 1998,年，速度,12Mb/s,,USB 2.0 High-Speed,,2003,年，速度,480Mb/s (,,USB 2.0 Full-Speed 12Mb/s,),,USB 3.0 2008,年，速度,5Gb/s,，（,Windows,,Vista,、,Windows 7 SP1,和,Linux,支持,USB 3.0,）,,36,,計(jì)算機(jī)主板,—,華碩,37,,計(jì)算機(jī)主板,—,技嘉,P67,主板,38,,計(jì)算機(jī)主板,—,微星,39,,主板,(MainBoard,,),,它安裝在機(jī)箱內(nèi)，是微機(jī)最基本的也是最重要的部件之一主板一般為矩形電路板，上面安裝了組成計(jì)算機(jī)的主要電路系統(tǒng)，一般有,BIOS,芯片、,I/O,控制芯片、鍵盤(pán)和面板控制開(kāi)關(guān)接口、指示燈插接件、擴(kuò)充插槽、主板及插卡的直流電源供電接插件等元件40,,計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng),軟件,,所有程序和相關(guān)文檔的總稱(chēng)軟件分類(lèi),,系統(tǒng)軟件,,（支撐軟件）,,應(yīng)用軟件,41,,系統(tǒng)軟件,管理、監(jiān)視和維護(hù)計(jì)算機(jī),,分類(lèi)：,,操作系統(tǒng),,診斷程序,,服務(wù)性程序,42,,操作系統(tǒng),是最重要的系統(tǒng)軟件，是計(jì)算機(jī)與用戶(hù)之間的接口。

主要分為三大類(lèi),,批處理系統(tǒng),,分時(shí)系統(tǒng),,實(shí)時(shí)系統(tǒng),,（網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)）,43,,操作系統(tǒng)還按,應(yīng)用,分類(lèi),,單用戶(hù)、多用戶(hù) 如,DOS,,單任務(wù)、多任務(wù) 如,Windows,,操作系統(tǒng)的五大主要功能,,作業(yè)管理、進(jìn)程管理、存儲(chǔ)器管理、設(shè)備管理和文件管理44,,常見(jiàn)操作系統(tǒng),DOS、OS/2、UNIX、WINDOWS、,,WINDOWS NT、,,Novell NetWare、……,45,,我國(guó)自主研制,,外掛式漢字操作系統(tǒng)：,CCDOS、SPDOS、UCDOS（,均基于,MS-DOS）麒麟”操作系統(tǒng),46,,支撐軟件,支撐軟件是支持其它軟件實(shí)施設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和維護(hù)的軟件如：數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)47,,應(yīng)用軟件,應(yīng)用軟件是指特定應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Ｓ玫能浖淖痔幚碥浖?Word、WPS,,財(cái)務(wù)管理軟件,,銀行業(yè)務(wù)軟件……,48,,微機(jī)原理結(jié)構(gòu),采用總線(xiàn)（,Bus）,結(jié)構(gòu),,總線(xiàn)：連接計(jì)算機(jī)各部件，是傳送信息的公共通道分類(lèi)：,,數(shù)據(jù)總線(xiàn),DB（data bus）,,地址總線(xiàn),AB（address bus）,,控制總線(xiàn),CB（control bus）,49,,總線(xiàn)（,Bus）,總線(xiàn)是一種內(nèi)部結(jié)構(gòu)，它是,cpu,內(nèi)存、輸入、輸出設(shè)備傳遞信息的公用通道，主機(jī)的各個(gè)部件通過(guò),總線(xiàn),相連接，外部設(shè)備通過(guò)相應(yīng)的,接口電路,再與總線(xiàn)相連接，從而形成了計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng) 。

