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第二章 计算机基础知识


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微机的主要性ห้องสมุดไป่ตู้指标
4. 内存容量 是指内存储器中能存储信息的总字节数。一般来说, 内存容量越大,计算机的处理速度越快。随着更高性能的操作系统的 推出,计算机的内存容量会继续增加。
5. 运算速度 单位时间内执行的计算机指令数。 单位有MIPS(Million Instructions Per Second,每秒106条指令) 和BIPS(Billion Instructions Per Second,每秒109条指令)。影 响机器运算速度的因素很多,一般来说,主频越高,运算速度越快; 字长越长,运算速度越快;内存容量越大,运算速度越快;存取周期 越小,运算速度越快。 6.其他性能指标 机器的兼容性(包括数据和文件的兼容、程序兼 容、系统兼容和设备兼容),系统的可靠性(平均无故障工作时间 MTBF),系统的可维护性(平均修复时间MTTR)等,另外,性能价格 比也是一项综合性的评价计算机性能的指标。
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2.1 计算机的发展历史
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图1 第一台电子管计算机(ENIAC)
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2.1 计算机的发展历史
年代 第一代 1946~1956 第二代 1956~1964 目 录 上一页 下一页 结 束 返 回 名称 元件 语言 机器语言 汇编语言 高级程序 设计语言 应用
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2.1.1.1 Intel 系列 CPU
1978年美国 Intel公司首次生产出16位 的中央处理器,并命名为i8086,同时还生 产出与之相配合的数学协处理器i8087, 这两种芯片使用相互兼容的指令集,但在 i8087指令集中增加了一些专门用于对数、 指数和三角函数等数学计算指令。由于这 些指令集应用于i8086和i8087,所以人们 也称之为X86指令集。从某种意义上说, 计算机的发展史即是以Intel公司的产品 X86系列CPU为代表的发展史。
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芯片组
如果说中央处理器(CPU)是 整个电脑系统的大脑,那么芯片组 将是整个身体的神经。对于主板而 言,芯片组几乎决定了这块主板的 功能,进而影响到整个电脑系统性 能的发挥,号称是主板的灵魂和核 心,芯片组性能的优劣,决定了主 板性能的好坏与级别的高低。
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3)USB总线 即通用串行总线,是一种广泛采用的接口标准。它连 接外设简单快捷,支持热拔插,成本低、速度快、连接设备数量多, 广泛地应用于计算机、摄像机、数码相机和手机等各种数码设备上。 目前USB Ver2.0数据传输率达到60MB/s。
4)IEEE1394 是一种串行接口标准,能非常方便地把电脑、电脑外 设、家电等设备连接起来,能达到实时传送多媒体视频流的高速高 带宽数据传输效果。IEEE 1394总线是目前最快的高速外部串行总线, 1394a最高的传输速率达400MB/s,而1394b的最高传输速率达到了 800MB/s,并且支持带电拔插。
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2.1 计算机发展历史
1. 埃尼克ENIAC:第一台真正意义上的数字电 子 计 算 机 , 是 Electronic Numerical Integrator And Calculator的缩写。于1946年2月在美国的 宾夕法尼亚大学正式投入运行 ,ENIAC共使用 了约18 800个真空电子管,重达30吨,功率174 千瓦,占地约140平方米,用十进制计算,每 秒运算5 000次加法。它没有今天的键盘、鼠标 等设备,人们只能通过扳动庞大面板上的无数 开关向计算机输入信息。 ENIAC的诞生奠定了 电子计算机的发展基础,开辟了信息时代,把 人类社会推向了第三次产业革命的新纪元。 (参见下图)
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2.1.2 主板和主板芯片组
主板是电脑系统中最重要的部件之 一,它为CPU 、内存和各种功能卡提 供安装插座,为各种外接设备提供接 口。因此电脑的整体运行速度和稳定 性在相当程度上取决于主板的性能。 目前主板的结构标准分为ATX (Advanced Technology eXtended,为 intel 95年公布的标准)、MicroATX(小板)、AT 和 NLX 等,目前使 用最多的是ATX 和 Micro-ATX。
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常见微型计算机的硬件设备
硬件设备 1. 微处理器( CP U) 内存 软盘 2. 存储器 硬盘 外存闪存 光盘存储器 3. 常见的总线 4. 主板 5. 输入设备 6. 输出设备
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北桥芯片
南桥芯片
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CPU插座
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内存插槽
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PCI插槽
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AGP插槽
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显卡
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ATA接口
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微机常见总线标准
