第2章 計算機系統(tǒng)與計算原理

1、WLJX .KMUST.EDU.CN大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學. .計算中心計算中心大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學2本章要點本章要點計算機系統(tǒng)組成計算機系統(tǒng)組成信息的輸入信息的輸入信息的存取與交換信息的存取與交換指令執(zhí)行與系統(tǒng)控制指令執(zhí)行與系統(tǒng)控制信息的永久存儲信息的永久存儲信息的輸出信息的輸出信息傳輸與轉(zhuǎn)換信息傳輸與轉(zhuǎn)換微機組裝與系統(tǒng)維護微機組裝與系統(tǒng)維護大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學32.1 2.1 計算機系統(tǒng)組成計算機系統(tǒng)組成計算機是一臺能按預先存儲的程序和數(shù)據(jù)進行自計算機是一臺能按預先存儲的程序和數(shù)據(jù)進行自動工作的機

2、器動工作的機器 計算機系統(tǒng)計算機系統(tǒng)= =硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)+ +軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng) 在圖在圖2-12-1中，你了解多少計算機的相關(guān)術(shù)語和概中，你了解多少計算機的相關(guān)術(shù)語和概念？念？在計算機系統(tǒng)中，硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的作用和在計算機系統(tǒng)中，硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的作用和關(guān)系如何？關(guān)系如何？信息處理信息處理指揮控制指揮控制大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學42.1.1 2.1.1 硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)是組成計算機系統(tǒng)的各種物理設(shè)備和電子硬件系統(tǒng)是組成計算機系統(tǒng)的各種物理設(shè)備和電子線路的總稱，是計算機完成各項工作的物質(zhì)基礎(chǔ)。線路的總稱，是計算機完成各項工作的物質(zhì)基礎(chǔ)。何為何為“裸機裸

3、機”？硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)= =主機主機+ +外部設(shè)備外部設(shè)備 主機：主機：CPUCPU（運算器（運算器ALUALU、控制器、控制器CU)CU) 內(nèi)存儲器內(nèi)存儲器 外設(shè)：外設(shè)：I/OI/O設(shè)備設(shè)備 外存儲器（硬盤等）外存儲器（硬盤等） 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學52.1.2 2.1.2 軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)是控制、管理、指揮計算機按規(guī)定要求工軟件系統(tǒng)是控制、管理、指揮計算機按規(guī)定要求工作的各種程序、數(shù)據(jù)和相關(guān)技術(shù)文檔的集合作的各種程序、數(shù)據(jù)和相關(guān)技術(shù)文檔的集合 。如何理解軟件是計算機系統(tǒng)的如何理解軟件是計算機系統(tǒng)的“靈魂靈魂”？軟件系統(tǒng)可分為軟件系統(tǒng)

4、可分為系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件和和應用軟件應用軟件兩類兩類 硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件應用軟件應用軟件裸機裸機虛擬機虛擬機大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學62.1.2 2.1.2 軟件系統(tǒng)（系統(tǒng)軟件軟件系統(tǒng)（系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)）操作系統(tǒng)）系統(tǒng)軟件是指負責管理、控制和維護計算機的各種系統(tǒng)軟件是指負責管理、控制和維護計算機的各種軟硬件資源，并為應用軟件提供支持和服務(wù)的一類軟硬件資源，并為應用軟件提供支持和服務(wù)的一類軟件。軟件。 系統(tǒng)軟件包括系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)、語言處理程序、系統(tǒng)工具操作系統(tǒng)、語言處理程序、系統(tǒng)工具軟件軟件等等 操作系統(tǒng)是為了合理、方便地使用計算機系統(tǒng)，而對所操作系

5、統(tǒng)是為了合理、方便地使用計算機系統(tǒng)，而對所有軟、硬件資源集中進行管理和調(diào)度的軟件有軟、硬件資源集中進行管理和調(diào)度的軟件 操作系統(tǒng)是整個軟件系統(tǒng)的核心操作系統(tǒng)是整個軟件系統(tǒng)的核心 Windows XPWindows XP，Windows 7Windows 7，UnixUnix，LinuxLinux，MAC OS XMAC OS X 操作系統(tǒng)的功能？操作系統(tǒng)的功能？大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學7機器語言，匯編語言和高級語言機器語言，匯編語言和高級語言 計算機只能識別二進制表示的機器代碼（機器語言）計算機只能識別二進制表示的機器代碼（機器語言） 語言處理程序：語言處理程序：負