50,,微機(jī)原理結(jié)構(gòu)框圖,微處理器,控制總線(xiàn),地址總線(xiàn),數(shù)據(jù)總線(xiàn),O,設(shè)備,存儲(chǔ)器,I,接口,O,接口,I,設(shè)備,51,,總線(xiàn)的主要技術(shù)指標(biāo),,總線(xiàn)的帶寬,(,總線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸速率,),,總線(xiàn)的位寬,,總線(xiàn)的工作頻率,52,,總線(xiàn)的主要技術(shù)指標(biāo),,總線(xiàn)的帶寬,(,總線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸速率,),,也稱(chēng)“前端總線(xiàn)”,(Front Side Bus FSB,）,,總線(xiàn)的帶寬指的是單位時(shí)間內(nèi)總線(xiàn)上傳送的數(shù)據(jù)量，即每秒鐘傳送,MB,的最大穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)傳輸率總線(xiàn)的帶寬＝總線(xiàn)的工作頻率*總線(xiàn)的位寬,/8,53,,總線(xiàn)的主要技術(shù)指標(biāo),,總線(xiàn)的位寬,,總線(xiàn)的位寬指的是總線(xiàn)能同時(shí)傳送的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)，或數(shù)據(jù)總線(xiàn)的位數(shù)，即,32,位、,64,位等總線(xiàn)寬度的概念54,,總線(xiàn)的主要技術(shù)指標(biāo),,總線(xiàn)的工作頻率,,總線(xiàn)的工作時(shí)鐘頻率以,MHZ,為單位，工作頻率越高，總線(xiàn)工作速度越快,100MHz,前端總線(xiàn)指的是每秒鐘,CPU,可接受的數(shù)據(jù)傳輸量是,100MHz×64bit=6400Mbit/s=800MByte/s,（,1Byte=8bit,）,55,,總線(xiàn)的主要技術(shù)指標(biāo),,前端總線(xiàn),,前端總線(xiàn)頻率越大，代表著,CPU,與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳輸量越大，更能充分發(fā)揮出,CPU,的功能。

較低的前端總線(xiàn)將無(wú)法供給足夠的數(shù)據(jù)給,CPU,，這樣就限制了,CPU,性能得發(fā)揮，成為,系統(tǒng)瓶頸,56,,Intel Core i3-2100性能參數(shù)表,,處理器頻率,3100 MHz,前端總線(xiàn),2500 MHz,二級(jí)緩存,512 KB,插槽結(jié)構(gòu),LGA 1155,外頻,100 MHz,核心數(shù)量,雙核,處理器倍頻,31X,內(nèi)存控制器,雙通道,DDR3 1066/1333,57,,QPI(QuickPath Interconnect,,),,QPI,：快速通道相聯(lián) ，,Core i7,平臺(tái)集成了內(nèi)存控制器，是數(shù)據(jù)總線(xiàn)的新名稱(chēng)QPI,的傳輸速率比,FSB,的傳輸速率快一倍現(xiàn)在,QPI,速率可達(dá),6.4TB/s,1GT/S,就是每秒傳輸十的九次方次數(shù)據(jù)，如果一次傳輸,8bit,的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸速率是,6.4GT/s,，那么帶寬就是,51.2Gb/s,58,,輸入設(shè)備,鍵盤(pán)、鼠標(biāo),,光筆、掃描儀、數(shù)碼攝像機(jī)、數(shù)碼照相機(jī)、傳真機(jī),,麥克風(fēng),,……,59,,輸出設(shè)備,顯示器,,字符、圖形圖像、液晶,,CRT：,陰極射線(xiàn)管,,CGA：,彩色/圖形適配器,,EGA：,增強(qiáng)型,CGA,,VGA：,視頻圖形陣列,,LCD ：,即液晶顯示器,60,,三星,788DF,顯示器,61,,CRT,是什么？,CRT,是一種使用陰極射線(xiàn)管（,Cathode Ray Tube,）的顯示器,,應(yīng)用最廣泛的顯示器之一,,CRT,純平顯示器具有可視角度大,,無(wú)壞點(diǎn)、色彩還原度高、色度均勻、可調(diào)節(jié)的多分辨率模式、,,響應(yīng)時(shí)間極短,,價(jià)格要比,LCD,顯示器便宜不少。

