計(jì)算機(jī)理論基礎(chǔ)講義.docx

浙江省杭州第十四中學(xué)計(jì)算機(jī)理論基礎(chǔ)2011.08計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算機(jī)軟件(Computer Software)是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的程序及其文檔.程序是計(jì)算任務(wù)的處理對象和處理規(guī)則的描述;文檔是為了便于了解程序所需的闡明性資料.程序必須裝入機(jī)器內(nèi)部才能工作,文檔一般是給人看的,不一定裝入機(jī)器.軟件是用戶與硬件之間的接口界面.用戶主要是通過軟件與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交流.軟件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要依據(jù).為了方便用戶,為了使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有較高的總體效用,在設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)時(shí),必須通盤考慮軟件與硬件的結(jié)合,以及用戶的要求和軟件的要求.計(jì)算機(jī)軟件總體分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類:系統(tǒng)軟件是各類操作系統(tǒng),如Windows、Linux、UNIX等,還包括操作系統(tǒng)的補(bǔ)丁程序及硬件驅(qū)動(dòng)程序,都是系統(tǒng)軟件類.一般來講,系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)和一系列基本的工具(比如編譯器,數(shù)據(jù)庫管理,存儲(chǔ)器格式化,文件系統(tǒng)管理,用戶身份驗(yàn)證,驅(qū)動(dòng)管理,網(wǎng)絡(luò)連接等方面的工具).應(yīng)用軟件可以細(xì)分的種類就更多了,如工具軟件、游戲軟件、管理軟件等都屬于應(yīng)用軟件類.l 操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)身負(fù)諸如管理與配置內(nèi)存、決定系統(tǒng)資源供需的優(yōu)先次序、控制輸入與輸出設(shè)備、操作網(wǎng)絡(luò)與管理文件系統(tǒng)等基本事務(wù).所有的操作系統(tǒng)具有并發(fā)性、共享性、虛擬性和不確定性四個(gè)基本特征.Windows操作系統(tǒng)16位操作系統(tǒng) 這個(gè)系列的產(chǎn)品包括:Windows 1.0Windows 1.04Windows2.0Windows 2.03Windows 3.0Windows 3.2 16/32位兼容操作系統(tǒng) 這個(gè)系列的產(chǎn)品包括: Windows 95 (第一版、第二版) Windows 98(第一版、第二版(最穩(wěn)定和普及版) Windows Millennium Edition (ME)Win98與2000的混合過渡性產(chǎn)品,頗受人爭議的版本32位操作系統(tǒng)這個(gè)系列的產(chǎn)品包括: Windows NT 3.1(1992年)、NT 3.5、NT 3.51、NT 4.0、Windows 2000、Windows XP 32位版、Windows Server 2003 32位版、Windows Home Server、Windows Vista 32位版、Windows Server 2008 32位版和Windows 7 32位版.64位操作系統(tǒng) 這個(gè)系列的產(chǎn)品包括: Windows XP 64位版、Windows Server 2003 64位版、Windows Server 2003 R2 64位版、Windows Vista 64位版、Windows Server 2008 64位版、Windows7 64位版和Windows Server 2008 R2、Windows Home Server 2011、Windows Small Business Server.更多信息: /view/4821.htmLinux(/liniks/)操作系統(tǒng)Linux 操作系統(tǒng)是UNIX 操作系統(tǒng)的一種克隆系統(tǒng).它誕生于1991 年的10 月5 日(這是第一次正式向外公布的時(shí)間).以后借助于Internet 網(wǎng)絡(luò),并經(jīng)過全世界各地計(jì)算機(jī)愛好者的共同努力下,現(xiàn)已成為今天世界上使用最多的一種UNIX 類操作系統(tǒng),并且使用人數(shù)還在迅猛增長.Linux發(fā)行版Linux發(fā)行版指的就是我們通常所說的“Linux操作系統(tǒng)”,它可能是由一個(gè)組織,公司或者個(gè)人發(fā)行的.Linux主要作為Linux發(fā)行版(通常被稱為distro)的一部分而使用.通常來講,一個(gè)Linux發(fā)行版包括Linux內(nèi)核,將整個(gè)軟件安裝到電腦上的一套安裝工具,各種GNU軟件,其他的一些自由軟件,在一些特定的Linux發(fā)行版中也有一些專有軟件.發(fā)行版為許多不同的目的而制作,包括對不同計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)的支持,對一個(gè)具體區(qū)域或語言的本地化,實(shí)時(shí)應(yīng)用,和嵌入式系統(tǒng).目前,超過三百個(gè)發(fā)行版被積極的開發(fā),最普遍被使用的發(fā)行版有大約十二個(gè).一個(gè)典型的Linux發(fā)行版包括:Linux核心,一些GNU庫和工具,命令行shell,圖形界面的X窗口系統(tǒng)和相應(yīng)的桌面環(huán)境,如KDE或GNOME,并包含數(shù)千種從辦公包,編譯器,文本編輯器到科學(xué)工具的應(yīng)用軟件.很多版本Linux發(fā)行版使用Live CD,是不需要安裝就能使用的版本.