大学计算机基础-第2章-计算机硬件PPT文件格式下载.ppt
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在运行时,从内存中取出一条指令;
按指令要求,从存储器中取出数据进行指定运算;
按地址把结果送到内存中去。
再取下一条指令,重复上述操作,直到结束为止。
计算机工作原理小结,以中央处理器为核心的程序控制的工作原理,微机主机系统,主机系统的逻辑结构主机系统的物理结构,主机系统的逻辑结构,主机系统的逻辑结构,它包括以下基本部件:
主板CPU内存硬盘驱动器软盘驱动器光盘驱动器各种接口卡电源,中央处理器,中央处理器简称CPU,主要包括:
运算器进行加、减、乘、除运算控制器包括取指令、取数、运算顺序的控制寄存器组暂时存放中间的运算结果,运算器,通用寄存器,控制器,专用寄存器,微处理器,CPU的性能指标,CPU的性能是计算机系统的主要技术指标之一。
主要性能指标:
速度(主频):
指每秒执行指令的条数或每秒主频振荡的次数;
条数用MIPS来表示,即每秒百万条指令;
PentiumPro”可达400MIPS;
主频振荡用MHZ来表示,即每秒百万次;
“Pentium”达2.8GHZ,最快的微处理器主频达4GHz。
字长:
指CPU一次所能处理的数据的二进制的位数。
如果字长是16位,要处理64位的指令就要读取4次。
80386以下的CPU为16位字长,80386及以上的CPU为32位字长。
指令集:
指令集功能强,计算机处理能力就强高速缓存:
匹配CPU和内存储器之间的速度的存储器内核:
将多个CPU核心集成在一起。
16核甚至更多,双核的概念,双核处理器是指在一个处理器上集成两个运算核心,从而提高计算能力在处理多线程、多进程任务的时候相对单核CPU具有明显速度优势。
然而在处理单进程任务的时候,双核技术的优势并不明显IntelPENTIUMDual-Core奔腾双核IntelCORE酷睿双核,存储器,要运行的程序和要处理的数据都存放在内存中文件和程序在外存中永久保存,内存储器外存储器,用于存放计算机工作过程中需要操作的数据和程序器件,内存储器由存储体、地址寄存器、数据寄存器、译码器及读写电路等组成因在主板上、CPU直接控制存取而得名“内存”内存分为:
随机存储器RAM,供用户使用。
(RandomAccessMemory)只读存储器ROM,供系统使用。
(ReadOnlyMemory)内存的性能指标是:
容量越大越好;
目前在128MB8GB速度存取数据的速度;
一般在60120ns(毫微秒10-9s),内存储器,插槽,内存条,每个单元都对应一个地址,以实现对单元内容的寻址。
内存单元的地址和内容,内存操作,读:
将内存单元的内容取入CPU,原单元内容不改变;
写:
CPU将信息放入内存单元,单元中原来的内容被覆盖。
内存之外的存储器称为外存储器,外存储器不能被CPU直接访问。
外存储器通常指磁盘、磁带、光盘等。
磁盘又分为软磁盘和硬磁盘。
有哪些常用外存储器?
外存储器,磁盘存储原理,磁盘指在合金基板表面上涂上磁性材料,利用单位面积内的磁场方向和强度存储0和1磁盘驱动器:
磁盘是在磁盘驱动器的带动下工作的磁盘驱动器的功能是:
控制磁盘的机械运动与磁头的定位,执行有关数据的传输命令。
完成数据的存取操作。
磁盘的每个盘片的两个表面都涂附了一层磁性材料,作为存储信息的介质。
读写磁盘时,磁头直接接触盘面,感应磁场强度和方向。
为便于寻址,数据分布采取每个盘面划分出许多不同半径的同心圆,称为磁道,每条磁道上又划分出等分的区段,称为扇区。
磁道和扇区都分别编号,便于管理。
磁盘容量计算公式?