62,,三星,788DF,顯示器參數(shù),顯示屏尺寸 ：,17,吋,,顯像管類(lèi)型 ：純平,,最高分辨率 ：,1280*1024,,帶寬 ：,110MHZ,,輸入信號(hào)連接,/,接口 ：,15,針,D-Sub,63,,明基,FP241VW,64,,LCD,是什么？,液晶是一種有機(jī)復(fù)合物，液晶顯示器（英文全稱(chēng)為,Liquid Crystal Display,，簡(jiǎn)稱(chēng),LCD,）具有低輻射、體積小、能耗低的優(yōu)點(diǎn)65,,LCD_,明基,FP241VW,參數(shù),屏幕比例為,16:10,,擁有,6ms,灰階響應(yīng)時(shí)間,,具備,1920×1200,的分辨率,,1000:1,的對(duì)比度,,500cd/m2,的亮度,,水平和垂直可視角度均達(dá)到了,178°,,接口方面，明基,FP241VW,則配備了,D-Sub/DVI-D/S-Video/AV/,色差,/HDMI,接口,,并通過(guò)了,TCO 06,認(rèn)證,66,,明基,FP241VW,接口,67,,輸出設(shè)備,打印機(jī),,擊打式：針式打印機(jī)（用色帶，可打蠟紙）,,非擊打式：激光（用碳粉，速度快、精度高）、噴墨打印機(jī)（用墨盒）,,繪圖儀,68,,微機(jī)存儲(chǔ)系統(tǒng),C P U,高速緩存,內(nèi)存儲(chǔ)器,外存儲(chǔ)器,69,,Intel Xeon CPU,圖片,70,,內(nèi)存儲(chǔ)器圖片,現(xiàn)代：,184 pin DDR 400 512M,金士頓,240 pin DDR 533 512M,71,,外存儲(chǔ)器,—,硬盤(pán)圖片,硬盤(pán) 邁拓,72,,外存儲(chǔ)器,—,固態(tài)硬盤(pán),硬盤(pán) 邁拓,Intel 120GB X25-M,,73,,外存儲(chǔ)器,—,移動(dòng)硬盤(pán)圖片,硬盤(pán) 邁拓,愛(ài)國(guó)者移動(dòng)硬盤(pán),74,,中央處理器（微機(jī),:,微處理器）,,CPU（Central Processing Unit）,,高速緩沖（,Cache）,,內(nèi)部存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱(chēng)主存，,Main Memory,）,,外部存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱(chēng)輔助）,,軟盤(pán)、光盤(pán)、移動(dòng)硬盤(pán)、硬盤(pán)、,U,盤(pán)、…,75,,微機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)器,只讀存儲(chǔ)器（,ROM）,,ROM，Read Only Memory，,存儲(chǔ)啟動(dòng)計(jì)算機(jī)的引導(dǎo)信息,。

可編程,ROM（PROM）,,可擦寫(xiě)可編程,ROM（EPROM）,,電可擦寫(xiě)可編程,ROM（EEPROM),76,,只讀存儲(chǔ)器的應(yīng)用,--BIOS,,BIOS,（,Basic Input/Output System,，基本輸入輸出系統(tǒng)）,,全稱(chēng)是,ROM,－,BIOS,，是只讀存儲(chǔ)器基本輸入／輸出系統(tǒng)的簡(jiǎn)寫(xiě)，它實(shí)際是一組被固化到電腦中，為電腦提供最低級(jí)最直接的硬件控制的程序，它是連通軟件程序和硬件設(shè)備之間的樞紐,77,,BIOS,一般臺(tái)式機(jī)開(kāi)機(jī)時(shí)用,del,鍵進(jìn)入設(shè)置界面筆記本一般用,F11,等功能鍵進(jìn)入，要留意啟動(dòng)屏幕上的提示CMOS,是目前絕大多數(shù)電腦中都使用的一種,電池供電,，,用來(lái),保存,BIOS,參數(shù)開(kāi)機(jī)時(shí)，電腦需要用這些信息來(lái)啟動(dòng)系統(tǒng)如果不慎或發(fā)生意外而弄亂了,CMOS,中保留的信息，電腦系統(tǒng)將,不能正常啟動(dòng),78,,BIOS,操作示圖,1,、開(kāi)機(jī)后，按“,DEL”,鍵進(jìn)入,2,、進(jìn)行相關(guān)項(xiàng)設(shè)置,79,,隨機(jī)存儲(chǔ)器（,RAM）,,RAM，Random Access Memory，,存儲(chǔ)執(zhí)行的程序和文件，斷電時(shí)丟失全部數(shù)據(jù)靜態(tài)（,Static RAM）、,動(dòng)態(tài),(Dynatic RAM）,80,,靜態(tài)（,SRAM）,和動(dòng)態(tài),(DRAM）,,SRAM,不需要,刷新電路,就能保持它內(nèi)部存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，速度快（,1~15ns),，,集成度低,，功耗較大，,多用于,高速緩存,C,ache,。

