第章计算机系统第五版.ppt

第二章 计算机基础知识 2.1 计算机系统概述 计算机系统的组成 2.2.1 计算机硬件系统 计算机的五大部件 处理器 存储器 存储器 输入设备 2.2.2 计算机基本工作原理 计算机基本工作原理 计算机基本工作原理 2.3 计算机软件系统 软件是指程序、程序运行所需要的数据以及开发、使用和维护这些程序所需要的文档的集合。 2.3.1系统软件 1.操作系统 目的: 计算机与人交互的接口,不必了解计算机内部结构 合理地使用系统内包含的各种软、硬件资源，提高整个系统的使用效率和经济效益。 目前典型的操作系统有：Windows、UNIX、Linux等，详细介绍见第四章。 （1）机器语言机器语言是由“０”、“１”二进制代码按一定规则组成的、能被机器直接理解、执行的指令集合。 （2）汇编语言 （3）高级语言 常用高级语言 语言处理程序 语言处理程序 —— 汇编程序 语言处理程序 —— 高级语言翻译程序 2）编译方式 实用程序 2.3.2应用软件 为某一专门的应用目的而开发的软件称为应用软件 。例如： 1. 办公软件包 2. 图形和图象处理软件 3.数据库系统 4. Ineternet服务软件 5.娱乐与学习软件 2.4 　 微型计算机硬件系统 2.4 .1主机系统 1. 微型计算机的诞生 1971年Intel的工程师马西安·霍夫(M.E.Hoff)成功地在一个芯片上实现了中央处理器： 第一片4位微处理器 — Intel 4004， 第一台4位微型计算机 — MCS-4， 2. 摩尔定律 每18个月，集成度将翻一翻， 速度将提高一倍， 而其价格将降低一半 主机系统 主机的基本组成 主板 CPU 存储器：内存、外存 主板（Main Board）也叫母板（Mother Board 1. 主板 主板总线图 芯片组 是主板的核心，决定了主板的功能和档次，由北桥和南桥芯片组成。 北桥芯片（Memory Control Hub，MCH） 负责与CPU的联系，决定主板支持的CPU的类型、内存的类型等。 位置：CPU和内存插槽最近 北桥芯片决定了主板的性能，人们常用北桥芯片的代号来称呼主板，如使用Intel 915北桥芯片的主板称为915主板。 南桥芯片（I/O Control Hub，ICH） 负责与I/O总线的通信，如PCI总线、USB、IDE、SATA等，以及负责管理音频控制器、键盘控制器、实时时钟控制器、高级电源管理等。 位置：离CPU插槽较远的下方 主板架构 主板架构 概念：是对主板的尺寸大小、形状、各元器件的布局、排列方式等制定出标准，所有主板厂商都必须遵循。 主要解决散热、噪声等 常见架构 ATX:最常见的主板架构 ,扩展插槽较多，数量在4-6个 Micro ATX:常说的“小板”，扩展插槽较少 BTX:新一代主板结构，是将来的发展趋势 CPU 主频、外频和前端总线频率关系 主频＝外频×倍频系数 前端总线频率新引入 CPU和外界交换数据的唯一通道 前端总线数据传输速率＝前端总线频率×前端总线数据宽度／8 字长和位数 通常，CPU位数=CPU的字长=通用寄存器位数 高速缓冲存储器容量 核心数量 通过提高CPU主频来提高计算机运算能力，在早期主频比较低的时候还可行。随着频率越高，耗电越多，热量越大，问题越多。 多核心可以在较低主频，提高性能。 制造工艺 CPU内电路与电路之间的距离，单位是微米和纳米。1纳米 =10-9米 现在先进的是65，45和32纳米 存储器 内存储器（主存储器）, 速度快，容量小，价格较高，可由CPU直接访问。 外存储器（辅助存储器）,速度慢，容量大，价格低，CPU不可以直接访问。 RAM的发展 ROM 只读存储器,可读，不可写；掉电后数据不会丢失 BIOS(Basic Input Output System)即基本输入输出系统。是被固化到主板ROM芯片上的程序。 BIOS主要功能: 识别各种硬件(包括型号) 引导操作系统 进行硬件最直接的操作，如读文件等。 引导操作系统过程 自检。检查电脑硬件是否良好。 初始化，读取CMOS里设置的参数,对硬件进行设置。 引导操作系统。 Cache 高速缓存(Cache) ,CPU的速度很快而内存速度较慢，怎么办？ Cache，它集成在CPU内部，高速，容量小。 Cache与内存数据交换是以块（页）为单位的 。 C