最新大学计算机第二章教学讲义PPT.ppt

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1、大学计算机第二章计算机硬件的基本功能是接受计算机程序的控制来实现数据的输入、运算、输出等一系列的操作。计算机发展到今天已经发生了翻天覆地的变化，但硬件的基本结构一直沿袭着冯·诺伊曼的传统框架，即计算机硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部件构成。2.1微型计算机2.1.1微型计算机概述20世纪70年代诞生微型计算机。微型计算机与大、中、小型计算机的区别在于微型机计算机的CPU采用了大规模和超大规模集成电路技术。通常将微型计算机的CPU芯片称作微处理器（MicroProcessingUnit，MPU）。微型计算机的发

2、展是与微处理器的发展同步的。摩尔定律量化和揭示了微型计算机的这一独特的发展速度：集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。摩尔定律是由英特尔(Intel)名誉董事长戈登·摩尔（GordonMoore）经过长期观察发现得之。2.2微型计算机的配置微型计算机基本结构系统主板（又称母板）CPU内存硬盘驱动器显示器适配器DVD-ROM驱动器网卡电源资料:主板图解一般我们看到的PC机都是由：主机箱、输出设备（显示器）和输入设备（键盘和鼠标）三大件组成。1．机箱机箱为计算机系统的其它配件提供安装支架，此外还可以减

3、轻机箱内向外辐射的电磁污染，保护用户的健康和其它设备的正常使用。目前机箱多采用ATX结构的立式机箱，机箱用于安装容纳各种板卡和配件，一般在内部前面板侧有用于安装硬盘、光驱、软驱的托架，后面板侧上部有一个用来安装电源的位置，此外还附有一些引线，用于连接POWER键，RESET键，PC扬声器，以及电源指示灯、硬盘工作指示灯等。PC99规范要求主板各接口必须采用有色识别标识，方便识别2.系统主板系统主板是微型计算机中最大的一块集成电路板，主板由各种接口，扩展槽，插座以及芯片组组成，它是计算机各部件相互连接的纽带和桥梁。计算机正常运行时对内存

4、、存储设备和其它I/O设备的操控都必须通过主板来完成，因此计算机的整体运行速度和稳定性在相当程度上取决于主板的性能。主板产品根据支持CPU的不同，分为INTEL系列以及AMD系列9系统主板内存总线插槽接口卡CPU串行接口USB接口芯片组10芯片组芯片组决定了主板的结构及CPU的使用。根据芯片的功能，可分为南桥芯片和北桥芯片。南桥芯片主要负责I/O接口控制、IDE设备（硬盘等）控制以及高级能源管理等；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，由于北桥芯片的发热量较高，所以芯片上会装有散热片。112.2.2C

5、PU性能指标•CPU字长：内部一次能够传送，处理的数据位数x位CPU通常用CPU字长和位宽来称呼CPU。例如，PentiumCPU字长是32位，位宽是64位，称为超32位CPU。•CPU主频：CPU的时钟频率•CPU外频：系统的时钟频率•生产工艺技术：通常用纳米数字来描述•高速缓冲存储器容量•核心数量12CPU主频CPU的时钟频率。主频越高，运算速度越快。实际上主频只是影响CPU速度的一个方面。IntelCorei3530主频为2.93GHz。IntelCPU主频最高的是3.8GHz,Pentium4570/670CPU主频越高，功耗

6、越大，所产生的热量越多，从而导致一系列问题。因此各CPU公司纷纷转而研究新的技术：多核技术：使用多核技术来提高CPU的性能。多内核是指在一枚处理器中集成两个或多个完整的计算引擎(内核)，通过在两个执行内核之间划分任务，多核处理器可在特定的时钟周期内执行更多任务。Corei7980X采用六核十二线程设计，每个核心拥有3.33G主频和12MB三级缓存，从强悍的规格来看，这款i7980X的性能将达到前所未有的高度。CPU早期使用过的微处理器CPUPentium4微处理器和Itanium微处理器内部结构照片15Cpu的外频是指系统总线的工作频

7、率，是CPU与外部设备传输数据的频率，目前CPU外频达到400MHz由于CPU工作频率进一步提高，其他部件受到工艺限制，不能承受更高的频率，INTEL推出了倍频技术，允许主频是外频的倍数，完美解决了CPU与其他部件协同工作的问题。主频=外频×倍数例如：外频是200MHz,倍数为15，则CPU的主频为3.0GHz制作工艺65ns45ns32ns，工艺精度不断提高，CPU面积不断缩小，集成度不断提高，性能提高16高速缓冲存储器(Cache),简称缓存,是位于CPU与内存之间的临时存储器，它的容量比内存小,但读取速度比内存快。一般和CPU同

8、频率工作。由于在短时间内CPU往往需要重复读取同样的数据块,如果这些数据块被事先存放到缓存,就可避开内存直接从Cache中调用，从而加快读取速度。CPU要读取一个数据时，首先从Cache中查找，如果找到就立即读取并送给C