高速緩存,：,位于,CPU,與內(nèi)存之間，是一個(gè)讀寫(xiě)速度比內(nèi)存更快的存儲(chǔ)器當(dāng),CPU,向內(nèi)存中寫(xiě)入或讀出數(shù)據(jù)時(shí)，這個(gè)數(shù)據(jù),也被存儲(chǔ)進(jìn),高速緩沖存儲(chǔ)器中81,,靜態(tài)（,SRAM）,和動(dòng)態(tài),(DRAM）,,DRAM,利用電容上的電荷來(lái)表示數(shù)據(jù)（由于漏電的存在），為了保持?jǐn)?shù)據(jù)每隔一段時(shí)間．需要刷新充電，否則內(nèi)部的數(shù)據(jù)就會(huì)丟失 ，多用于,內(nèi)存條,（,50~70ns,）SRAM,存儲(chǔ),l,位的信息需要,4-6,只晶體管，制造成本較高,(DRAM,只要,1,只晶體管就可以實(shí)現(xiàn),),82,,SDRAM,：,Synchronous Dynamic Random Access Memory,，同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器的分代,,第一代,SDR SDRAM,,,第二代,DDR SDRAM,,,DDR,：,Double Data Rate,雙倍速率,,第三代,DDR2 SDRAM,,,第四代,DDR3 SDRAM,,第五代,DDR4 SDRAM,，,2012,年上市,83,,SDRAM,：同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器,類(lèi)型,電壓范圍,內(nèi)存頻率,Mhz,內(nèi)存帶寬,,MB/S,SDRAM,3.3v,PC 133,1064,DDR1,2.5v,DDR 333,PC-2700,DDR2,1.8v,DDR2 800,PC2-6400,DDR3,1.35-1.5v,DDR3 1333,PC3-10600,DDR4,1.2-1.0v,DDR4 2667,PC4-21300,注：,SDRAM,用時(shí)鐘頻率命名，如,pc100,，以后的內(nèi)存則采用數(shù)據(jù)讀寫(xiě)速率作為命名標(biāo)準(zhǔn),,，如,PC-,即,DDR,，,PC2=DDR2,，,PC3=DDR3,。

84,,DDR,、,DDR2,、,DDR3,和,DDR4,,不同類(lèi)型的內(nèi)存條不可以混插 同類(lèi)型的內(nèi)存條不同頻率的可以混插內(nèi)存條向更省電、傳輸效率更快方向發(fā)展內(nèi)存技術(shù)的出現(xiàn)主要是為了提升內(nèi)存與處理器之間的通信帶寬（即,FSB,?,內(nèi)存帶寬達(dá)到平衡）,85,,內(nèi)存帶寬瓶頸,,前端總線(xiàn)頻率大多為,800MHz,，其前端總線(xiàn)帶寬為,800MHz×64bit/8=6.4GB/s,如系統(tǒng)使用單通道,DDR 400,內(nèi)存，由于單通道內(nèi)存位寬只有,64 bit,，因此其內(nèi)存總線(xiàn)帶寬只有,400MHz×64bit/8=3.2GB/s,，顯然前端總線(xiàn)將有一半的帶寬被浪費(fèi),（內(nèi)存帶寬瓶頸 ）86,,內(nèi)存帶寬瓶頸,,顯然前端總線(xiàn)將有一半的帶寬被浪費(fèi)，有什么解決方法？,87,,解決方案,,雙通道,DDR400,內(nèi)存已經(jīng)成為,800FSB,處理器搭配的基本標(biāo)準(zhǔn)雙通道,：,就是在北橋芯片級(jí)里設(shè)計(jì)兩個(gè)內(nèi)存控制器，這兩個(gè)內(nèi)存控制器可相互獨(dú)立工作，每個(gè)控制器控制一個(gè)內(nèi)存通道，從而,使內(nèi)存的帶寬增加一倍,88,,雙通道和三通道,,雙通道,是一種主板芯片組,(Athlon 64,集成于,CPU,中）所采用新技術(shù)，與內(nèi)存本身無(wú)關(guān)，任何,DDR,內(nèi)存都可工作在支持雙通道技術(shù)的,主板上,。