主流的Linux發(fā)行版Red Hat Linux、Ubuntu、Fedora 、Debian GNU/Linux、Gentoo、Mandriva Linux、PC Linux OS、Slackware Linux、openSUSE、ArchLinux、Puppylinux、Mint、CentOS等. 更多信息: /view/1634.htmMac OS X操作系統(tǒng)Mac系統(tǒng)是蘋果機(jī)專用系統(tǒng),是基于Unix內(nèi)核的圖形化操作系統(tǒng),一般情況下在普通PC上無法安裝的操作系統(tǒng).蘋果機(jī)現(xiàn)在的操作系統(tǒng)已經(jīng)到了OS 10,代號(hào)為MAC OS X(X為10的羅馬數(shù)字寫法),這是MAC電腦誕生15年來最大的變化.新系統(tǒng)非?？煽?它的許多特點(diǎn)和服務(wù)都體現(xiàn)了蘋果公司的理念.另外,現(xiàn)在瘋狂肆虐的電腦病毒幾乎都是針對Windows的,由于MAC的架構(gòu)與Windows不同,所以很少受到病毒的襲擊.MAC OSX操作系統(tǒng)界面非常獨(dú)特,突出了形象的圖標(biāo)和人機(jī)對話.蘋果公司能夠根據(jù)自己的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)電腦、自主開發(fā)相對應(yīng)的操作系統(tǒng),可見它的技術(shù)和實(shí)力非同一般.打個(gè)比方,蘋果公司就像是IBM和微軟的聯(lián)合體,在軟硬件方面“才貌雙全”.最新的蘋果操作系統(tǒng)版本是Mac OS X Lion(10.7)更多信息:/view/157344.htm更多信息:/view/880.htm手機(jī)操作系統(tǒng)常見的有: Android、iPhone OS、Symbian、Windows Mobile、Linux和PalmOSl 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(Database)是按照數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來組織、存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)的倉庫,它產(chǎn)生于距今五十年前,隨著信息技術(shù)和市場的發(fā)展,特別是二十世紀(jì)九十年代以后,數(shù)據(jù)管理不再僅僅是存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù),而轉(zhuǎn)變成用戶所需要的各種數(shù)據(jù)管理的方式.數(shù)據(jù)庫有很多種類型,從最簡單的存儲(chǔ)有各種數(shù)據(jù)的表格到能夠進(jìn)行海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都在各個(gè)方面得到了廣泛的應(yīng)用.數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的性質(zhì): 數(shù)據(jù)整體性、數(shù)據(jù)共享性數(shù)據(jù)庫的基本結(jié)構(gòu): 數(shù)據(jù)庫的基本結(jié)構(gòu)分三個(gè)層次物理數(shù)據(jù)層、概念數(shù)據(jù)層、邏輯數(shù)據(jù)層,數(shù)據(jù)庫不同層次之間的聯(lián)系是通過映射進(jìn)行轉(zhuǎn)換的.常用數(shù)據(jù)庫: OpenPlant、(IBM)DB2、Oracle、Informix、Sybase、SQL Server、PostgreSQL、MySQL、Access、FoxPro、InfoBank更多信息:/view/1088.html 計(jì)算機(jī)語言計(jì)算機(jī)語言(Computer Language)指用于人與計(jì)算機(jī)之間通訊的語言.計(jì)算機(jī)語言是人與計(jì)算機(jī)之間傳遞信息的媒介.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)最大特征是指令通過一種語言傳達(dá)給機(jī)器.為了使電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行各種工作,就需要有一套用以編寫計(jì)算機(jī)程序的數(shù)字、字符和語法規(guī)劃,由這些字符和語法規(guī)則組成計(jì)算機(jī)各種指令(或各種語句).這些就是計(jì)算機(jī)能接受的語言.目前通用的編程語言有兩種形式:匯編語言和高級(jí)語言.(計(jì)算機(jī)語言還包括機(jī)器語言)匯編語言的實(shí)質(zhì)和機(jī)器語言是相同的,都是直接對硬件操作,只不過指令采用了英文縮寫的標(biāo)識(shí)符,更容易識(shí)別和記憶.它同樣需要編程者將每一步具體的操作用命令的形式寫出來.匯編程序的每一句指令只能對應(yīng)實(shí)際操作過程中的一個(gè)很細(xì)微的動(dòng)作,例如移動(dòng)、自增,因此匯編源程序一般比較冗長、復(fù)雜、容易出錯(cuò),而且使用匯編語言編程需要有更多的計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí),但匯編語言的優(yōu)點(diǎn)也是顯而易見的,用匯編語言所能完成的操作不是一般高級(jí)語言所能實(shí)現(xiàn)的,而且源程序經(jīng)匯編生成的可執(zhí)行文件不僅比較小,而且執(zhí)行速度很快.高級(jí)語言是目前絕大多數(shù)編程者的選擇.和匯編語言相比,它不但將許多相關(guān)的機(jī)器指令合成為單條指令并且去掉了與具體操作有關(guān)但與完成工作無關(guān)的細(xì)節(jié),例如使用堆棧、寄存器等,這樣就大大簡化了程序中的指令.由于省略了很多細(xì)節(jié),所以編程者也不需要具備太多的專業(yè)知識(shí).