計算機的組成原理

　　1.計算機主機所使用的元器件的更新作為計算機劃代的主要標志，計算機的發(fā)展分為四代。目前使用的計算機依舊是集成電路計算機，計算機的新開發(fā)著眼于智能化，以知識處理為核心，稱呼為：新一代計算機。而不是第五代計算機。

　　2.計算機系統(tǒng) = 硬件系統(tǒng) + 軟件系統(tǒng)

　　3.計算機硬件組成：

　　系統(tǒng)總線 運算器

　　主機

　　中央處理器(CPU)

　　控制器

　　計算機硬件 內(nèi)存儲器

　　存儲器

　　外存儲器

　　輸入設(shè)備

　　外圍設(shè)備(或外設(shè))

　　輸出設(shè)備

　　4. 計算機的分類：按性能、用途、價格分巨型機、大型機、小型機、微型機

　　按內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)分單處理機(1個CPU)、多處理機(多個CPU)

　　5.目前我們使用的計算機的工作原理：“存儲程序與程序控制”。該思想由馮·諾依曼提出。

　　6.CPU的工作：執(zhí)行指令。

　　7.CPU的一般結(jié)構(gòu)：

　　寄存器：暫存數(shù)據(jù)

　　運算器：完成數(shù)據(jù)的算術(shù)運算和邏輯運算。運算器的核心是算術(shù)邏輯運算部件(ALU)，可以有多個ALU。

　　控制器：CPU的指揮中心。協(xié)調(diào)和控制計算機的各個部件統(tǒng)一工作

　　8.高速緩沖存儲器(Cache)：介于高速的CPU和相對低速的主存之間，解決cpu和主存間速度不匹配問題，其存儲容量越大命中率就越高，cpu運算速度就越快。

　　9.影響CPU速度的主要因素：總線頻率、工作頻率、Cache容量、寄存器、運算器的位數(shù)等 新指導(dǎo)P42

　　10. CPU的度量單位：MIPS(100萬條定點指令/秒)、MFLOPS(100萬條浮點指令/秒)T億

　　11.計算機內(nèi)部，程序的基本單位是指令。

　　指令的形式：二進制

　　指令的格式： 操作碼 操作數(shù)地址

　　操作碼：告訴計算機做何種操作

　　操作數(shù)地址：指令要處理的數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)的位置。

　　12. 指令的執(zhí)行過程：取指令、指令譯碼、執(zhí)行指令、保存結(jié)果

　　13. 指令系統(tǒng)：一臺計算機的所有指令的集合。不同的計算機，它們的指令系統(tǒng)可以不一樣。因此，一臺計算機上可以執(zhí)行的程序，在另一臺不同的計算機上可能無法執(zhí)行。為了克服這一問題，采用“向下兼容方式”：新處理器保留老處理器的所有指令，同時擴充功能更強的指令。舊計算機上的程序(軟件)就可以在新計算機上繼續(xù)執(zhí)行了。反之不行。8.同一個公司生產(chǎn)的處理器采用“向下兼容方式”。不同公司的處理器不一定相互兼容。例，Pentium處理器與Power PC處理器的指令系統(tǒng)互相不兼容。

　　15. 主板又稱母板,在主板上通常安裝有處理器插座、主板芯片組、存儲器插座(SIMM 或DIMM)、I/O總線插槽、BIOS ROM、時鐘/CMOS RAM、電池、顯示卡插槽、硬盤插槽等。

　　16.芯片組是主板電路的核心。由兩塊超大規(guī)模集成電路芯片組成，包括存儲器總線、內(nèi)存控制器、I/O控制器。

　　17.主板上有兩塊特別有用的集成電路芯片: 1.BIOS ROM芯片:存放BIOS 2.CMOS存儲器

　　BIOS(Basic Input/Output System)包含四個部分的程序：POST(Power On Self Test)加電自檢程序，系統(tǒng)自舉程序(BOOT),CMOS設(shè)置程序，基本外圍設(shè)備的驅(qū)動程序

　　CMOS RAM芯片存儲的是用戶對計算機硬件所設(shè)置的參數(shù)，可通過運行BIOS中CMOS設(shè)置程序修改CMOS中保存的系統(tǒng)參數(shù)。

　　BIOS是一組機器語言程序存放在主板的ROM中，是計算機軟件中的最基礎(chǔ)的部分，它啟動計算機，診斷故障，控制輸入/輸出操作 順序：開機—post-cmos-自舉程序-引導(dǎo)程序

　　18.存儲器的層次結(jié)構(gòu)：

　　容量 速度 價格/位

　　寄存器 小 快 高

　　Cache存儲器

　　內(nèi) 主存儲器

　　外 外存儲器

　　后備存儲器 大 慢 低

　　主存：

　　主存儲器每個單元存儲一個字節(jié)(8個二進制位)。每個單元有一個地址編碼。CPU根據(jù)地址訪問主存。分RAM (DRAM(DDR SDRAM),SRAM)新指導(dǎo)P49和ROM(MASK ROM、PROM、EPROM、Flash ROM)

　　外存

　　軟盤：磁性材料作為存儲介質(zhì)。磁道(同心圓軌道)、扇區(qū)(512字節(jié))

　　存儲容量=2×每個記錄面上的磁道數(shù)×每個磁道上的扇區(qū)數(shù)×512(B)

