文档之家
首页
教学研究
幼儿教育
高等教育
外语考试
建筑/土木
经管营销
自然科学
当前位置:
文档之家
›
第1章计算机系统基础
第1章计算机系统基础
格式:ppt
大小:11.65 MB
文档页数:88
下载文档原格式
下载原文件
/ 88
下载本文档
合集下载
下载提示
文本预览
1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
《计算机基础》
第一章计算机ຫໍສະໝຸດ Baidu统基础
主讲:史敏军
主要内容
1、计算机的发展 2、计算机的类型
3、计算机的基本工作原理及结构
4、计算机硬件系统组成
5、计算机软件系统
6、数据在计算机中的表示与存储
一、计算机的发展
计算机技术发展的历史是人类文明史的一个缩影。
早 期 计 算 工 具
早 期 计 算 机
现 代 计 算 机
北桥芯片
PCI-E插槽
Cpu插座
南桥芯片
内存插槽
微机线路连接
主板参数
• 北桥芯片:(North Bridge)是主板芯片组中起主导作用 的最重要的组成部分,也称为主桥(Host Bridge)。一 般来说。北桥芯片负责与CPU的联系并控制内存、AGP、 PCI数据在北桥内部传输,提供对CPU的类型和主频、系统 的前端总线频率、内存的类型(SDRAM,DDR SDRAM以及 RDRAM等等)和最大容量、ISA/PCI/AGP插槽、ECC纠错等 支持,整合型芯片组的北桥芯片还集成了显示核心。 • 南桥芯片:相比北桥芯片来讲,南桥芯片主要负责和IDE 设备、PCI设备、声音设备、网络设备以及其他的I/O设备 的沟通,南桥芯片到目前为止还只能见到传统的BGA封装 模式一种。
2. 程序设计语言和语言处理程
(1)程序设计语言 序 编写程序的工具,经历了3个阶段: 机器语言 以二进制的指令码编程,最早的一种编程工具。 特点:机器容易接受、执行程序效率高,但编程复杂, 极易出错,可移值性差,现在已不采用。
汇编语言 二进制指令的简单符号化。如加法指令用 ADD 表示等。 特点:比机器语言编程进了一大步,且机器也易于接受 ,执行效率较高,但编程仍然复杂,较易出错,目前主要 用于计算机控制方面的编程。
• Cpu类型:支持的cpu的型号。 • 内存类型:支持的内存类型。 • 集成性:看是否整合显卡、声卡、网卡。
3、内存
• 内存是计算机中重要的部件之一,它是与CPU进行沟通的 桥梁。计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的,因 此内存的性能对计算机的影响非常大。 内存(Memory) 也被称为内存储器,其作用是用于暂时存放CPU中的运算 数据,以及与硬盘等外部存储器交换的数据。只要计算机 在运行中,CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运 算,当运算完成后CPU再将结果传送出来,内存的运行也 决定了计算机的稳定运行。 内存是由内存芯片、电路板 、金手指等部分组成的。
(Z80、Intel8088、 Intel80486汇编语言等)
高级语言 一种接近人类语言的计算机程序设计语言。 特点:编程容易,程序设计能力较强,可移植性好, 是目前广泛采用的一种编程语言,如BASIC、FORTRAN、 C、FoxPro、VB、VC、VF、Java语言等。 编写的程序分为3类:源程序、目标程序、可执行程序 源程序:由高级语言或汇编语言编写的程序。 目标程序:由源程序翻译成的机器语言程序。 可执行程序:由机器语言组成的程序。
二、计算机类型
• 按计算能力分:巨型机、大型机、中型机、小型机、计算 机(微机、笔记本、掌上电脑等)
三、计算机的基本原理与结构
1、冯.诺依曼计算机原理
冯.诺依曼思想
“自动存储执行”
John von Neumann 冯诺依曼
• 计算机的两个基本能力:一是能够存储程序,二是能够自 动地执行程序。 • 计算机是利用“存储器”(内存)来存放所要执行的 程序的,而称之为CPU的部件可以依次从存储器中取出程 序中的每一条指令,并加以分析和执行,直至完成全部指 令任务为止。
2、 指令和指令系统
指令是对计算机进行程序控制的最小单位。
指令格式 操作码
机器执行什么操作
操作数
执行对象(具体数、存放位置)
注意:
(1)所有指令的集合称为计算机的指令系统。
(2)不同的计算机指令系统不同。
