第2章 计算机基础知识-2

12微型计算机硬件系统主板CPU存储器：内存、外存各种接口32.4.2.CPU(1)CPU主要性能指标CPU的位数=CPU的字长=CPU中通用寄存器的位数(位宽)字长：在计算机中，作为一个整体参与运算、处理和传送的一串二进制数的“位数”，称为“字长”。通用寄存器的位数：等于字长例如：32位CPU=CPU的字长为32=CPU中通用寄存器为32位CPU主频：CPU的时钟频率、CPU的工作频率CPU外频：CPU总线频率Cache容量生产工艺技术：通常用微米μm数字来描述4(2)Intel当前主要微处理器Pentium(奔腾)系列PentiumPentiumMMXPentium2Pentium3Pentium4Pentium4：普通的CPU，应用于台式电脑PentiumM：2003年，用于笔记本电脑，即迅驰，支持无线上网PentiumD：2006年，应用于台式电脑，双核.PentiumMPentiumD当今主流CPU5Celeron(赛扬)系列Pentium的廉价版本核心技术与Pentium相同。主要区别：无一级Cache，但可有二级Cache目前达到：主频已达到2.80GHz，256KB二级CacheItanium(安腾)系列64位微处理器ItaniumItanium2下一代Itanium2001年2002年400MHz系统总线频率32KB一级缓存、256KB二级缓存超大容量的三级缓存（3MB、4MB或6MB）90nm工艺制造，三级Cache达到9MB6Xeon(至强)系列2003年3月推出，用于服务器和工作站的处理器。速度最快：3.06GHz主频，533MHz总线频率，512KBL2支持超线程技术Banias(迅驰)系列迅驰(CentreNeutrino，Centrino)移动计算技术由3个部分组成：PentiumM移动式处理器Intel915系列芯片组IntelPRO无线网络芯片集成的芯片产品命名为Banias，用Centrino技术装备的笔记本电脑，可以方便地进行无线上网78(3)30多年的CPU发展史Intel4004IntelAMDCyrixIntelIntelAMD首款微处理器三足鼎立一家独大分庭抗礼9(3)早期使用过的CPU(Intel)1971年40044位1972年80088位1978年808616位1982年8028616位1985年8038632位1989年8048632位1993年Pentium32位1995年PentiumPro32位1999年PentiumIII32位2000年Pentimu432位1997年PentiumII32位1996年PentiumMMX32位10(4)国产CPU—龙芯标志着我国在现代通用微处理器设计方面实现了“零”的突破，打破了我国长期依赖国外CPU产品的无芯的历史。11超级计算机群—南开之星“南开之星”超级计算机群是由南开大学科学计算所、IBM公司、英特尔公司共同制造，投资近2000余万元。2004年下半年设计制造完成。“南开之星”采用的是基于英特尔至强处理器的IBMLinux1350集群，包含400个节点，800个英特尔至强3.06GHz处理器，使用RedHatLinux操作系统。实测计算机能力最终达到了每秒3.231万亿次，实测效率达到68.74％，之后又达到5万亿次。2004年５月，“南开之星”完成了世界超级计算机500强的申报工作，计算能力超过了当时500强中的第十八位。12微型计算机硬件系统主板CPU存储器：内存、外存各种接口133.存储器程序、数据都是存储放存储器中内存：ROM、RAM、Cache速度快，容量小，价格较高，可由CPU直接访问。ROM：可以读，不可以写；掉电后数据不会丢失RAM：可以读，也可以写；掉电后数据丢失Cache：高速缓冲存储器，集成在cpu中外存：磁盘、光盘、优盘速度慢，容量大，价格低，CPU不可以直接访问。14①随机存取存储器RandomAccessMemory，RAMCPU可对它们直接读写；掉电后数据不会丢失目前主要是采用动态随机存储器DRAM，制作成内存条形式出现(1)内存储器笔记本电脑内存条台式机内存条15②只读存储器ReadonlyMemory，ROMCPU对它们只可以读，不可以写，断电时信息不会丢失。ROM中一般存放计算机系统管理程序，例如BIOS。(2)高速缓冲存储器CacheCPU速度快、内存速度慢，为了协调两者的速度设置CacheCache一般采用静态随机存取存储器SRAM构成，速度约是DRAM的10倍。CPUCacheRAM16①软盘用表面涂有磁性材料柔软的聚酯材料制成读写软盘时，磁头直接接触盘面。常用软盘容量为1.44MB将盘片逻辑地划分成若干个同心圆，每个同心圆称为一个磁道，最外面的一个同心圆为0磁道。每个磁道又等分成若干段，每段称为一个扇区。一个扇区一般可存放512B的数据。