高級(jí)語言主要是相對于匯編語言而言,它并不是特指某一種具體的語言,而是包括了很多編程語言,如目前流行的FORTRAN、ALGOL、COBOL、BASIC、LISP、SNOBOL、PL/1、Pascal、C、PROLOG、Ada、C+、VC、VB、Java等,這些語言的語法、命令格式都各不相同.1)解釋類:執(zhí)行方式類似于我們?nèi)粘Ｉ钪械摹巴暦g”,應(yīng)用程序源代碼一邊由相應(yīng)語言的解釋器“翻譯”成目標(biāo)代碼(機(jī)器語言),一邊執(zhí)行,因此效率比較低,而且不能生成可獨(dú)立執(zhí)行的可執(zhí)行文件,應(yīng)用程序不能脫離其解釋器,但這種方式比較靈活,可以動(dòng)態(tài)地調(diào)整、修改應(yīng)用程序.2)編譯類:編譯是指在應(yīng)用源程序執(zhí)行之前,就將程序源代碼“翻譯”成目標(biāo)代碼(機(jī)器語言),因此其目標(biāo)程序可以脫離其語言環(huán)境獨(dú)立執(zhí)行,使用比較方便、效率較高.但應(yīng)用程序一旦需要修改,必須先修改源代碼,再重新編譯生成新的目標(biāo)文件(*.OBJ)才能執(zhí)行,只有目標(biāo)文件而沒有源代碼,修改很不方便.現(xiàn)在大多數(shù)的編程語言都是編譯型的,例如Visual Basic、Visual C+、Visual Foxpro、Delphi等.常見的高級(jí)語言: BASIC(True basic、QBasic、Visual Basic)、C、C+、PASCAL、FORTRAN、智能化語言(LISP、Prolog、CLIPS、OpenCyc、Fazzy)、動(dòng)態(tài)語言(Python、PHP、Ruby、Lua)等等.補(bǔ)充說明:1)Delphi與Pascal的關(guān)系Pascal是當(dāng)年在DOS下的一種面向過程的語言,而Delphi是現(xiàn)在在Windows下的一種面向?qū)ο蟮募删幊汰h(huán)境(IDE),他的語言基礎(chǔ)是是Object Pascal語言,就是在Pascal中加上了面向?qū)ο蟮牟糠?Pascal是Delphi的基礎(chǔ),要學(xué)Delphi當(dāng)然要學(xué)Pascal.簡單的說,Pascal是在Dos下的,而Delphi是在Windows下的,這是最表面上的區(qū)別,學(xué)過之后就會(huì)發(fā)現(xiàn)有更深層次的區(qū)別:Pascal是面向過程的,Delphi是面向?qū)ο蟮?2)關(guān)于Object Pascal Object Pascal指Pascal的面向?qū)ο蟮难苌种?以Delphi的主要編程語言著稱. 其他常見的Object Pascal編譯器有:Lazarus、MSEide+MSEgui、Powtils Web Kitl 文件擴(kuò)展名文件擴(kuò)展名是操作系統(tǒng)用來標(biāo)志文件格式的一種機(jī)制.通常來說,一個(gè)擴(kuò)展名是跟在主文件名后面的,由一個(gè)分隔符分隔.在一個(gè)像“read.me.txt”的文件名中,read.me主是文件名,txt為擴(kuò)展名,表示這個(gè)文件被認(rèn)為是一個(gè)純文本文件.常見的文件擴(kuò)展名Office文檔:doc(x),xls(x),ppt(x),mdb音頻文件:wma,wav,mp3,aac,rm視頻文件:wmv,asf,mp4,avi,mpg,mov,rmvb,flv圖像文件:jpg,bmp,png,gif,tif,tiff壓縮文件:rar,zip,7z,sitx更多信息: /view/475995.htm計(jì)算機(jī)硬件l 計(jì)算機(jī)硬件組成計(jì)算機(jī)硬件 (Computer hardware)是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中由電子,機(jī)械和光電元件等組成的各種物理裝置的總稱.這些物理裝置按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的要求構(gòu)成一個(gè)有機(jī)整體為計(jì)算機(jī)軟件運(yùn)行提供物質(zhì)基礎(chǔ).從外觀上來看,微機(jī)由主機(jī)箱和外部設(shè)備組成.主機(jī)箱內(nèi)主要包括CPU、內(nèi)存、主板、硬盤驅(qū)動(dòng)器、光盤驅(qū)動(dòng)器、各種擴(kuò)展卡、連接線、電源等;外部設(shè)備包括鼠標(biāo)、鍵盤、顯示器、音箱等,這些設(shè)備通過接口和連接線與主機(jī)相連.l CPU(中央處理器)中央處理器(英文Central Processing Unit,CPU)是一臺(tái)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算核心和控制核心.其功能主要是解釋計(jì)算機(jī)指令以及處理計(jì)算機(jī)軟件中的數(shù)據(jù).CPU由運(yùn)算器、控制器和寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)的總線構(gòu)成.差不多所有的CPU的運(yùn)作原理可分為四個(gè)階段:提取(Fetch)、解碼(Decode)、執(zhí)行(Execute)和寫回(Write back). CPU從存儲(chǔ)器或高速緩沖存儲(chǔ)器中取出指令,放入指令寄存器,并對指令譯碼,并執(zhí)行指令.所謂的計(jì)算機(jī)的可編程性主要是指對CPU的編程.CPU的主要生產(chǎn)廠商u IntelPentium(奔騰)、Celeron(賽揚(yáng))、Intel Core Duo(酷睿雙核)、Intel Core 2 Duo(酷睿2雙核)、Intel Pentium Dual-Core(奔騰雙核)、Intel Core 2 Quad(酷睿2四核)、Intel Celeron Duo-Core(賽揚(yáng)雙核)、Core i3/i5/i7(酷睿i3/i5/i7)、Atom(凌動(dòng)超低功耗處理器)、Xeon(至強(qiáng))、Itanium(安騰)u AMD閃龍(Sempron)、炫龍(Turion)、速龍(Athlon)、羿龍(Phenom)、皓龍(Opteron)CPU基本結(jié)構(gòu):運(yùn)算邏輯部件、寄存器部件和控制部件.1) 運(yùn)算邏輯部件:可以執(zhí)行定點(diǎn)或浮點(diǎn)的算術(shù)運(yùn)算操作、移位操作以及邏輯操作,也 可執(zhí)行地址的運(yùn)算和轉(zhuǎn)換2) 寄存器部件:包括通用寄存器、專用寄存器和控制寄存器.