程序是为完成一项特定任务而用某种语言编写的一组指令序列
指令执行过程
PC
+1
冯氏原理:人们预先编好程序,利用输入设备把程序输入内 存,计算机在控制器控制下,从内存中逐条取出程序交运算 器执行。把结果回送入内存、或由输出设备输出。 执行步骤:取指令、分析指令、执行指令、程序计数器加1 (例:指令070740H的执行过程)
U盘
SD存储卡
硬盘 机械硬盘和电子硬盘(SSD)
五、计算机软件系统
1、 系统软件
系统软件主要有:操作系统、语言处理程序 (如VB、C、VFP等)、工具软件等
1.操作系统(OS, Operating System)
一种用来管理计算机系统软硬件资源、提高计算机工 作效率的系统软件。 5大功能: 1.进程与处理器(CPU)管理 2.作业管理 3.存 储管理4.设备管理 5.文件管理 单用户操作系统:DOS 多用户多任务: windows XP/2000/98 网络操作系统:Unix, netware,Windows NT, Linux
自动加1
控 制 器
程序计数器PC 程序计数器 PC (0101H 0100H) ( ) 指令寄存器 操作码 07 地址码 0740
内存储器
地址 内容
0100H 0101H
„
070740H
„
程 序 区
译码器
„„
操作控制线路
0740H
数据
„
数 据 区
累加器
算术、逻辑 运算部件
„„
„„
运算器
3、微型计算机系统结构 1)早期的计算机系统结构 多总线设计,南北桥结构 2)目前的计算机系统结构 以CPU为核心的控制中心分层结构, 3)微机系统的“1-3-5-7”规则
CPU、内存、外存间的关系:
CPU
交换数据
内存
交换数据
外存
不能直接交换
外存和内存的比较:速度较内存慢、容量一般较内存大, 且价格比内存便宜。软盘容量为1.44M,常见硬盘达GB 级以上,光盘容量有500~600MB,有可擦写光盘。
闪存
采用半导体快闪存储器为存储介质。 如:U盘,固态硬盘(SSD),存储卡等
Cpu参数
1. CPU主频:即CPU内核工作的时钟频率(CPU Clock Speed)。频率 的标准计量单位是Hz(赫)。 2. 制作工艺:生产CPU过程中,要进行加工各种电路和电子元件,制 造导线连接各个元器件。精度越高,生产工艺越先进。在同样的 材料中可以制造更多的电子元件,连接线也越细,提高CPU的集成 度,CPU的功耗也越小。 3. 缓存(cache):集成在CPU内部中,用于CPU在处理数据过程中数据 的暂时保存。由于缓存指令和数据与CPU同频工作,L1级高速缓存 缓存的容量越大,存储信息越多,可减少CPU与内存之间的数据交 换次数,提高CPU的运算效率。 4. 核心数量:单芯片多处理器,将多个处理器集中到一块芯片上。 5. 字长:cpu一次能处理的二进制位数。
台式电脑
苹果系列台式微机
苹果台式电脑机箱内部
平板微机
1、CPU中央处理器
Intel 酷睿i7 2600K(盒)(Core i7 2600K)
英特尔公司CPU产品
酷睿(Core)系列,主要用于台式微机和笔记本微机。 至强(Xeon)系列,主要面向PC服务器。 凌动(Atom)系列,主要用于平板微机。
短暂地保留数据、其特点是速度快。分为随机存取 存储器(RAM,静态SRAM和动态DRAM)、只读存 储器(ROM)、高速缓冲存储器(Cache)。
注意: 1.地址:存储单元的一个编号,数据的存取须通过该 编号完成。 2.存储容量:内存单元的总数,通常一个单元为一个 字节,1024个单元为1KB,1024×1024个单元为1 兆节,记为1MB。通常为256MB。内存容量实质上指 RAM的容量(因为ROM可存储容量为0 )。 3. RAM:随机存储器,可读写,断电后数据丢失。 4.ROM:只读存储器,不可写,预先存入数据,断电 后数据不丢失。
摩尔定理(Intel 戈登.摩尔)
晶 体 管 数
单 MIPS 位 时 间 百 万 执 条 行 每 的 秒 指 令 数
/
每18个月芯片能力增长一倍。
现代计算机发展的问题
1. 体积限制 2. 芯片发热 3. 速度限制 4. 并行能力
5、未来计算机的发展
超导计算机 量子计算机 光子计算机 生物计算机 神经网络计算机
微 型 计 算 机
未 来 计 算 机
1、早期计算工具
结绳
算筹
算盘
2、早期计算机
1642 年
机械加法器
1822 年
1941 年 继电器计算机
差分机
3、现代计算机