89,,雙通道主板,-,華碩,P8H61 PRO,,支持雙通道,DDR3 1333/1066MHz,內(nèi)存,,2011,價(jià)格,,￥,849,元,90,,三通道主板,-,華碩,SaberTooth X58,,支持三通道,DDR3 1866/1800/1600/1333/1066MHz,內(nèi)存,,2011,價(jià)格,￥,1974,元,,91,,雙通道和三通道,,Core i7,處理器采用的,三通道,內(nèi)存技術(shù)拋棄了前端總線(xiàn)，在處理器內(nèi)部集成了內(nèi)存控制器，內(nèi)存與處理器之間采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接設(shè)計(jì)，內(nèi)存里的數(shù)據(jù)可由內(nèi)存總線(xiàn),直接傳送,給處理器，無(wú)需再由北橋進(jìn)行中轉(zhuǎn)要想實(shí)現(xiàn)三通道，只要將同色的三根內(nèi)存插槽插上內(nèi)存即可，系統(tǒng)便會(huì)自動(dòng)識(shí)別并進(jìn)入三通道模式但如果插上非,3,或非,6,條的內(nèi)存，如,4,根內(nèi)存，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)入單通道模式92,,FSB1333Mhz,的帶寬,10664 MB/S,內(nèi)存頻率,,Mhz,通道,,方式,內(nèi)存總線(xiàn),,位寬,,內(nèi)存帶寬,,,MB/S,DDR2-800,,單通道,64,位,6400,DDR2-800,,雙通道,64*2,位,12800,DDR2-800,三通道,64*3,位,19200,93,,微機(jī)外部存儲(chǔ)器,軟磁盤(pán)存儲(chǔ)器（軟盤(pán)+軟驅(qū)）,,軟盤(pán)規(guī)格：8、5.25、3.5、2.5英寸,,目前微機(jī)常用軟盤(pán),(Floppy Diskette）,,3.5英寸、約1.44,MB（1440KB）,,讀寫(xiě)窗口、防塵金屬片、防寫(xiě)保護(hù)口,,軟盤(pán)保護(hù)：防磁、防塵、……,,軟磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器,94,,3.5,英寸軟盤(pán),_,正面圖,95,,3.5,英寸軟盤(pán),_,背面圖,96,,3.5英寸1.44,MB,軟盤(pán)格式化,面數(shù)：雙面（,DS）,高密,: HD,,磁道數(shù)：每面80個(gè)磁道,: 0~79,,扇區(qū)數(shù)：每磁道18個(gè)扇區(qū),,扇區(qū)容量：每扇區(qū)512字節(jié),,格式化容量（約1.44,MB） 2*80*18*512B=1440KB,97,,硬磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器（,HDD）,,硬磁盤(pán)（,Hard Disk）,,技術(shù)：溫切斯特技術(shù),,規(guī)格：8、5.25、3.5、2.0英寸等,,存儲(chǔ)格式：磁頭、柱面、扇區(qū),,接口標(biāo)準(zhǔn)與性能參數(shù),,保護(hù)：防震動(dòng)、防磁、……,98,,外存儲(chǔ)器,—,硬盤(pán)圖片,硬盤(pán) 邁拓,99,,固態(tài)硬盤(pán),(SSD,，,Solid State Disk,),,是由控制單元和存儲(chǔ)單元,(FLASH,芯片,),組成，是用固態(tài)電子存儲(chǔ)芯片陣列而制成的硬盤(pán)。

根據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)分為兩種：一種是采用閃存（,FLASH,芯片）作為存儲(chǔ)介質(zhì)，另外一種是采用,DRAM,作為存儲(chǔ)介質(zhì)（這種固態(tài)硬盤(pán)目前應(yīng)用范圍較窄）100,,外存儲(chǔ)器,—,固態(tài)硬盤(pán),硬盤(pán) 邁拓,Intel 120GB X25-M,,101,,外存儲(chǔ)器,—,固態(tài)硬盤(pán),硬盤(pán) 邁拓,Intel 120GB X25-M,,102,,外存儲(chǔ)器,—,固態(tài)硬盤(pán),硬盤(pán) 