通用寄存器又可分定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)兩類,它們用來保存指令中的寄存器操作數(shù)和操作結(jié)果.通用寄存器是中央處理器的重要組成部分,大多數(shù)指令都要訪問到通用寄存器.通用寄存器的寬度決定計(jì)算機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)通路寬度,其端口數(shù)目往往可影響內(nèi)部操作的并行性.專用寄存器是為了執(zhí)行一些特殊操作所需用的寄存器.控制寄存器通常用來指示機(jī)器執(zhí)行的狀態(tài),或者保持某些指針,有處理狀態(tài)寄存器、地址轉(zhuǎn)換目錄的基地址寄存器、特權(quán)狀態(tài)寄存器、條件碼寄存器、處理異常事故寄存器以及檢錯(cuò)寄存器等.有的時(shí)候,中央處理器中還有一些緩存,用來暫時(shí)存放一些數(shù)據(jù)指令,緩存越大,說明CPU的運(yùn)算速度越快,目前市場上的中高端中央處理器都有2M左右的二級(jí)緩存,高端中央處理器有4M左右的二級(jí)緩存.3) 控制部件控制部件,主要負(fù)責(zé)對指令譯碼,并且發(fā)出為完成每條指令所要執(zhí)行的各個(gè)操作的控制信號(hào). 其結(jié)構(gòu)有兩種:一種是以微存儲(chǔ)為核心的微程序控制方式;一種是以邏輯硬布線結(jié)構(gòu)為主的控制方式.CPU性能指標(biāo)1) 主頻主頻也叫時(shí)鐘頻率,單位是兆赫(MHz)或千兆赫(GHz),用來表示CPU的運(yùn)算、處理數(shù)據(jù)的速度.(CPU的主頻=外頻倍頻系數(shù))2) 外頻外頻是CPU的基準(zhǔn)頻率,單位是MHz.CPU的外頻決定著整塊主板的運(yùn)行速度.通俗地說,在臺(tái)式機(jī)中,所說的超頻,都是超CPU的外頻.3) 前端總線(FSB)頻率前端總線(FSB)頻率(即總線頻率)是直接影響CPU與內(nèi)存直接數(shù)據(jù)交換速度.有一條公式可以計(jì)算,即數(shù)據(jù)帶寬=(總線頻率數(shù)據(jù)位寬)/8,數(shù)據(jù)傳輸最大帶寬取決于所有同時(shí)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的寬度和傳輸頻率.4) CPU的位和字長位:在數(shù)字電路和電腦技術(shù)中采用二進(jìn)制,代碼只有“0”和“1”,其中無論是 “0”或是“1”在CPU中都是 一“位”.字長:電腦技術(shù)中對CPU在單位時(shí)間內(nèi)(同一時(shí)間)能一次處理的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)叫字長.所以能處理字長為8位數(shù)據(jù)的CPU通常就叫8位的CPU.同理32位的CPU就能在單位時(shí)間內(nèi)處理字長為32位的二進(jìn)制數(shù)據(jù).字節(jié)和字長的區(qū)別:由于常用的英文字符用8位二進(jìn)制就可以表示,所以通常就將8位稱為一個(gè)字節(jié).字長的長度是不固定的,對于不同的CPU、字長的長度也不一樣.8位的CPU一次只能處理一個(gè)字節(jié),而32位的CPU一次就能處理4個(gè)字節(jié),同理字長為64位的CPU一次可以處理8個(gè)字節(jié).5) 倍頻系數(shù)倍頻系數(shù)是指CPU主頻與外頻之間的相對比例關(guān)系.在相同的外頻下,倍頻越高CPU的頻率也越高.但實(shí)際上,在相同外頻的前提下,高倍頻的CPU本身意義并不大.這是因?yàn)镃PU與系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)傳輸速度是有限的,一味追求高主頻而得到高倍頻的CPU就會(huì)出現(xiàn)明顯的“瓶頸”效應(yīng)CPU從系統(tǒng)中得到數(shù)據(jù)的極限速度不能夠滿足CPU運(yùn)算的速度.6) 緩存緩存大小也是CPU的重要指標(biāo)之一,而且緩存的結(jié)構(gòu)和大小對CPU速度的影響非常大,CPU內(nèi)緩存的運(yùn)行頻率極高,一般是和處理器同頻運(yùn)作,工作效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于系統(tǒng)內(nèi)存和硬盤.實(shí)際工作時(shí),CPU往往需要重復(fù)讀取同樣的數(shù)據(jù)塊,而緩存容量的增大,可以大幅度提升CPU內(nèi)部讀取數(shù)據(jù)的命中率,而不用再到內(nèi)存或者硬盤上尋找,以此提高系統(tǒng)性能.但是由于CPU芯片面積和成本的因素來考慮,緩存都很小.L1 Cache(一級(jí)緩存)是CPU第一層高速緩存,分為數(shù)據(jù)緩存和指令緩存.內(nèi)置的L1高速緩存的容量和結(jié)構(gòu)對CPU的性能影響較大,不過高速緩沖存儲(chǔ)器均由靜態(tài)RAM組成,結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,在CPU管芯面積不能太大的情況下,L1級(jí)高速緩存的容量不可能做得太大.一般服務(wù)器CPU的L1緩存的容量通常在32256KB.L2 Cache(二級(jí)緩存)是CPU的第二層高速緩存,分內(nèi)部和外部兩種芯片.內(nèi)部的芯片二級(jí)緩存運(yùn)行速度與主頻相同,而外部的二級(jí)緩存則只有主頻的一半.L2高速緩存容量也會(huì)影響CPU的性能,原則是越大越好,現(xiàn)在筆記本電腦中也可以達(dá)到2M,而服務(wù)器和工作站上用CPU的L2高速緩存更高,可以達(dá)到8M以上.L3Cache(三級(jí)緩存),分為兩種,早期的是外置,現(xiàn)在的都是內(nèi)置的.而它的實(shí)際作用即是,L3緩存的應(yīng)用可以進(jìn)一步降低內(nèi)存延遲,同時(shí)提升大數(shù)據(jù)量計(jì)算時(shí)處理器的性能.