磁盘存储格式,磁盘容量的计算公式,以软盘为例。
3.5英寸高密度软盘,格式化后有2个面、每面80个磁道,每个磁道18个扇区,每个扇区存储512个字节。
其存储容量为:
存储容量=28018512=1.44MB,容量=记录面数磁道数/面扇区数/道字节数/扇区,硬磁盘(硬盘机)是一种主要的外存储器。
目前的微机一般都至少配备一台硬盘机在硬盘里永久保存着计算机系统工作必不可少的程序和重要数据,掉电后数据文件仍然存在硬盘具有容量较大、速度较快(7500转15000转/分)及可靠性较好等优点目前标准配置硬盘201TB,硬盘,微机使用的小型硬盘机从外观上看是一个密封的金属盒子,其中有若干片固定在同一个轴上、同样大小、同时高速旋转的金属圆盘片靠近每个盘片的两个表面各有一个读写磁头。
这些磁头全部固定在一起,可同时水平移到磁盘的某个磁道位置硬盘片表面分为一个个同心圆磁道,每个磁道又分为若干扇区,数据是以扇区为单位存放在盘片上,盘片旋转寻找扇区,硬盘结构,实际硬盘种类,外置(活动)硬盘,内置(固定)硬盘,硬盘变U盘,光盘是利用激光原理存储和读取信息的存储媒介利用激光束在铝反射层上凹坑和非凹坑反射差别来存取0和1光盘具有体积小、速度快、容量大、可靠性高等特点。
性能指标:
容量:
在600MB几十GB速度:
1X(一倍速)是150KB/S,目前可达60X。
光盘驱动器类型:
只读型(CD-ROM)追加型(WORM)可擦写型(RW-CD),常用的是只读型光盘CD-ROM光盘刻录机是写光盘的设备后继产品DVD-ROM。
光盘,光盘compactdiscread-onlymemory,光盘的种类主要技术指标:
容量、传输率、读取时间640MB150KB/S(又称1X)200400MS40X50X,只读光盘CDROM640MB700MBDVD数字视盘digitalvideodisc4.7GB17.7GB一次性刻录光盘CDR650MB可擦写光盘CDRW、MO光盘、PD光盘230MB、640MB、1.5GB,光盘驱动器及光盘片,可移动盘,“优盘”是一种可读写的半导体存储器闪速存储器(FlashMemory)。
可擦写次数100万次以上,可保存10年,存取速度比软盘快15倍,容量在16MB1GB,可望达到10GB以上。
USB硬盘是一种即插即用型移动式硬盘(抗震性强)。
容量10GB80GB。
使用方法与优盘类似。
USB指通用串行总线接口,内外存的区别,存储器系统,在一般计算机中主要有两种存储系统:
Cache存储系统,主存储器高速缓冲存储器,虚拟存储系统,主存储器磁盘存储器,注:
Cache存储主要是解决速度问题,要求快。
注:
虚拟存储主要是解决存储容量问题,要求存储的数据量大。
高速缓冲存储器,内存储器,磁盘存储器,主存、cache和虚存的关系,主存:
运行程序和保存中间结果。
Cache高速缓存:
基于局部性原理,事先预测,把要调入的程序存入缓存,希望命中率越高越好。
虚存:
把磁盘的部分空间开辟为虚存。
微型机中的存储系统,通用寄存器,高速缓存,主存储器,联机外存,脱机外存,硬盘、光盘,磁带、U盘,内存(动态存储器),高速静态存储器周期1ns,速度快容量小,容量大速度慢,总线,基本概念总线分类常用系统总线标准总线主要技术指标,总线,总线是连接计算机各部件的一簇公共信号线,它是计算机中各个部件之间传送地址、数据和控制信息的公共通道。
CPU内部的总线称为内部总线,CPU、存储器和I/O接口之间的总线称为外部总线。
总线分类,CPU总线(包括地址总线数据总线控制总线)系统总线(又称I/O通道总线地址线数据线控制线)外设总线(指主机与外部设备接口的总线),按层次结构,另一种总线分类按所处位置分:
CPU片内总线CPU片外总线片内总线:
在CPU内部各部件之间传输数据的总线片外总线:
在CPU外连接存储器和I/O设备的通路,总线工作示意图,总线主要性能指标,总线位宽(bit)能同时传送的数据位数总线的工作频率决定了流量(MHz)总线带宽(B/S)单位时间内总线上可传送的数据量总线的发展趋势是位数越来越宽(从8位发展到64位),传输速率越来越快(从16MB/s发展到1GB/s)。
现代微机中多总线结构示意图,北桥,CPU,磁盘控制器,南桥,PCI接口卡,主存储器,PCI总线,声效卡,MODEM卡,ISA接口卡,AGP总线,存储器总线,AGP显卡,ISA总线,前端总线,网络卡,USB卡,键盘、鼠标、串并行口,IBM公司8/16位标准总线、数据传输率为8MB/s,Intel32/64位标准总线。
适应性强、速度快、数据传输率为133MB/s。
一种专为提高视频带宽而设计的总线规范。
32位,266MB/S,微机总线分类,CPU总线,微机总线结构,地址总线(ABAddressBus)数据总线(DBDataBus)控制总线(CBControlBus),系统总线,外部总线,32位|64位,地址总线数据总线控制总线,连接CPU与外围控制芯片,如主存,连接CPU与接口卡,IDE集成设备电子部件EIDE增强型IDESCSI小型计算机系统接口USB通用串行总线接口IEEE1394,AGP扩展图形端口PCI外设互联总线ISA工业标准体系结构总线,连接主机与外部设备,输入/输出接口,CPU和外存储器以及输入输出设备之间不能直接交换数据,必须通过“接口”设备来转接。
接口分类,串行接口同一时间传送一位、效率低;
适合远距离传输。
例如,RS-232串口、打印机、鼠标接口。
并行接口同一时间传送多位,传输速度快、效率高。
输入接口键盘输出接口打印机,模拟接口Modem调制解调器输出数字接口Modem调制解调器输入,PCI扩展插槽,PCI扩展插槽接插各种扩
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