計算機的類型與發(fā)展趨勢(ppt 31頁).ppt

1、第三章 計算機硬件,上海財經(jīng)大學信息系 劉鵬,2021年2月13日,上海財經(jīng)大學信息系 劉鵬,2,計算機的發(fā)展趨勢,世界上第一臺電子計算機誕生于1946年 正在進入第五代 下一代計算機：生物計算機,2021年2月13日,上海財經(jīng)大學信息系 劉鵬,3,計算機的類型（1,超級計算機 主要用于復雜的科學運算 大型計算機 適用于多用戶的環(huán)境 小型計算機,2021年2月13日,上海財經(jīng)大學信息系 劉鵬,4,計算機的類型（2,個人計算機（PC機） IBM于1981年推出了IBM PC 筆記本電腦 工作站（workstations） 運行速度 輸入與輸出設(shè)備要求更高 多媒體計算機 多媒體硬件和多媒體軟件組成

2、,2021年2月13日,上海財經(jīng)大學信息系 劉鵬,5,計算機的組成,2021年2月13日,上海財經(jīng)大學信息系 劉鵬,6,計算機內(nèi)數(shù)據(jù)的表示形式,計算機中只能表示二進制數(shù) 一個二進位數(shù)記為一個bit。 ASCII碼是美國標準信息交換碼 漢字的編碼標準區(qū)位碼,2021年2月13日,上海財經(jīng)大學信息系 劉鵬,7,ASCII 碼,2021年2月13日,上海財經(jīng)大學信息系 劉鵬,8,計算機工作步驟,需先分解成一系列簡單的操作步驟 再將這些簡單的操作步驟編寫成能由計算機完成的指令集合 計算機按照指令進行工作， 程序是完成某個特定任務(wù)的指令集合,2021年2月13日,上海財經(jīng)大學信息系 劉鵬,9,指令的機器

3、周期（1,計算機能夠理解和執(zhí)行的指令是計算機機器指令。 機器指令的最基本格式包含兩個部分： 操作碼 一個或多個操作數(shù) 一條指令的執(zhí)行可以分為兩個階段： 指令階段 取指令，指令譯碼 執(zhí)行階段 執(zhí)行指令，保存運行結(jié)果 指令階段與執(zhí)行階段構(gòu)成一個機器周期,2021年2月13日,上海財經(jīng)大學信息系 劉鵬,10,指令的機器周期（2,2021年2月13日,上海財經(jīng)大學信息系 劉鵬,11,計算機程序的執(zhí)行（1,按照程序中的指令順序執(zhí)行 可并行執(zhí)行,2021年2月13日,上海財經(jīng)大學信息系 劉鵬,12,計算機程序的執(zhí)行（2,一段BASIC程序：要求輸入兩個數(shù)據(jù)，然后完成累加任務(wù) 程序為： INPUT “INP

4、UT X=”; X INPUT “INPUT Y=”; Y LET SUM = X + Y,2021年2月13日,上海財經(jīng)大學信息系 劉鵬,13,計算機指令系統(tǒng),能夠執(zhí)行的指令類型的總和稱為該機器的指令系統(tǒng) 指令系統(tǒng)里包含的指令越多，計算機功能越強，實現(xiàn)指令操作的線路也就越復雜 基本指令： 數(shù)據(jù)傳送指令 算術(shù)運算指令 邏輯運算指令 程序控制指令 輸入/輸出指令 其他指令,2021年2月13日,上海財經(jīng)大學信息系 劉鵬,14,CPU的組成,CPU主要由控制部件、算術(shù)邏輯部件和寄存器三部分組成（圖3-1） 這三部分通過總線相互連接,2021年2月13日,上海財經(jīng)大學信息系 劉鵬,15,CPU的性能

5、（1,時鐘頻率 MHz（Megahertz） 計算機用赫茲描述CPU的時鐘頻率 內(nèi)頻 外頻 倍頻系數(shù) MIPS MIPS表示CPU每秒可執(zhí)行的指令數(shù) 以百萬為計量單位 FLOPS FLOPS表示每秒執(zhí)行浮點運算次數(shù),2021年2月13日,上海財經(jīng)大學信息系 劉鵬,16,CPU的性能（2,總線寬度與字長 總線寬度 數(shù)據(jù)總線寬度：一次所能傳送的二進位的位數(shù) 地址總線寬度：決定了CPU的尋址空間。 字長 在一個機器周期內(nèi)，CPU所能處理的二進位數(shù) 總線寬度應(yīng)與字長相匹配,2021年2月13日,上海財經(jīng)大學信息系 劉鵬,17,CPU的發(fā)展,輔助處理器 集成在單個的微處理器芯片上 對偶處理器 采用多CP