邁拓,Intel 120GB X25-M,,103,,固態(tài)硬盤(pán)與傳統(tǒng)硬盤(pán)比較：,項(xiàng) 目,固態(tài)硬盤(pán),傳統(tǒng)硬盤(pán),容 量,較小,大,價(jià) 格,高,低,隨機(jī),,存取,極快,,讀速,250MB/s,,寫(xiě)速,100MB/s,一般,,機(jī)械硬盤(pán),,尋道時(shí)間：,8-11ms,,轉(zhuǎn)速：,5400-7200rpm,,緩存 ：,8-64MB,寫(xiě)入,,次數(shù),SLC,,10,萬(wàn)次,,MLC 1,萬(wàn)次,無(wú)限制,104,,固態(tài)硬盤(pán)與傳統(tǒng)硬盤(pán)比較：,項(xiàng) 目,固態(tài)硬盤(pán),傳統(tǒng)硬盤(pán),接口類(lèi)型及速度,SATAII 3Gbps,,SATA,Ⅲ,6Gbps,SATAⅠ 150MB/s,,SATAII 300MB/s,,SATA,Ⅲ,750MB/s,工作噪音,無(wú),有,工作溫度,-10~70℃,5~55℃,防 震,很好,較差,數(shù)據(jù)恢復(fù),難,可以,注：,SATA,（,Serial ATA,）口的硬盤(pán)又叫串口硬盤(pán),105,,固態(tài)硬盤(pán)與傳統(tǒng)硬盤(pán)比較優(yōu)勢(shì)：,,存取速度方面：,SSD,固態(tài)硬盤(pán)采用閃存作為存儲(chǔ)介質(zhì)，讀取速度相對(duì)機(jī)械硬盤(pán)更快，而且尋道時(shí)間幾乎為,0,，這樣的特質(zhì)在作為,系統(tǒng)盤(pán),時(shí)候，可以明顯加快操作系統(tǒng)啟動(dòng)速度和軟件啟動(dòng)速度。

抗震性能方面：,SSD,固態(tài)硬盤(pán)由于完全沒(méi)有機(jī)械結(jié)構(gòu)，所以不怎么怕震動(dòng)和沖擊，不用擔(dān)心因?yàn)檎饎?dòng)造成無(wú)可避免的數(shù)據(jù)損失106,,固態(tài)硬盤(pán)的應(yīng)用：,,,,Windows 7,系統(tǒng)對(duì)固態(tài)硬盤(pán)性能和壽命方面的技術(shù)進(jìn)行了更好的改善無(wú)需用戶(hù)的任何設(shè)置，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)辨識(shí)存儲(chǔ)設(shè)備是機(jī)械硬盤(pán)還是固態(tài)硬盤(pán),可結(jié)合現(xiàn)有傳統(tǒng)硬盤(pán)（,HDD,），將操作系統(tǒng)和主要應(yīng)用程序存儲(chǔ)在,SSD,里，而將視頻、音樂(lè)及照片等文件存儲(chǔ)在傳統(tǒng)硬盤(pán)里，這樣就能夠最大限度地利用,SSD,高性能的優(yōu)勢(shì)107,,光盤(pán)存儲(chǔ)器（,Compact Disc）,,光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器,,只讀光盤(pán)（,CD-ROM）,,一次性可寫(xiě)光盤(pán),,可重寫(xiě)光盤(pán),,音頻光盤(pán),CD、,視頻光盤(pán),VCD,108,,存儲(chǔ)器的多級(jí)結(jié)構(gòu),,在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)系統(tǒng)中，大容量、高速度和高性?xún)r(jià)比，永遠(yuǎn)是我們追求的目標(biāo)109,,存儲(chǔ)器的多級(jí)結(jié)構(gòu),,C P U,高速緩存,Cache,內(nèi)存儲(chǔ)器,外存儲(chǔ)器,110,,存儲(chǔ)器的多級(jí)結(jié)構(gòu),,用容量更小但速度最快的,SRAM,芯片組成,Cache,,容量較大速度適中的,DRAM,芯片組成,Main Memory,,用容量特大但速度極慢的磁盤(pán)設(shè)備構(gòu)成,Virtual Memory,111,,存儲(chǔ)器的多級(jí)結(jié)構(gòu)解決方案,,選用生產(chǎn)與運(yùn)行成本不同的、存儲(chǔ)容量不同的、讀寫(xiě)速度不同的多種存儲(chǔ)介質(zhì)，組成一個(gè)統(tǒng)一的存儲(chǔ)器系統(tǒng)，使每種介質(zhì)都處于不同的地位，發(fā)揮不同的作用，充分發(fā)揮各自在速度、容量、成本方面的優(yōu)勢(shì)，從而達(dá)到最優(yōu)性能價(jià)格比，以滿(mǎn)足使用要求。