降低內(nèi)存延遲和提升大數(shù)據(jù)量計(jì)算能力對游戲都很有幫助.而在服務(wù)器領(lǐng)域增加L3緩存在性能方面仍然有顯著的提升.但基本上L3緩存對處理器的性能提高顯得不是很重要,但前端總線的增加,要比緩存增加帶來更有效的性能提升.7) CPU擴(kuò)展指令集CPU依靠指令來自計(jì)算和控制系統(tǒng),每款CPU在設(shè)計(jì)時(shí)就規(guī)定了一系列與其硬件電路相配合的指令系統(tǒng).指令的強(qiáng)弱也是CPU的重要指標(biāo),指令集是提高微處理器效率的最有效工具之一.1)CISC指令集 CISC指令集,也稱為復(fù)雜指令集,英文名是CISC,(Complex Instruction Set Computer的縮寫).在CISC微處理器中,程序的各條指令是按順序串行執(zhí)行的,每條指令中的各個(gè)操作也是按順序串行執(zhí)行的.順序執(zhí)行的優(yōu)點(diǎn)是控制簡單,但計(jì)算機(jī)各部分的利用率不高,執(zhí)行速度慢.(運(yùn)用于英特爾生產(chǎn)的x86系列)2)RISC指令集 RISC是英文“Reduced Instruction Set Computing ” 的縮寫,中文意思是“精簡指令集”.它是在CISC指令系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的.相對于CISC型CPU ,RISC型CPU不僅精簡了指令系統(tǒng),還采用了一種叫做“超標(biāo)量和超流水線結(jié)構(gòu)”,大大增加了并行處理能力.RISC指令系統(tǒng)更加適合高檔服務(wù)器的操作系統(tǒng)UNIX,現(xiàn)在Linux也屬于類似UNIX的操作系統(tǒng).RISC型CPU與Intel和AMD的CPU在軟件和硬件上都不兼容.目前,在中高檔服務(wù)器中采用RISC指令的CPU主要有以下幾類:PowerPC處理器、SPARC處理器、PA-RISC處理器、MIPS處理器、Alpha處理器. 3)IA-64 EPIC(Explicitly Parallel Instruction Computers,精確并行指令計(jì)算機(jī))更像Intel的處理器邁向RISC體系的重要步驟.Intel采用EPIC技術(shù)的服務(wù)器CPU是安騰Itanium.IA-64 在很多方面來說,都比x86有了長足的進(jìn)步.突破了傳統(tǒng)IA32架構(gòu)的許多限制,在數(shù)據(jù)的處理能力,系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性、可用性、可觀理性等方面獲得了突破性的提高. 4)X86-64 (AMD64 / EM64T)AMD公司設(shè)計(jì),可以在同一時(shí)間內(nèi)處理64位的整數(shù)運(yùn)算,并兼容于X86-32架構(gòu).其中支持64位邏輯定址,同時(shí)提供轉(zhuǎn)換為32位定址選項(xiàng);但數(shù)據(jù)操作指令默認(rèn)為32位和8位,提供轉(zhuǎn)換成64位和16位的選項(xiàng);支持常規(guī)用途寄存器,如果是32位運(yùn)算操作,就要將結(jié)果擴(kuò)展成完整的64位.這樣,指令中有“直接執(zhí)行”和“轉(zhuǎn)換執(zhí)行”的區(qū)別,其指令字段是8位或32位,可以避免字段過長.CPU技術(shù)架構(gòu) 多線程同時(shí)多線程(Simultaneous Multithreading),簡稱SMT.SMT可通過復(fù)制處理器上的結(jié)構(gòu)狀態(tài),讓同一個(gè)處理器上的多個(gè)線程同步執(zhí)行并共享處理器的執(zhí)行資源,可最大限度地實(shí)現(xiàn)寬發(fā)射、亂序的超標(biāo)量處理,提高處理器運(yùn)算部件的利用率,緩和由于數(shù)據(jù)相關(guān)或Cache未命中帶來的訪問內(nèi)存延時(shí).當(dāng)沒有多個(gè)線程可用時(shí),SMT處理器幾乎和傳統(tǒng)的寬發(fā)射超標(biāo)量處理器一樣.SMT最具吸引力的是只需小規(guī)模改變處理器核心的設(shè)計(jì),幾乎不用增加額外的成本就可以顯著地提升效能.多線程技術(shù)則可以為高速的運(yùn)算核心準(zhǔn)備更多的待處理數(shù)據(jù),減少運(yùn)算核心的閑置時(shí)間.這對于桌面低端系統(tǒng)來說無疑十分具有吸引力.Intel從3.06GHz Pentium 4開始,所有處理器都將支持SMT技術(shù).多核心多核心,也指單芯片多處理器(Chip Multiprocessors,簡稱CMP).CMP是由美國斯坦福大學(xué)提出的,其思想是將大規(guī)模并行處理器中的SMP(對稱多處理器)集成到同一芯片內(nèi),各個(gè)處理器并行執(zhí)行不同的進(jìn)程.與CMP比較, SMT處理器結(jié)構(gòu)的靈活性比較突出.但是,當(dāng)半導(dǎo)體工藝進(jìn)入0.18微米以后,線延時(shí)已經(jīng)超過了門延遲,要求微處理器的設(shè)計(jì)通過劃分許多規(guī)模更小、局部性更好的基本單元結(jié)構(gòu)來進(jìn)行.相比之下,由于CMP結(jié)構(gòu)已經(jīng)被劃分成多個(gè)處理器核來設(shè)計(jì),每個(gè)核都比較簡單,有利于優(yōu)化設(shè)計(jì),因此更有發(fā)展前途.更多信息: /view/2089.html 內(nèi)存(主存儲(chǔ)器)內(nèi)存是計(jì)算機(jī)中重要的部件之一,它是與CPU進(jìn)行溝通的橋梁.計(jì)算機(jī)中所有程序的運(yùn)行都是在內(nèi)存中進(jìn)行的,因此內(nèi)存的性能對計(jì)算機(jī)的影響非常大. 內(nèi)存(Memory)也被稱為內(nèi)存儲(chǔ)器,其作用是用于暫時(shí)存放CPU中的運(yùn)算數(shù)據(jù),以及與硬盤等外部存儲(chǔ)器交換的數(shù)據(jù).