計算機領域中所運用的技術方法和技術手段。計算機技術具有明顯的綜合特性,它與電子工程、應用物理、機械工程、現代通信技術和數學等緊密結合,發展很快。以下是關於計算機的組成原理,希望大家認真閱讀!
1.計算機主機所使用的元器件的更新作爲計算機劃代的主要標誌,計算機的發展分爲四代。目前使用的計算機依舊是集成電路計算機,計算機的新開發着眼於智能化,以知識處理爲核心,稱呼爲:新一代計算機。而不是第五代計算機。
2.計算機系統 = 硬件系統 + 軟件系統
3.計算機硬件組成:
系統總線 運算器
主機
中央處理器(CPU)
控制器
計算機硬件 內存儲器
存儲器
外存儲器
輸入設備
外圍設備(或外設)
輸出設備
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
按內部邏輯結構分單處理機(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。
的工作:執行指令。
的一般結構:
寄存器:暫存數據
運算器:完成數據的算術運算和邏輯運算。運算器的核心是算術邏輯運算部件(ALU),可以有多個ALU。
控制器:CPU的指揮中心。協調和控制計算機的各個部件統一工作
8.高速緩衝存儲器(Cache):介於高速的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、運算器的位數等 新指導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 操作數地址
操作碼:告訴計算機做何種操作
操作數地址:指令要處理的數據或數據的位置。
12. 指令的執行過程:取指令、指令譯碼、執行指令、儲存結果
13. 指令系統:一臺計算機的所有指令的集合。不同的計算機,它們的指令系統可以不一樣。因此,一臺計算機上可以執行的程序,在另一臺不同的計算機上可能無法執行。爲了克服這一問題,採用“向下相容方式”: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執行了。反之不行。8.同一個公司生產的處理器採用“向下相容方式”。不同公司的處理器不一定相互相容。例,Pentium處理器與Power PC處理器的指令系統互相不相容。
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。由兩塊超大規模集成電路芯片組成,包括存儲器總線、內存控制器、I/O控制器。
17.主板上有兩塊特別有用的集成電路芯片: ROM芯片:存放BIOS 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,系統自舉程序(BOOT),CMOS設定程序,基本外圍設備的驅動程序
CMOS RAM芯片存儲的是用戶對計算機硬件所設定的參數,可透過執行BIOS中CMOS設定程序修改CMOS中儲存的系統參數。
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的部分,它啓動計算機,診斷故障,控制輸入/輸出操作 順序:開機—post-cmos-自舉程序-引導程序
18.存儲器的層次結構:
容量 速度 價格/位
寄存器 小 快 高
Cache存儲器
內 主存儲器
外 外存儲器
後備存儲器 大 慢 低
主存:
主存儲器每個單元存儲一個字節(8個二進制位)。每個單元有一個地址編碼。CPU根據地址訪問主存。分RAM (DRAM(DDR SDRAM),SRAM)新指導P49和ROM(MASK ROM、PROM、EPROM、Flash ROM)
外存
軟盤:磁性材料作爲存儲介質。磁道(同心圓軌道)、扇區(512字節)
存儲容量=2×每個記錄面上的磁道數×每個磁道上的扇區數×512(B)
硬盤硬盤存儲器:由硬盤的盤片、硬盤驅動器及硬盤控制器組成。又稱爲溫徹斯特硬盤。存儲介質爲塗有磁性材料的鋁合金或玻璃圓盤
存儲容量=磁頭數×柱面數×每個磁道上的扇區數×512(B)
硬盤上數據的地址參數有三個:柱面號、扇區號和磁頭號
讀寫硬盤數據的`過程:尋道、定位、讀寫
硬盤接口:IDE接口、SCSI接口
移動存儲器:採用半導體存儲芯片Flash ROM作爲存儲介質
特點:體積小、重量輕、使用攜帶方便、可長期儲存數據 (刪)
接口:USB接口、IEEE-1394接口
USB:高速、串行接口;所有設備共享總線帶寬;可透過USB接口由主機向外設提供電源(+5V,100—500mA刪);在win98需要驅動,XP中不需要;支援即插即用;使用總線集線器,一個USB接口最多能連接127個外設;數據傳輸速率有
1.5MB/s(USB1.0,1.1)和60 MB/s(USB2.0)刪
IEEE-1394(Fire Wire)接口:數字視頻設備 100MB/s
光盤:CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD
CD-ROM:只讀型光盤;存儲二進制資訊原理爲壓制凹坑,凹坑邊緣爲“1”,內外平坦部分爲“0”;資訊記錄軌道是一條從裏向外的螺旋形軌道;存儲容量可達700MB;CD-ROM驅動器的主要性能指標爲數據傳輸速率, 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設備:輸入/輸出設備、外設。
輸入設備: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備。分手持式,平板式,膠片式
D 數碼相機:一種圖像輸入設備。成像芯片(數碼相機的核心):CCD、CMOS
存儲器:快擦除存儲器(閃爍存儲器、Flash ROM)。
輸出設備:A顯示器:一種圖文輸出設備。數字電信號轉換爲光信號後,將圖形和文字顯示出來。由顯示控制器(顯示卡)和監視器組成
B監視器:監視器分CRT和LCD,透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,最大可顯示顏色數目,重新載入率等。 顯示器中所有
顏色資訊儲存在顯示存儲器中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:打印質量差,耗材成本便宜,在銀行、商業等領域有着優勢,可多層套打。
激光打印機:高質量、高速度、價格適中。
噴墨打印機:在彩色打印中有優勢,關鍵是噴頭。
性能指標:打印分辨率、打印速度、色彩數目、噪音、耗材、
幅面大小等
20. I/O操作:實現I/O設備與內存之間的數據傳輸,包括輸入輸出兩個方面。
特點:其操作常與cpu操作並行進行;多個I/O設備能同時工作。
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設備透過I/O控制器與主機連接。如聲卡,網卡
22. I/O接口:主機箱上的各種插座和插頭,I/O設備和I/O控制器之間的連接器。
按傳輸方式(串行和並行):
a串行:鼠標,鍵盤,數碼相機,USB2.0,移動盤
b並行:硬盤,光驅,軟驅,打印機,掃描儀,顯示器
按速率(低速和高速)
按能否連接多個設備(總線式和獨佔式);
按是否標準化(標準接口和專業接口)
23.I/O總線分類:(地址總線,數據總線,控制總線)
總線帶寬的計算公式:數據線寬度/8×總線有效工作頻率(MHz)