★•
世界上第一台数字电子计算机ENIAC(爱尼亚克) 在美国的宾夕法尼亚大学研制成功。
莫克利 (John W.Mauchly)
埃克特 (J.Presper Eckert)
苹果公司的Apple II微机(1977年) CPU:6502系列,主频4MHz 内存:64KB可扩展至128KB 外存:2个5.25‘软驱 视频:80x25行字符输出
个人计算机 IBM PC 5150(1981年)
CPU :Intel 8088,工作频率4.77MHz 内存:16KB 外存:160KB 5.25”软盘 显示器:11.5”单色 操作系统:MS-DOS 1.0 价格:3045美元。
1. 频率:
它代表着该内存所能达到的最高工作频率。内存主频是以MHz (兆赫)为单位来计量的。内存主频越高在一定程度上代表着内 存所能达到的速度越快。内存主频决定着该内存最高能在什么样 的频率正常工作。
2. 内存类型:DDR3 、DDR2、DDR、SDRAM
外存是一种长期保留数据的装置,属外部设备。既 是输入设备,又是输出设备,主要用于和内存储器 交换信息。有硬盘、软盘、光盘、U盘、移动硬盘。
(2)语言处理程序 包括汇编程序、编译程序、解释程序: 汇编程序:将汇编语言源程序翻译成目标语言程序。 编译程序:将源程序一次性翻译成目标语言程序。如 Fortran、Pascal、C。
解释程序:对源程序逐条解释,解释一条,执行一条, 直至执行完整个程序。无目标程序生成。如Basic.
2、主板
• 主板,又叫主机板(mainboard)、系统板 (systemboard)或母板(motherboard);它安装在 机箱内,是微机最基本的也是最重要的部件之一 。 主板一般为矩形电路板,上面安装了组成计算 机的主要电路系统,一般有BIOS芯片、I/O控制芯 片、键盘和面板控制开关接口、指示灯插接件、 扩充插槽、主板及插卡的直流电源供电接插件等 元件。
ENIAC 爱尼阿克 ABC 阿塔纳索夫-贝瑞
• EDSAC(爱德沙克) 1949年,英国,电子延迟存储计算机,宣告萌芽时期结束。 • EDVAC(爱德瓦克) 1952年,美国,冯.诺依曼的“程序存储”设想首次体现。
★
现代计算机发展的4个阶段
年份
1946~1953
时代
第一代
电子器件
电子管
特点
穿孔卡片、磁带; 机器语言和汇编语言 磁芯存储器(王安)、磁鼓、磁盘、 出现高级程序设计语言 大型化,集中式计算,远程终端 超大型化,计算机化,嵌入式,图 形用户界面,多媒体,网络通信, 网格计算 、运算速度达百、千万亿 次。
内存地址
RAM在实际存储的时候被分成为许多 等长的存储单元,在微机中一般按照 字节存储,即按字节来分存储单元。 比如,如果有内存1kB,则被分为 1024个存储单元。每个存储单元将被 赋予一个编号即内存地址。
FFFFH
0002 H
注意区分内存地址和内存 地址中的内容。
0001 H
0000 H
内存参数
5、非冯·诺依曼计算机结构
非冯·诺依曼结构: 是由数据而不是由指令来驱动程序执行
数据流计算机 归约计算机 基于面向对象程序设计语言的计算机
智能计算机
四、计算机硬件系统组成
• 主要是指“冯·诺依曼”结构的五大部件。包括 CPU、内存、外存、输入输出设备。
1、计算机系统组成
计算机硬件工作原理
第二代
1954~1963
晶体管 中小规模集 成电路
第三代
1964~1970
第四代
1971~至今
大、超大规 模集成电路
• 2010年11月,我国研制的“天河一号”排名世界 第一。采用6144个处理器,峰值计算速度达到了 2570万亿次/秒。
国防科学技术大学研制
4、微型计算机发展
1975年 美国 爱德华.罗伯茨 发明第一台微型计算机( 牛郎星)Altair 8800 1981年 美国 IBM 推出第一台16位个人计算机IBM PC 5150 1985年 中国的第一台微型计算机 长城0520 研制成功
相关主题
文档推荐
最新文档
读课文 学写作
门诊医生工作站需求分析
元旦前物业公司检修电路确保节日用电安全
[原创精品]2021届新高三一轮单元金卷 物理 A卷 第十单元电磁感应训练卷 教师版
端午节2020祝福语经典
部编人教版一年级语文上册识字4《日月水火》优质教学课件
2011医肽招商政策广东版
危险废物管理制度大全应急预案
大学生个人鉴定600字_大学生自我鉴定大全
多功能数据统计分析图表汇总ppt模板