112,,1993,年大型計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器系統(tǒng),設(shè)備,存取速度 存儲(chǔ)容量 存儲(chǔ)成本,,CPU 10ns 512B 1800 (,美分,/KB),,緩存,20~40ns 128KB 72,,主存,60~100ns 512MB 5.6,,虛存,10~20ms 60~228GB 0.23,,后援,2~20ms 512GB~2TB 0.01,113,,存儲(chǔ)器的多級(jí)結(jié)構(gòu),,若能使,CPU,大部分時(shí)間訪(fǎng)問(wèn)高速緩存,CACHE,，速度最快；僅在從緩存中讀不到數(shù)據(jù)時(shí)才去讀,主存,，速度略慢但容量更大；當(dāng)從主存中還讀不到時(shí)才去成批量讀,虛存,，速度很慢容量極大；這就很好地同時(shí)解決了對(duì)速度容量、成本三個(gè)方面的需求114,,存儲(chǔ)器的多級(jí)結(jié)構(gòu),一定容量的緩存,Cache,，較高速度和較大容量的內(nèi)存,Main Meory,，較快速度的硬盤(pán),Hard Disk,，對(duì)計(jì)算機(jī)整體性能的提高影響較大115,,思 考,,在個(gè)人電腦性能不斷提高的今天，你認(rèn)為制約電腦性能提高的因素,(CPU,、內(nèi)存、硬盤(pán)、主板等,),是什么？請(qǐng)說(shuō)明一下你的理由？,116,,參考文獻(xiàn),1,、內(nèi)存瓶頸導(dǎo)致多核超級(jí)計(jì)算機(jī)性能下降,2009,年,11,月,,,,2,、解決,PC,速度瓶頸,!,金士頓固態(tài)硬盤(pán),,NCDIY.COM,,2011,年,8,月,,3,、專(zhuān)家提突破計(jì)算機(jī)瓶頸新思路,,美國(guó),《,紐約時(shí)報(bào),》,網(wǎng)站報(bào)道,2011,年,5,月,,,117,,計(jì)算機(jī)指令,指令,,指示計(jì)算機(jī)執(zhí)行某種操作的命令,,每條指令完成一個(gè)獨(dú)立的操作,,指令格式,,操作碼+操作數(shù)（地址碼）,,指令字長(zhǎng)度（字長(zhǎng)）,118,,指令系統(tǒng),,計(jì)算機(jī)所能執(zhí)行的指令集合,,指令分類(lèi),,數(shù)據(jù)傳送指令,,運(yùn)算指令（算術(shù)、邏輯）,,程序控制類(lèi)指令,,輸入、輸出指令,119,,計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì),著名學(xué)者,Christopher Strachey,曾說(shuō)過(guò)：“如果一個(gè)人不能理解程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，他就不能真正理解計(jì)算機(jī)” 。

120,,程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言教學(xué)的目的,,不僅僅是為了使學(xué)生掌握一種編程工具，更重要的是讓學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的基本思想和方法，培養(yǎng)學(xué)生用計(jì)算機(jī)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，提高學(xué)生的計(jì)算機(jī)文化素質(zhì)121,,程序：有限指令序列,,程序設(shè)計(jì),,問(wèn)題分析,,算法設(shè)計(jì),,編寫(xiě)程序代碼,,上機(jī)調(diào)試程序,,得出正確結(jié)果,122,,計(jì)算機(jī)語(yǔ)言（四代）,機(jī)器語(yǔ)言,,匯編語(yǔ)言,,高級(jí)語(yǔ)言,,甚高級(jí)語(yǔ)言,123,,機(jī)器語(yǔ)言,,二進(jìn)制指令集,,匯編語(yǔ)言,,二進(jìn)制指令的符號(hào)化代碼集,124,,高級(jí)語(yǔ)言,,更接近自