6、責將匯編語言和高級語言編寫的程負責將匯編語言和高級語言編寫的程序序“翻譯翻譯”成本機代碼的工具軟件成本機代碼的工具軟件2.1.2 2.1.2 軟件系統(tǒng)（系統(tǒng)軟件軟件系統(tǒng)（系統(tǒng)軟件語言處理程序）語言處理程序）大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學8高級語言程序：解釋高級語言程序：解釋 or or 編譯？編譯？ C C、C+C+、JavaJava、VBVB、C#C# 2.1.2 2.1.2 軟件系統(tǒng)（系統(tǒng)軟件軟件系統(tǒng)（系統(tǒng)軟件語言處理程序）語言處理程序）大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學9系統(tǒng)工具軟件是為完成一些與管理計算機系統(tǒng)資源及系統(tǒng)工具軟件是為完成一些與管理計

7、算機系統(tǒng)資源及文件有關(guān)的任務(wù)而開發(fā)的實用軟件。文件有關(guān)的任務(wù)而開發(fā)的實用軟件。 用于系統(tǒng)管理的用于系統(tǒng)管理的360360安全衛(wèi)士軟件，用于診斷網(wǎng)絡(luò)連安全衛(wèi)士軟件，用于診斷網(wǎng)絡(luò)連接的接的pingping程序，用于磁盤檢查的程序，用于磁盤檢查的ChkDskChkDsk程序，用于系程序，用于系統(tǒng)優(yōu)化與設(shè)置的超級兔子軟件和統(tǒng)優(yōu)化與設(shè)置的超級兔子軟件和WindowsWindows優(yōu)化大師等優(yōu)化大師等 2.1.2 2.1.2 軟件系統(tǒng)（系統(tǒng)軟件軟件系統(tǒng)（系統(tǒng)軟件系統(tǒng)工具軟件）系統(tǒng)工具軟件）大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學102.1.2 2.1.2 軟件系統(tǒng)（應用軟件）軟件系統(tǒng)（應用軟件

8、）應用軟件是為完成特定的信息處理任務(wù)而開發(fā)的各應用軟件是為完成特定的信息處理任務(wù)而開發(fā)的各類軟件類軟件 應用軟件分為應用軟件分為通用軟件通用軟件和和專用軟件專用軟件兩大類兩大類 通用軟件：通用軟件：Microsoft OfficeMicrosoft Office，Microsoft Visual Studio .NETMicrosoft Visual Studio .NET，Adobe PhotoshopAdobe Photoshop，Autodesk AutoCADAutodesk AutoCAD，3DS MAX3DS MAX，Adobe Adobe DreamweaverDreamweav

9、er，SQL ServerSQL Server，OracleOracle 專用軟件：專用軟件：各企業(yè)和公司的管理信息系統(tǒng)，科學研究中的各種特定各企業(yè)和公司的管理信息系統(tǒng)，科學研究中的各種特定算法驗證程序，用戶自行開發(fā)的各種專業(yè)應用程序等算法驗證程序，用戶自行開發(fā)的各種專業(yè)應用程序等 你知道你知道AndroidAndroid，javacjavac，WinrarWinrar，MatlabMatlab，F(xiàn)lashFlash各屬于什么類型的軟件嗎？各屬于什么類型的軟件嗎？ 大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學112.1.3 2.1.3 現(xiàn)代計算機體系結(jié)構(gòu)現(xiàn)代計算機體系結(jié)構(gòu)馮馮諾依曼原理