磁盘总容量=磁道数×扇区数×磁面数×扇区字节数(3)外部存储器17重要概念：磁道扇区柱面柱面扇区磁道硬盘片是由涂有磁性材料的铝合金构成读写硬盘时，磁性圆盘高速旋转产生的托力使磁头悬浮在盘面上而不接触盘面硬盘容量视具体类型而定硬盘片读写磁头②硬盘18特点：容量大、成本低廉、便于携带，保存时间长。类型：只读型光盘CD-ROM一次性可写入光盘CD-R需要光盘刻录机完成数据的写入可重复刻录的光盘CD-RW衡量光盘驱动器传输数据速率的指标叫做倍速一倍速率=150kb/s40倍速光驱数据传输速率可达到40×150kb/s=6Mb/s。③光介质存储器19④移动存储产品(a)移动硬盘通常由笔记本硬盘和带有数据接口电路的外壳组成数据接口电路有三种：USB1.1速度可达每秒12MBUSB2.0速度可达每秒480MBIEEE1394速度可达每秒450MB20(b)Flash存储设备用FlashMemory芯片构成的存储介质广泛用于数字摄像机、数码相机、MP3播放器、PDA等采用USB的接口可擦写100万次以上USB有两个规范：①USB1.1可达12Mbps。②USB2.0可达480MbpsUSB2.0可以向下与USB1.1兼容21微型计算机硬件系统主板CPU存储器：内存、外存总线及各种接口22总线：微处理器与各部件和外围设备共用的连接线路2.4.3总线与接口处理器存储子系统I/O子系统23总线分类地址总线:传输地址信息数据总线:传输数据信息控制总线:传输控制信息内部总线：连接CPU的各个组成部件（芯片内部）系统总线：连接计算机中各大部件外部总线：连接计算机和外部设备连接对象传输对象并行总线:通信速度快、实时性好串行总线:简易、方便、灵活通信方式24总线微处理器地址总线数据总线控制总线内存插槽外存接口I/O接口其他I/O主存储器硬盘等各种外设键盘显示接口电路微处理器、总线、存储器、接口电路和外设逻辑关系25PCI总线CPU与外部设备之间一条独立的数据通道，让每种设备都能直接与CPU取得联系。PCI总线的数据传送宽度为32位，可扩展到64位工作频率为33MHz，数据传输率可达133Mb/s262．计算机与外部设备接口(1)串行接口插座有为9或25个针(插头为孔)早期用于连接鼠标和调制解调器设备名：COM1、COM2……、一次只能传输一位数据(2)并行接口插座上有25个小孔(插头为针)常用于连接打印机设备名：LPT1、LPT2……一次并行传送一个字节(3)USB接口目前外设的主流接口方式，绝大多数外设都能支持USB接口特点：支持热插拔、传输速率较高①USB1.1可达12Mbps②USB2.0可达480MbpsUSB2.0向下与USB1.1兼容272.4.4输入/输出设备1.输入设备将输入的数据、程序等转换成二进制，并送入内存。⑴键盘⑵光电鼠标⑶扫描仪⑷光笔⑹轨迹球⑵无线鼠标⑸游戏操纵杆282.输出设备⑴显示器⑵针式打印机⑶喷墨打印机⑷激光打印机将计算机处理的结果转换成人们能够识别的数字、字符、图像、声音等形式显示、打印或播放出来29显卡：显示器通过显卡与计算机主机连接DVI-I输出VGA输出TV输出303.常用多媒体设备。31(1)声卡又称音频卡，通常集成在主板上。主要功能：①录制与播放即可以录音和播放。②编辑与合成处理对进行多种特效处理，例如：加入回声、倒放、淡入淡出、单声道放音和左、右声道交叉放音等。③MIDI接口用于外部电子乐器与计算机之间的通信，实现对带MIDI接口的电子乐器的控制和操作32（2）IEEE1394卡速度可达450MB/S用于连接外部设备，如硬盘、打印机、扫描仪用于连接家电：如数码相机、DVD播放机、视频电话通常IEEE1394接口通常有两种：6针槽口可连接至IEEE1394缆线4针槽口专门用来直接连接摄像机33（3）数码相机DC①特点心脏是电荷耦合器件(CCD)将可见光转换成电信号将照片存储在存储卡中专业数码相机高级数码相机中级数码相机影像照片存储在存储卡中USB接口计算机在计算机上浏览照片存储卡34（4）数码摄像机①特点数码摄像机的优点是动态拍摄效果好在拍摄静止图像时的效果不如数码照相机。带有S-Video、AV、DVIn/Out等接口。DVIn/Out接口：标准的数码输出/输入接口一种小型的4针1394接口。专业数码摄像机家用数码摄像机家用数码摄像机35②将视频输出到计算机③将数码摄像机存储卡上的影像输入到计算机1394接口DV接口VCR状态iLinkFirewire启动采集编辑软件USB接口36④接入电视机使用RCA线缆：红色代表右边的音频线路白色代表左边的音频线路黄色代表视频线路VCR状态RCA线缆37思考题1．微型计算机的基本结构由哪几部分构成？主机主要包括了哪些部件？2．微型计算机的发展方向是什么？3．系统主板主要包括了哪些部件？4．衡量CPU性能的主要技术指标有哪些？5．微型计算机的内部存储器按其功能特征可分为几类？各有什么区别？6．外部存储器上的数据能否被CPU直接处理？7．高速缓冲存储器的作用是什么？8．常用的外存储器有哪些？各有什么特点？9．什么是总线？按总线传输的信息特征可将总线分为哪几类？各自的功能是什么？10．什么是接口？计算机上常见的接口有哪些？