6、U或主微處理器進行多道并行處理 并行處理設(shè)計 使用幾個指令處理器或者成千上百個指令處理器，以網(wǎng)絡(luò)形式組織在一起 RISC處理器 采用精簡指令集 MMX多媒體處理器 處理文本、圖像、聲音等多種媒體,2021年2月13日,上海財經(jīng)大學信息系 劉鵬,18,主存儲器,簡稱主存，也稱作內(nèi)存，與運行效率密切相關(guān) 容量：8bit=1byte,1kb=210(1024)b,1mb,1gb 只讀存儲器 存儲的內(nèi)容可永久保存 只能讀出不能寫入 BIOS是基本輸入、輸出系統(tǒng) 隨機存儲器 RAM是可讀可寫的存儲器 兩種類型的隨機存儲器DRAM、SRAM 高速緩存 高速緩存是一個存儲區(qū)域 能以比內(nèi)存更快、但比CPU慢的

7、速度存取數(shù)據(jù),2021年2月13日,上海財經(jīng)大學信息系 劉鵬,19,輔助存儲設(shè)備,內(nèi)容一般是不會丟失 容量比內(nèi)存大得多 存取速度比內(nèi)存慢 通常程序和數(shù)據(jù)都存放在輔助存儲器上，處理時才將其調(diào)入內(nèi)存,2021年2月13日,上海財經(jīng)大學信息系 劉鵬,20,磁盤存儲器,可隨機訪問的存儲器 磁盤是一種磁性介質(zhì) 記錄在磁性介質(zhì)表面上的數(shù)據(jù)非常容易被改變或遭受破壞 軟磁盤 硬盤,2021年2月13日,上海財經(jīng)大學信息系 劉鵬,21,磁帶存儲器,磁帶存儲器是一種順序存取的存儲器 具有容量大、訪問速度快、價格便宜的特點 主要用作備份數(shù)據(jù),2021年2月13日,上海財經(jīng)大學信息系 劉鵬,22,RAID系統(tǒng),冗余獨

8、立磁盤陣列（redundant array of independent/inexpensive disks，簡稱RAID） 是存儲數(shù)據(jù)的一種方法 當磁盤的某個關(guān)鍵部件出問題時，能用其恢復丟失的數(shù)據(jù) 用于存儲系統(tǒng)以提高系統(tǒng)性能和可靠性,2021年2月13日,上海財經(jīng)大學信息系 劉鵬,23,PC卡,大量用于手提式計算機和筆記本電腦中,2021年2月13日,上海財經(jīng)大學信息系 劉鵬,24,快速存儲器,快速存儲器 硅材料的芯片，具有不易丟失數(shù)據(jù)的特性 體積小，存取速度快，消耗能源少 大量用于蜂窩電話、掌上電腦、數(shù)字照相機，地震儀，汽車的黑匣子等設(shè)備中,2021年2月13日,上海財經(jīng)大學信息系 劉鵬,

9、25,快速存儲器（圖,用途：數(shù)碼相機； PDA及掌上電腦； GPS； 筆記本電腦； MP3播放機； 其他便攜式,2021年2月13日,上海財經(jīng)大學信息系 劉鵬,26,光存儲器和磁光軟盤驅(qū)動器,光存儲器 只讀光盤（CDROM） 數(shù)字視頻光盤（DVD） 一次寫光盤（WORM） 磁光軟盤驅(qū)動器 使用磁性介質(zhì)存儲數(shù)據(jù)，但使用的是精密光學技術(shù) 能夠在3.5英寸磁盤上存儲更多的數(shù)據(jù),2021年2月13日,上海財經(jīng)大學信息系 劉鵬,27,輸入設(shè)備（1,鍵盤（Keyboard） 字母數(shù)字鍵盤：101鍵盤 特殊功能鍵盤：例如，收銀機終端使用的鍵盤 人體工程鍵盤 描準與拖曳設(shè)備 鼠標、跟蹤球、跟蹤板或觸摸屏、數(shù)字

10、轉(zhuǎn)換輸入板與筆、操縱桿等,2021年2月13日,上海財經(jīng)大學信息系 劉鵬,28,輸入設(shè)備（2,掃描儀（Scanner） 源數(shù)據(jù)自動輸入的一種方法 手持標簽掃描儀，又稱條形碼閱讀器 固定標簽掃描儀 使用激光技術(shù)的掃描儀 , 凡使用條形碼閱讀器的地方都可使用固定標簽掃描儀 文檔掃描儀：可掃描各種大小尺寸文檔的掃描儀 數(shù)碼相機(Digital Cameras) 其他輸入設(shè)備 語音識別設(shè)備 卡片識讀器（Card And Badge Readers） 桌面視頻系統(tǒng)（desktop video system,2021年2月13日,上海財經(jīng)大學信息系 劉鵬,29,輸出設(shè)備,顯示屏（Display Screen） 顯示屏有不同大小和分辨率 顯示屏幕需要配置圖形適配器（卡） 平板顯示器（flat-panel display）又稱液晶顯示屏幕（LCD） 打印機（Printers） 擊打式打印機 非擊打式打印機:噴墨打印機和激光打印機 其他輸出設(shè)備,2021年2月13日,上海財經(jīng)大學