　　硬盤硬盤存儲器：由硬盤的盤片、硬盤驅(qū)動器及硬盤控制器組成。又稱為溫徹斯特硬盤。存儲介質(zhì)為涂有磁性材料的鋁合金或玻璃圓盤

　　存儲容量=磁頭數(shù)×柱面數(shù)×每個磁道上的扇區(qū)數(shù)×512(B)

　　硬盤上數(shù)據(jù)的地址參數(shù)有三個：柱面號、扇區(qū)號和磁頭號

　　讀寫硬盤數(shù)據(jù)的過程：尋道、定位、讀寫

　　硬盤接口：IDE接口、SCSI接口

　　移動存儲器：采用半導(dǎo)體存儲芯片F(xiàn)lash ROM作為存儲介質(zhì)

　　特點：體積小、重量輕、使用攜帶方便、可長期保存數(shù)據(jù) (刪)

　　接口：USB接口、IEEE-1394接口

　　USB：高速、串行接口;所有設(shè)備共享總線帶寬;可通過USB接口由主機向外設(shè)提供電源(+5V，100—500mA刪);在win98需要驅(qū)動，XP中不需要;支持即插即用;使用總線集線器，一個USB接口最多能連接127個外設(shè);數(shù)據(jù)傳輸速率有

　　1.5MB/s(USB1.0，1.1)和60 MB/s(USB2.0)刪

　　IEEE-1394(Fire Wire)接口：數(shù)字視頻設(shè)備 100MB/s

　　光盤：CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD

　　CD-ROM：只讀型光盤;存儲二進制信息原理為壓制凹坑，凹坑邊緣為“1”，內(nèi)外平坦部分為“0”;信息記錄軌道是一條從里向外的螺旋形軌道;存儲容量可達700MB;CD-ROM驅(qū)動器的主要性能指標為數(shù)據(jù)傳輸速率， 倍速

　　CD-R： 只寫一次 刪

　　CD-RW： 讀寫多次 刪

　　DVD： DVD-ROM、DVD-R、DVD-RW;容量：1.46GB—17GB

　　19. I/O設(shè)備：輸入/輸出設(shè)備、外設(shè)。

　　輸入設(shè)備：A 鍵盤：分類(機械式、電容式);接口類型(PS/2接口、USB接口、無線

　　接口);常用控制鍵 新指導(dǎo)P54。 Ctrl+Alt+Del

　　B 鼠標器：一種能方便、準確定位屏幕位置的指示設(shè)備。中間滾輪的作用

　　鼠標器的分類：機械式、光機式、光電式

　　鼠標器的性能指標(分辨率dpi)：鼠標每移動一英寸距離可分辨的點的

　　數(shù)目。分辨率高，定位精度高。

　　鼠標接口：串行口、PS/2接口、USB接口、無線接口等。

　　C 掃描儀：將原稿(如照片、圖片、書稿(OCR軟件)等)輸入計算機的一種輸入圖像設(shè)備。分手持式，平板式，膠片式

　　D 數(shù)碼相機：一種圖像輸入設(shè)備。成像芯片(數(shù)碼相機的核心)：CCD、CMOS

　　存儲器：快擦除存儲器(閃爍存儲器、Flash ROM)。

　　輸出設(shè)備：A顯示器：一種圖文輸出設(shè)備。數(shù)字電信號轉(zhuǎn)換為光信號后，將圖形和文字顯示出來。由顯示控制器(顯示卡)和監(jiān)視器組成

　　B監(jiān)視器：監(jiān)視器分CRT和LCD，通過顯示控制器連接到主板上

　　主要性能指標：顯示屏尺寸，顯示屏橫向與縱向的比例，最大

　　顯示分辨率，最大可顯示顏色數(shù)目，刷新率等。 顯示器中所有

　　顏色信息保存在顯示存儲器中VRAM

　　顯示器的分辨率：整屏可顯示像素的多少，用水平分辨率*垂

　　直分辨率表示。

　　C 打印機

　　(硬拷貝)

　　針式打印機：打印質(zhì)量差，耗材成本便宜，在銀行、商業(yè)等領(lǐng)域有著優(yōu)勢，可多層套打。

　　激光打印機：高質(zhì)量、高速度、價格適中。

　　噴墨打印機：在彩色打印中有優(yōu)勢，關(guān)鍵是噴頭。

　　性能指標：打印分辨率、打印速度、色彩數(shù)目、噪音、耗材、

　　幅面大小等

　　20. I/O操作：實現(xiàn)I/O設(shè)備與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳輸，包括輸入輸出兩個方面。

　　特點：其操作常與cpu操作并行進行;多個I/O設(shè)備能同時工作。

　　它與主機連接不同，有各自專用的控制器，獨立控制I/O操作。

　　21. I/O控制器：I/O設(shè)備通過I/O控制器與主機連接。如聲卡，網(wǎng)卡

　　22. I/O接口：主機箱上的各種插座和插頭，I/O設(shè)備和I/O控制器之間的連接器。

　　按傳輸方式(串行和并行)：

　　a串行：鼠標，鍵盤，數(shù)碼相機，USB2.0，移動盤

　　b并行：硬盤，光驅(qū)，軟驅(qū)，打印機，掃描儀，顯示器

　　按速率(低速和高速)

　　按能否連接多個設(shè)備(總線式和獨占式);

　　按是否標準化(標準接口和專業(yè)接口)

　　23.I/O總線分類：(地址總線，數(shù)據(jù)總線，控制總線)

　　總線帶寬的計算公式：數(shù)據(jù)線寬度/8×總線有效工作頻率(MHz)

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