10、（存儲程序、二進制、五大部件）諾依曼原理（存儲程序、二進制、五大部件）大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學122.1.3 2.1.3 現(xiàn)代計算機體系結(jié)構(gòu)現(xiàn)代計算機體系結(jié)構(gòu)現(xiàn)代計算機就如同一個高度自動化的無人值守工廠，由現(xiàn)代計算機就如同一個高度自動化的無人值守工廠，由輸入設(shè)備輸入設(shè)備負責原材料的收集和準備，然后送往物流中心負責原材料的收集和準備，然后送往物流中心內(nèi)存儲器內(nèi)存儲器，運算器運算器則負責產(chǎn)品的加工和生產(chǎn)，成品則則負責產(chǎn)品的加工和生產(chǎn)，成品則經(jīng)物流中心中轉(zhuǎn)后送往倉庫保存（經(jīng)物流中心中轉(zhuǎn)后送往倉庫保存（外存儲器外存儲器）或直接交）或直接交付客戶使用（付客戶使用（輸出設(shè)備輸出

11、設(shè)備），而這一切工作的每個環(huán)節(jié)都），而這一切工作的每個環(huán)節(jié)都由工廠指揮中心由工廠指揮中心控制器控制器負責協(xié)調(diào)和調(diào)度。負責協(xié)調(diào)和調(diào)度。 存儲程序原理是現(xiàn)代計算機的基礎(chǔ)和典型特征。依存儲程序原理是現(xiàn)代計算機的基礎(chǔ)和典型特征。依據(jù)該原理，你認為據(jù)該原理，你認為Microsoft XboxMicrosoft Xbox、Sony PlaystationSony Playstation、Apple iPhoneApple iPhone、Apple iPad2Apple iPad2屬于計算機的范疇嗎？請屬于計算機的范疇嗎？請給出你的理由并預測給出你的理由并預測ITIT技術(shù)的發(fā)展趨勢。技術(shù)的發(fā)展趨勢。大學計算

12、機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學132.2 2.2 信息的輸入信息的輸入輸入設(shè)備正是將輸入的數(shù)據(jù)和信息轉(zhuǎn)換為計算機能夠輸入設(shè)備正是將輸入的數(shù)據(jù)和信息轉(zhuǎn)換為計算機能夠識別的二進制形式的設(shè)備。識別的二進制形式的設(shè)備。經(jīng)輸入設(shè)備輸入的信息，被送入經(jīng)輸入設(shè)備輸入的信息，被送入內(nèi)存內(nèi)存以備處理。以備處理。 掌握以下設(shè)備的基本特點：掌握以下設(shè)備的基本特點： 鍵盤 鼠標 觸控板 觸摸屏大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學142.3 2.3 信息存取與交換信息存取與交換內(nèi)存（內(nèi)存（MemoryMemory）是計算機臨時保持程序和數(shù)據(jù)的場所是計算機臨時保持程序和數(shù)據(jù)的場所，是計算機各

13、種信息存取與交換的中心。，是計算機各種信息存取與交換的中心。RAM,ROM,CacheRAM,ROM,Cache三種三種存儲容量：存儲容量：存儲器中所能存放的二進制數(shù)據(jù)信息量的存儲器中所能存放的二進制數(shù)據(jù)信息量的總和?；締挝粸樽止?jié)（總和?；締挝粸樽止?jié)（ByteByte，B B），），1B=8bit1B=8bit。 1KB=1024B=21KB=1024B=21010B B 1MB=1024KB=2 1MB=1024KB=22020B B 1GB=1024MB=2 1GB=1024MB=23030B B 1TB=1024GB=2 1TB=1024GB=24040B B 大學計算機基礎(chǔ)大學計算

14、機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學152.3 2.3 信息存取與交換信息存取與交換為了方便程序和數(shù)據(jù)的讀取和寫入，內(nèi)存被劃分為許為了方便程序和數(shù)據(jù)的讀取和寫入，內(nèi)存被劃分為許多基本的多基本的“存儲單元存儲單元”，每個存儲單元可以保存一定，每個存儲單元可以保存一定數(shù)量的二進制數(shù)據(jù)。同時，給每個存儲單元指定唯一數(shù)量的二進制數(shù)據(jù)。同時，給每個存儲單元指定唯一編號，稱為編號，稱為內(nèi)存地址（內(nèi)存地址（MemoryMemory）。）。把內(nèi)存劃分為許多基本“存儲單元”有什么好處？內(nèi)存地址的涵義和電影院中的座位編號是否相同？如果一個整數(shù)（如100）需占用2個基本存儲單元，需要同時指出這兩個單元的地址嗎？ 大學計算