只要計(jì)算機(jī)在運(yùn)行中,CPU就會(huì)把需要運(yùn)算的數(shù)據(jù)調(diào)到內(nèi)存中進(jìn)行運(yùn)算,當(dāng)運(yùn)算完成后CPU再將結(jié)果傳送出來,內(nèi)存的運(yùn)行也決定了計(jì)算機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行.32、64位處理器內(nèi)存一般采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)單元,包括隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM),只讀存儲(chǔ)器(ROM),以及高速緩存(Cache).只不過因?yàn)镽AM是其中最重要的存儲(chǔ)器.n 隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)(我們通常說的“內(nèi)存”)隨機(jī)存儲(chǔ)器(Random Access Memory)表示既可以從中讀取數(shù)據(jù),也可以寫入數(shù)據(jù).當(dāng)機(jī)器電源關(guān)閉時(shí),存于其中的數(shù)據(jù)就會(huì)丟失.我們通常購買或升級(jí)的內(nèi)存條就是用作電腦的內(nèi)存,內(nèi)存條(SIMM)就是將RAM集成塊集中在一起的一小塊電路板,它插在計(jì)算機(jī)中的內(nèi)存插槽上,以減少RAM集成塊占用的空間.內(nèi)存的發(fā)展簡介:SDRAM,DDR RAM,DDR2 RAM,DDR3 RAMn 只讀存儲(chǔ)器(ROM)ROM表示只讀存儲(chǔ)器(Read Only Memory),在制造ROM的時(shí)候,信息(數(shù)據(jù)或程序)就被存入并永久保存.這些信息只能讀出,一般不能寫入,即使機(jī)器停電,這些數(shù)據(jù)也不會(huì)丟失.ROM一般用于存放計(jì)算機(jī)的基本程序和數(shù)據(jù),如BIOS ROM.其物理外形一般是雙列直插式(DIP)的集成塊.n 高速緩沖存儲(chǔ)器(Cache)Cache也是我們經(jīng)常遇到的概念,也就是平常看到的一級(jí)緩存(L1 Cache)、二級(jí)緩存(L2 Cache)、三級(jí)緩存(L3 Cache)這些數(shù)據(jù),它位于CPU與內(nèi)存之間,是一個(gè)讀寫速度比內(nèi)存更快的存儲(chǔ)器.當(dāng)CPU向內(nèi)存中寫入或讀出數(shù)據(jù)時(shí),這個(gè)數(shù)據(jù)也被存儲(chǔ)進(jìn)高速緩沖存儲(chǔ)器中.當(dāng)CPU再次需要這些數(shù)據(jù)時(shí),CPU就從高速緩沖存儲(chǔ)器讀取數(shù)據(jù),而不是訪問較慢的內(nèi)存,當(dāng)然,如需要的數(shù)據(jù)在Cache中沒有,CPU會(huì)再去讀取內(nèi)存中的數(shù)據(jù).更多信息:/view/1082.html 外存硬盤從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)原理和存儲(chǔ)格式上看,硬盤與軟盤完全相同.但硬盤的磁性材料是涂在金屬、陶瓷或玻璃制成的硬盤基片上,而軟盤的基片是塑料的.硬盤相對軟盤來說,主要是存儲(chǔ)空間比較大,現(xiàn)在的硬盤容量已在250GB以上.硬盤大多由多個(gè)盤片組成,此時(shí),除了每個(gè)盤片要分為若干個(gè)磁道和扇區(qū)以外,多個(gè)盤片表面的相應(yīng)磁道將在空間上形成多個(gè)同心圓柱面. 硬盤存儲(chǔ)容量=磁頭數(shù)磁道數(shù)扇區(qū) 每扇區(qū)字節(jié)數(shù).常見硬盤接口1) ATA(Advanced Technology Attachment)2) IDE(Integrated Drive Electronics,俗稱PATA)3) SATA(Serial ATA)4) SCSI(Small Computer System Interface)固態(tài)硬盤: 固態(tài)硬盤SSD(Solid State Disk、IDE FLASH DISK、Serial ATA Flash Disk)是由控制單元和存儲(chǔ)單元(FLASH芯片)組成,簡單的說就是用固態(tài)電子存儲(chǔ)芯片陣列而制成的硬盤(目前最大容量為1TB),固態(tài)硬盤的接口規(guī)范和定義、功能及使用方法上與普通硬盤的完全相同,.在產(chǎn)品外形和尺寸上也完全與普通硬盤一致,包括3.5,2.5,1.8多種類型.由于固態(tài)硬盤沒有普通硬盤的旋轉(zhuǎn)介質(zhì),因而抗震性極佳,同時(shí)工作溫度很寬,擴(kuò)展溫度的電子硬盤可工作在-45+85.廣泛應(yīng)用于軍事、車載、工控、視頻監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)終端、電力、醫(yī)療、航空等、導(dǎo)航設(shè)備等領(lǐng)域.更多信息: /view/4480.htm光盤光盤以光信息做為存儲(chǔ)物的載體.用來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的一種物品.分不可擦寫光盤,如CD-R,DVD-R等;和可擦寫光盤,如DVD-RW,DVD-RAM等.CD光盤的最大容量大約是700MB,DVD盤片單面4.7GB,最多能刻錄約4.59G的數(shù)據(jù)(因?yàn)镈VD的1GB=1000MB,而硬盤的1GB=1024MB)(雙面8.5GB,最多約能刻8.3GB的數(shù)據(jù)),藍(lán)光(BD)的則比較大,其中HD DVD單面單層15GB、雙層30GB;BD單面單層25GB、雙面50GB.更多信息: /view/5103.html 總線總線(Bus)是計(jì)算機(jī)各種功能部件之間傳送信息的公共通信干線,它是由導(dǎo)線組成的傳輸線束, 按照計(jì)算機(jī)所傳輸?shù)男畔⒎N類,計(jì)算機(jī)的總線可以劃分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線,分別用來傳輸數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)地址和控制信號(hào).