02计算机系统基础

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1、计算机系统基础1．2计算机硬件初步1．2．1计算机硬件图解我们看到的PC机及其附件是硬件(Hardware)，所谓硬件通常指计算机系统中那些看得见摸得着的设备、装置，是计算机系统中的物理组件,硬件由中央处理器、存储器和输入/输出设备以及其它一些相关设备组成。目前，一套完整的个人计算机应该有以下几部分组成：图1.2-1台式PC机系统主板、微处理器CPU、内存条、硬盘驱动器、光盘驱动器、软盘驱动器、显卡、显示器、调制解调器Modem、声卡、音箱、键盘、鼠标、机箱等。图1.2-2笔记本电脑一、中央处理器图1.2-3PentiumIIICPU中央处理器（

2、CPU），又称中央处理单元或运算控制单元。PC机的CPU采用超大规模集成电路制造，这种把功能集成在一个芯片内的CPU，又称为微处理器。CPU具有取指令，将指令译码和执行指令的基本功能。CPU的作用是完成各种运算，并通过总线与其它部件交换信息，控制计算机各部件协调地工作。CPU确实是计算机的中央，与主存储器一起构成了计算机的“大脑”。7图1.2-4AMDK7CPU目前PC机上使用的CPU主要有两大系列：美国Intel公司的Intel微处理器系列和美国超微公司的AMD系列。主要型号有Intel系列的80486、Pentium(奔腾，简称P5)、MMX

3、Pentium(多能奔腾)、PentiumPro(高能奔腾，简称P6)、Celeron(赛扬)、CeleronII(赛扬二代)、PentiumII(奔腾二代、简称P-II)、PentiumIII(奔腾三代，简称P-III)等；AMD系列的K5、K6和K7等。目前PC机上的主流CPU是IntelPentiumIII和AMDK7。衡量CPU性能的主要依据有数据传送位数、主频和一级缓存容量等。CPU一次可以同时处理的二进制数据的位数是确定计算机功能强弱的重要标志之一。PC机CPU的位数主要有8位、16位、32位和64位。32位计算机的CPU一次能处理3

4、2位二进制数据，相当于四个英文字符、数字、符号，或两个汉字；而64位计算机的CPU一次则能同时处理64位二进制数据，即八个英文字符。因此，CPU同时传送或接收数据的位数越多，其可以同时传送或接收的数据也越多，速度就越快，效率也越高，这是计算机性能的重要指标之一。主频是CPU在工作时的时钟频率，现在主频的单位是MHz（每秒一百万次），常见主频有166MHz(如MXXPentium166)、300MHz（如Celeron300）、500MHz（如PentiumIII500）、1000MHz（如K71000）等。一般而言，在相同的位数下，主频越高，表示

5、CPU的速度越快，如果其它硬件条件相同，那么也可以表示计算机运行的速度越快。一级缓存是在CPU片内的Cache，Cache是快速缓冲存储器。随着CPU速度的提高，普通内存储器的速度太慢而无法与之相匹配，成为影响整个计算机系统性能的瓶颈。如果将大容量的内存储器整体提高速度，则成本将会大幅上升。为了解决速度与成本的矛盾，引入了快速缓冲存储器（Cache）。Cache分为放在CPU芯片内的一级缓存和放在主板上的二级缓存。一级缓存是由与CPU同样材料和结构组成的最快的存储器，里面保存了少量的CPU最近使用过的以及可能即将使用的信息，当CPU需要访问存储器

6、时，首先查看一级缓存中有没有自己需要的这些信息，如有，则直接从一级缓存中读取，如没有，再从二级缓存中读取。因此，一级缓存的容量大小和速度快慢，决定了CPU的性能。一、内存储器内存储器（Memory），又称主存储器，是计算机中存储信息的装置，它用来存放当前运行的程序和数据，也就是CPU可直接运行的程序及相关文档。内存储器由于工作方式不同，可分为随机存取存储器（简称RAM）和只读存储器（简称ROM）。存储器的操作是不断地进行存入与取出的过程，我们把存入数据和指令的操作称为“写”操作，把从存储器中取出数据和指令的操作称为“读”操作。随机存取存储器在计算

7、机工作时，既能写入信息、又能读出信息，但一旦计算机电源关闭后随机存取存储器中的信息也随之消失。图1.2-5SDRAM内存条只读存储器中的信息，在计算机工作前一般已由生产厂家存入其中，在计算机工作时只能读出其中的信息，不能存入或改写信息，在计算机电源关闭时只读存储器中的信息不会消失。内存储器的大部分存储空间是随机存取存储器（RAM），也就是通常讲的内存或内存条。目前，PC机的内存容量有几兆~几十兆（几百万~几千万），甚至几百兆字节单元。每个单元好比一个房间，每个房间都有一个唯一的门牌号码表示地址，每个房间的每个床相当于17个二进制的位(bit)，所

8、以，每个房间可存放8位二进制数。8个二进制位称为一个字节（B，Byte）。字节是计量内存容量的基本单位，K表示千字节，MB表示兆字节，G