15、機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學162.3 2.3 信息存取與交換（信息存取與交換（RAMRAM）隨機存取存儲器（隨機存取存儲器（RAMRAM）主要用于臨時存放正在運行主要用于臨時存放正在運行的用戶程序、數(shù)據(jù)以及操作系統(tǒng)程序。人們通常所說的用戶程序、數(shù)據(jù)以及操作系統(tǒng)程序。人們通常所說的計算機的內(nèi)存便是指的計算機的內(nèi)存便是指RAMRAM。 特點：可讀可寫，斷電消失特點：可讀可寫，斷電消失 EDOEDO SDRAM( SDRAM(同步動態(tài)內(nèi)存）同步動態(tài)內(nèi)存） RDRAMRDRAM DDR,DDR2 DDR,DDR2，DDR3DDR3一個周期一個周期2次讀寫，次讀寫，每次每次4個數(shù)據(jù)個數(shù)

16、據(jù)大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學172.3 2.3 信息存取與交換（信息存取與交換（ROMROM）只讀存儲器（只讀存儲器（ROMROM）是通過特殊手段將信息存入其中是通過特殊手段將信息存入其中，并能長期保存被存儲信息的存儲器。，并能長期保存被存儲信息的存儲器。 特點：斷電不消失特點：斷電不消失理解：理解：計算機啟動的過程計算機啟動的過程 PROMPROM EPROM EPROM EEPROM EEPROM Flash ROM Flash ROM大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學182.3 2.3 信息存取與交換（信息存取與交換（CacheCache）高速

17、緩沖存儲器（高速緩沖存儲器（CacheCache）是為緩解是為緩解CPUCPU和內(nèi)存讀寫速和內(nèi)存讀寫速度不匹配而設(shè)置的中間小容量臨時存儲器，集成在度不匹配而設(shè)置的中間小容量臨時存儲器，集成在CPUCPU內(nèi)部，用于存儲內(nèi)部，用于存儲CPUCPU即將訪問的程序和數(shù)據(jù)。即將訪問的程序和數(shù)據(jù)。 特點：高速特點：高速工作基礎(chǔ)：工作基礎(chǔ)：基于程序訪問的局限性基于程序訪問的局限性 Cache的作用是緩解的作用是緩解CPU和內(nèi)存讀寫速度不一和內(nèi)存讀寫速度不一致的矛盾，但容量較小，為什么不采用大容量的致的矛盾，但容量較小，為什么不采用大容量的Cache以提高以提高Cache命中率？既然命中率？既然Cache的讀

18、寫速的讀寫速度較快，為什么不直接用度較快，為什么不直接用Cache存儲器取代內(nèi)存存儲器取代內(nèi)存儲器呢？展望未來的計算機技術(shù)，有可能取消儲器呢？展望未來的計算機技術(shù)，有可能取消Cache存儲器嗎？存儲器嗎？ 大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學192.3 2.3 信息存取與交換（性能指標）信息存取與交換（性能指標）存儲容量：存儲容量：512MB512MB，1GB1GB，2GB2GB，4GB4GB時鐘頻率：時鐘頻率：內(nèi)存能運行的最高工作頻率。內(nèi)存能運行的最高工作頻率。DDR3-1333DDR3-1333內(nèi)存，內(nèi)存單元的實際工作頻率（核心時鐘頻率）為內(nèi)存，內(nèi)存單元的實際工作頻率（核心

19、時鐘頻率）為166MHz166MHz，數(shù)據(jù)緩沖頻率（，數(shù)據(jù)緩沖頻率（I/OI/O頻率）為頻率）為667MHz667MHz，而有，而有效數(shù)據(jù)傳輸頻率（等效頻率）為效數(shù)據(jù)傳輸頻率（等效頻率）為1333MHz1333MHz。 存取時間：存取時間：指從啟動一次讀寫操作到完成該操作所需指從啟動一次讀寫操作到完成該操作所需的時間，常為的時間，常為6,7,8,10ns6,7,8,10ns。CASCAS延遲時間（延遲時間（CLCL延遲）：延遲）：列地址選通脈沖時間延遲列地址選通脈沖時間延遲，即內(nèi)存接到，即內(nèi)存接到CPUCPU命令后到執(zhí)行該命令的時間間隔。命令后到執(zhí)行該命令的時間間隔。CLCL反映了內(nèi)存的反應速