總線是一種內(nèi)部結(jié)構(gòu),它是cpu、內(nèi)存、輸入、輸出設(shè)備傳遞信息的公用通道,主機(jī)的各個(gè)部件通過總線相連接,外部設(shè)備通過相應(yīng)的接口電路再與總線相連接,從而形成了計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng).在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,各個(gè)部件之間傳送信息的公共通路叫總線,微型計(jì)算機(jī)是以總線結(jié)構(gòu)來連接各個(gè)功能部件的.總線主要技術(shù)指標(biāo):1) 總線的帶寬(總線數(shù)據(jù)傳輸速率)總線的帶寬指的是單位時(shí)間內(nèi)總線上傳送的數(shù)據(jù)量,即每鈔鐘傳送MB的最大穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)傳輸率.與總線密切相關(guān)的兩個(gè)因素是總線的位寬和總線的工作頻率,它們之間的關(guān)系:總線的帶寬總線的工作頻率*總線的位寬/8 或者總線的帶寬=(總線的位寬/8 )/總線周期2) 總線的位寬總線的位寬指的是總線能同時(shí)傳送的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù),或數(shù)據(jù)總線的位數(shù),即32位、64位等總線寬度的概念.總線的位寬越寬,每秒鐘數(shù)據(jù)傳輸率越大,總線的帶寬越寬.3) 總線的工作頻率總線的工作時(shí)鐘頻率以MHZ為單位,工作頻率越高,總線工作速度越快,總線帶寬越寬.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)l 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類1) 按網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍劃分:局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、國際互聯(lián)網(wǎng)2) 按網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)劃分: 總線型網(wǎng)絡(luò)、星形網(wǎng)絡(luò)、環(huán)型網(wǎng)絡(luò)、樹狀網(wǎng)絡(luò)、混合型網(wǎng)絡(luò)3) 按傳輸介質(zhì)劃分:有線網(wǎng)、無線網(wǎng)4) 按網(wǎng)絡(luò)的使用性質(zhì)劃分:專用網(wǎng)、公用網(wǎng)l 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)1) 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層OSI參考模型 TCP/IP參考模型 2) 網(wǎng)橋網(wǎng)橋工作在數(shù)據(jù)鏈路層,將兩個(gè)局域網(wǎng)連起來,根據(jù)MAC地址來轉(zhuǎn)發(fā)幀,可以看作一個(gè)“低層的路由器”(路由器工作在網(wǎng)絡(luò)層,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)地址如IP地址進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)).網(wǎng)橋的功能在延長網(wǎng)絡(luò)跨度上類似于中繼器,然而它能提供智能化連接服務(wù),即根據(jù)幀的終點(diǎn)地址處于哪一網(wǎng)段來進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)和濾除.網(wǎng)橋?qū)φ军c(diǎn)所處網(wǎng)段的了解是靠“自學(xué)習(xí)”實(shí)現(xiàn)的.3) 網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)是能夠連接不同網(wǎng)絡(luò)的軟件和硬件的結(jié)合產(chǎn)品.特別地,它們可以使用不同的格式、通信協(xié)議或結(jié)構(gòu)連接起兩個(gè)系統(tǒng).為了完成這項(xiàng)任務(wù),網(wǎng)關(guān)必須能運(yùn)行在OSI 模型的幾個(gè)層上.網(wǎng)關(guān)必須同應(yīng)用通信,建立和管理會(huì)話,傳輸已經(jīng)編碼的數(shù)據(jù),并解析邏輯和物理地址數(shù)據(jù).4) IP地址IP是英文Internet Protocol的縮寫,意思是“網(wǎng)絡(luò)之間互連的協(xié)議.所謂IP地址就是給每個(gè)連接在Internet上的主機(jī)分配的一個(gè)32bit地址.按照TCP/IP協(xié)議規(guī)定,IP地址用二進(jìn)制來表示,每個(gè)IP地址長32bit,比特?fù)Q算成字節(jié),就是4個(gè)字節(jié).為了方便人們的使用,IP地址經(jīng)常被寫成十進(jìn)制的形式,中間使用符號(hào)“.”分開不同的字節(jié).IP地址的這種表示法叫做“點(diǎn)分十進(jìn)制表示法”,這顯然比1和0容易記憶得多.TCP/IP協(xié)議需要針對不同的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行不同的設(shè)置,且每個(gè)節(jié)點(diǎn)一般需要一個(gè)“IP地址”、一個(gè)“子網(wǎng)掩碼”、一個(gè)“默認(rèn)網(wǎng)關(guān)”.不過,可以通過動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議(DHCP),給客戶端自動(dòng)分配一個(gè)IP地址,避免了出錯(cuò),也簡化了TCP/IP協(xié)議的設(shè)置.Internet 上的每臺(tái)主機(jī)(Host)都有一個(gè)唯一的IP地址.IP協(xié)議就是使用這個(gè)地址在主機(jī)之間傳遞信息,這是Internet 能夠運(yùn)行的基礎(chǔ).IP地址的長度為32位,分為4段,每段8位,用十進(jìn)制數(shù)字表示,每段數(shù)字范圍為0255,段與段之間用句點(diǎn)隔開.