2)AGP 是加速图形端口的缩写,是为提高视频带宽而设计的总线 结构,它是一种显示卡专用的局部总线,使图形加速硬件与CPU和 系统存储器之间直接连接,无须经过繁忙的PCI总线,提高了系统实 际数据传输速率和随机访问内存时的性能。目前AGP 8X的总线传输 率达到2.1GB/s。
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2.1.1.2 其它系列 CPU
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AMD K10―2007年底推出64位CPU; K10是AMD下一代CPU架构,AMD声 称其K10架构四核心具备一系列“革命 性设计”,每核心512KB二级缓存, 共享2MB三级缓存、增强型省电技术, 虚拟化技术。时钟频率2.2-2.4GHZ起。 四核并有4.63亿个晶体管,原生架构基 于65纳米工艺技术。并不是两个双核 封装在一起,而是真正的单芯片四核 心。
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硬盘
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软驱接口
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电源插口及主板供电部分
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BIOS及电池
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机箱前置面板接头
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外部接口
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主板上的其它主要芯片
声卡芯片
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网卡芯片
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I/O控制芯片
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5. 输入设备
输入设备是将原始信息转化为计算机能接 受的二进制数,以便计算机能够处理的设备。
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键盘
鼠标 图7 输入设备
数码相机
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6. 输出设备
输出设备:有显示器、打印机、绘图仪和音箱等。 1)显示系统:包括显示器和显示适配器(又称显 示卡)
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显示器
显示卡 图8 输出设备
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6. 输出设备
2)打印机 点阵打印机又称针式打印机,是利用打印头内的点阵撞 针撞击打印色带,在打印纸上产生打印效果。喷墨打印机的打印头由 细小的喷墨口组成,当打印头横向移动时,喷墨口可以按一定的方式 喷射出墨水,打到打印纸上,形成字符、图形等。激光打印机是一种 高速度、高精度、低噪声的非击打式打印机。它是激光扫描技术与电 子照相技术相结合的产物,利用了激光的定向性、能量集中性。
电子管计算机
电子管
科学计算
晶体管计算机
晶体管
数据处理
第三代 1964~1971
第四代 1971年~现 在 第五代
集成电路计算机 超大规模集成电路计 算机 未来计算机
中小规模 集成电路
集成电路 光子、量子、 DNA等
高级程序 设计语言
面向对象的 高级语言
广泛应用到各 个领域
网络时代
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微机的主要性能指标
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微机常见总线标准
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总线(Bus)是计算机各功能部件之间传送信息的 公共通信干线,它是由导线组成的传输线束。微机内部 信息的传送是通过总线进行的,各功能部件通过总线连 在一起。微机中的总线一般分为数据总线、地址总线和 控制总线,分别用来传输数据、数据地址及控制信号。 常见的总线标准有:1)PCI总线;2)AGP总线;3) USB总线;4)IEEE 1394总线。 1)PCI总线 是由Intel、IBM、DEC公司推出的一 种局部总线,它定义了32位数据总线,且可扩展为64位。 PCI是迄今为止最成功的总线接口规范之一。PCI总线与 CPU之间没有直接相连,而是经过桥接(Bridge)芯片 组电路连接。该总线稳定性和匹配性出色,提升了CPU 的工作效率,最大传输速率可达132MB/s。
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点阵(针式 )打印机
喷墨打印机
激光打印机
图9 打印机
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2.2 计算机操作系统
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操作系统(Operating System,简称OS) 是一管理电脑硬件与软件资源的程序,同时也 是计算机系统的内核与基石。操作系统是一个 庞大的管理控制程序,大致包括5个方面的管 理功能:进程与处理机管理、作业管理、存储 管理、设备管理、文件管理。以现代观点而言, 标准个人电脑OS应提供以下功能:进程管理 (Processing management) ;记忆空间管理 (Memory management) ;文件系统(File system) ;网络通讯;安全机制(Security) ; 使用者界面 ;驱动程序。目前微机上常见的 操作系统有DOS、OS/2、UNIX、LINUX、 Windows等。
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