然語(yǔ)言的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言常見(jiàn)的有：,BASIC、DEPHI、VC.NET、SQL、C++、JAVA、……,,數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng),FoxPro，,具有程序設(shè)計(jì)功能,125,,語(yǔ)言處理程序,匯編程序,,將匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的程序（源程序）,翻譯,成機(jī)器語(yǔ)言程序（目標(biāo)程序）的語(yǔ)言處理程序其過(guò)程稱(chēng)為匯編126,,編譯程序,,將高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)的程序（源程序）翻譯成機(jī)器語(yǔ)言程序（目標(biāo)程序）的語(yǔ)言處理程序其過(guò)程稱(chēng)為,編譯,只有編譯成功（無(wú)錯(cuò)誤）的程序才能被執(zhí)行如,C、C++,是編譯型語(yǔ)言,127,,解釋程序,,將高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)的程序（源程序）逐句翻譯成機(jī)器指令并立即執(zhí)行的語(yǔ)言處理程序。

其過(guò)程稱(chēng)為,解釋,程序執(zhí)行時(shí)，遇錯(cuò)時(shí)?？尚薷腻e(cuò)誤后再執(zhí)行如,BASIC、FoxPro,是解釋型語(yǔ)言,128,,微機(jī)系統(tǒng)性能指標(biāo),字長(zhǎng)：主要地決定,CPU,性能,,運(yùn)算速度,,主頻：,CPU,的時(shí)鐘頻率,,外設(shè)配置,,軟件配置,129,,當(dāng)前中檔筆記本硬件配置,價(jià)格：,5300,元左右；定位：商用,,主機(jī)：,Intel,酷睿,i7 2630QM,,CPU 2GHz,主頻、最高睿頻,,2900MHz,,、,四核心,/,八線(xiàn)程,、,4GB,以上內(nèi)存,,顯示器：,14,英寸,,、,1366×768,分辨率 屏幕比例,16:9,,顯卡：,NVIDIA GeForce GT 540M,、,1GB,顯存、顯存位寬,128,,硬盤(pán)：,640GB,、,5400,轉(zhuǎn)/分,130,,光驅(qū)：,DVD,刻錄機(jī),,其它：筆記本重量 ：,2.184Kg,,,6,芯鋰電池，,4400,毫安,,,集成,200,萬(wàn)像素?cái)z像頭,,,1000Mbps,以太網(wǎng)卡,,支持，藍(lán)牙,2.1,模塊,,,6,合,1,讀卡器,,支持指紋識(shí)別功能,131,,微機(jī)軟件配置,Windows 7 Home Basic,,Office2008,,BC++、VC.NET、JAVA、…,,詞霸,2011,、瑞星殺毒,2011,、…,,IE、,下載軟件、…,132,,多媒體計(jì)算機(jī),媒體：,是指信息表示和傳播的 載體，如：文字，聲音。

133,,多媒體技術(shù),是指利用計(jì)算機(jī)技術(shù)把文本、聲音、圖形和圖像等各種媒體綜合一體化，使它們建立起邏輯關(guān)系，并能進(jìn)行加工處理的技術(shù)加工處理：主要指對(duì)這些媒體的,錄入,、,壓縮,、,存儲(chǔ),、,顯示,、,傳輸,等134,,多媒體技術(shù)的特征,集成性,,交互性,:,是指人和計(jì)算機(jī)能,”,對(duì)話(huà),”,， 以便進(jìn)行人工干預(yù)控制， 它是多媒體技術(shù)的,關(guān)鍵特征,數(shù)字化,,實(shí)時(shí)性,135,,小 結(jié),通過(guò)上面的學(xué)習(xí)，你是否明白：,,一個(gè)較完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 由哪幾部分組成？,,,136,,作 業(yè),一、簡(jiǎn)答題,,2,題、,4,題、,5,題、,12,題、,15,題,,二、單選題（全部）,137,,作 業(yè),三、思考題,,在多核,CPU,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，是否核數(shù)越多，計(jì)算機(jī)性能越好？,,138,,。