例如54.IP地址有兩部分組成,一部分為網(wǎng)絡(luò)地址,另一部分為主機(jī)地址.IP地址分為A、B、C、D、E5類.常用的是B和C兩類.IP v4地址分類u A類IP地址一個(gè)A類IP地址是指, 在IP地址的四段號(hào)碼中,第一段號(hào)碼為網(wǎng)絡(luò)號(hào)碼,剩下的三段號(hào)碼為本地計(jì)算機(jī)的號(hào)碼.如果用二進(jìn)制表示IP地址的話,A類IP地址就由1字節(jié)的網(wǎng)絡(luò)地址和3字節(jié)主機(jī)地址組成,網(wǎng)絡(luò)地址的最高位必須是“0”.A類IP地址中網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)識(shí)長度為7位,主機(jī)標(biāo)識(shí)的長度為24位,A類網(wǎng)絡(luò)地址數(shù)量較少,可以用于主機(jī)數(shù)達(dá)1600多萬臺(tái)的大型網(wǎng)絡(luò).A類IP地址的地址范圍-54,A類IP地址的子網(wǎng)掩碼為,每個(gè)網(wǎng)絡(luò)支持的最大主機(jī)數(shù)為2563-2=16777214臺(tái).u B類IP地址一個(gè)B類IP地址是指,在IP地址的四段號(hào)碼中,前兩段號(hào)碼為網(wǎng)絡(luò)號(hào)碼.如果用二進(jìn)制表示IP地址的話,B類IP地址就由2字節(jié)的網(wǎng)絡(luò)地址和2字節(jié)主機(jī)地址組成,網(wǎng)絡(luò)地址的最高位必須是“10”.B類IP地址中網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)識(shí)長度為14位,主機(jī)標(biāo)識(shí)的長度為16位,B類網(wǎng)絡(luò)地址適用于中等規(guī)模的網(wǎng)絡(luò),每個(gè)網(wǎng)絡(luò)所能容納的計(jì)算機(jī)數(shù)為6萬多臺(tái). B類IP地址的地址范圍-54.B類IP地址的子網(wǎng)掩碼為,每個(gè)網(wǎng)絡(luò)支持的最大主機(jī)數(shù)為2562-2=65534臺(tái)u C類IP地址地址的話,C類IP地址就由3字節(jié)的網(wǎng)絡(luò)地址和1字節(jié)主機(jī)地址組成,網(wǎng)絡(luò)地址的最高位必須是“110”.C類IP地址中網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)識(shí)長度為21位,主機(jī)標(biāo)識(shí)的長度為8位,C類網(wǎng)絡(luò)地址數(shù)量較多,適用于小規(guī)模的局域網(wǎng)絡(luò),每個(gè)網(wǎng)絡(luò)最多只能包含254臺(tái)計(jì)算機(jī). C類IP地址范圍-54.C類IP地址的子網(wǎng)掩碼為,每個(gè)網(wǎng)絡(luò)支持的最大主機(jī)數(shù)為256-2=254臺(tái)u D類IP地址D類地址用于多點(diǎn)播送,第一個(gè)字節(jié)以“1110”開始,第一個(gè)字節(jié)的數(shù)字范圍為224239,是多點(diǎn)播送地址,用于多目的地信息的傳輸,和作為備用.D類地址:屬多點(diǎn)播送地址 55u E類IP地址以“1111”開始,為將來使用保留.它的第一字節(jié)的范圍是240255,主要用于Internet試驗(yàn)和開發(fā).u 特殊類型IP地址l 該類地址中數(shù)字到用于回路測試,如:可以代表本機(jī)IP地址l 全零(“”)地址對應(yīng)于當(dāng)前主機(jī).全“1”的IP地址(“55”)是當(dāng)前子網(wǎng)的廣播地址.l A類私有地址:55l B類私有地址:55l C類私有地址:55IP v6地址規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)語法建議把IPv6地址的128位(16個(gè)字節(jié))寫成8個(gè)16位的無符號(hào)整數(shù),每個(gè)整數(shù)用四個(gè)十六進(jìn)制位表示,這些數(shù)之間用冒號(hào)(:)分開,例如:3ffe:3201:1401:1280:c8ff:fe4d:db39.IP v6地址格式:32個(gè)16進(jìn)制數(shù),每4個(gè)一段,共有8段,段與段之間以:分隔在每個(gè)段中的前導(dǎo)位0可以不寫.在同一個(gè)地址中,若干個(gè)連續(xù)的為0的段可以簡寫為:IP v6地址示例: 2031:0000:130f:0000:0000:09c0:876a:130b 正確2031:0:130f:0:0:9c0:876a:130b 正確2031:0000:130f:09c0:876a:130b 正確2031:130f:09c0:876a:130b 錯(cuò)誤0:0:0:0:0:0:0:1=:1 正確0:0:0:0:0:0:0:0=: 正確更多信息:/view/3930.htm5) 子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼(Subnet Mask)是一種用來指明一個(gè)IP地址的哪些位標(biāo)識(shí)的是主機(jī)所在的子網(wǎng)以及哪些位標(biāo)識(shí)的是主機(jī)的位掩碼.子網(wǎng)掩碼不能單獨(dú)存在,它必須結(jié)合IP地址一起使用.子網(wǎng)掩碼只有一個(gè)作用,就是將某個(gè)IP地址劃分成網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址兩部分.子網(wǎng)掩碼一共分為兩類.一類是缺省(自動(dòng)生成)子網(wǎng)掩碼,一類是自定義子網(wǎng)掩碼.缺省子網(wǎng)掩碼即未劃分