20、度，通常為反映了內(nèi)存的反應速度，通常為2 2，2.52.5，3 3等。等。 內(nèi)存總延遲時間內(nèi)存總延遲時間= =內(nèi)存時鐘周期內(nèi)存時鐘周期CLCL模式值模式值+ +存取時間存取時間 大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學202.3 2.3 信息存取與交換（性能指標）信息存取與交換（性能指標）內(nèi)存帶寬：內(nèi)存帶寬：指單位時間內(nèi)存儲器的信息吞吐量，常以指單位時間內(nèi)存儲器的信息吞吐量，常以b/sb/s或或B/sB/s為度量單位。內(nèi)存帶寬是衡量內(nèi)存數(shù)據(jù)傳輸為度量單位。內(nèi)存帶寬是衡量內(nèi)存數(shù)據(jù)傳輸速率的重要技術(shù)指標，反映了內(nèi)存單位時間內(nèi)所能讀速率的重要技術(shù)指標，反映了內(nèi)存單位時間內(nèi)所能讀取的信息量

21、。取的信息量。 內(nèi)存帶寬內(nèi)存帶寬= =內(nèi)存等效頻率內(nèi)存等效頻率內(nèi)存總線寬度內(nèi)存總線寬度/8 (B/s)/8 (B/s) 一條一條DDR3-1333DDR3-1333內(nèi)存，其等效頻率為內(nèi)存，其等效頻率為1333MHz1333MHz，內(nèi)存總，內(nèi)存總線帶寬仍為線帶寬仍為64bit64bit，則其內(nèi)存帶寬為，則其內(nèi)存帶寬為10.6GB/s 10.6GB/s 。 比較比較DDR-400DDR-400雙通道內(nèi)存和雙通道內(nèi)存和DDR2-800DDR2-800的內(nèi)存性能？的內(nèi)存性能？大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學212.3 2.3 信息存取與交換（性能指標）信息存取與交換（性能指標）大學

22、計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學222.4 2.4 指令執(zhí)行與系統(tǒng)控制（程序與指令）指令執(zhí)行與系統(tǒng)控制（程序與指令）程序（程序（ProgramProgram） 指揮計算機進行各種任務(wù)處理的一組指令的有序集指揮計算機進行各種任務(wù)處理的一組指令的有序集合。即，是能實現(xiàn)一定功能的一組指令序列。合。即，是能實現(xiàn)一定功能的一組指令序列。 高級語言程序經(jīng)高級語言程序經(jīng)“翻譯翻譯”后為機器指令后為機器指令指令（指令（InstructionInstruction） 是能被計算機直接識別并執(zhí)行的二進制代碼，它規(guī)是能被計算機直接識別并執(zhí)行的二進制代碼，它規(guī)定了計算機所能完成的某一種操作。一條機器指

23、令由定了計算機所能完成的某一種操作。一條機器指令由操作碼和操作數(shù)兩部分組成。操作碼和操作數(shù)兩部分組成。 完成的功能完成的功能操作的對象操作的對象大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學232.4 2.4 指令執(zhí)行與系統(tǒng)控制（程序與指令）指令執(zhí)行與系統(tǒng)控制（程序與指令）指令集（指令集（Instruction SetInstruction Set） 實際上，實際上，CPUCPU只能執(zhí)行一些特定的、簡單的操作，只能執(zhí)行一些特定的、簡單的操作，這些有限的操作事先已用硬件方式實現(xiàn)于這些有限的操作事先已用硬件方式實現(xiàn)于CPUCPU內(nèi)部。內(nèi)部。盡管計算機可以執(zhí)行非常復雜的信息處理任務(wù)，但這盡管計

24、算機可以執(zhí)行非常復雜的信息處理任務(wù)，但這些任務(wù)總是被分解為些任務(wù)總是被分解為CPUCPU可以直接執(zhí)行的簡單操作的可以直接執(zhí)行的簡單操作的集合。集合。 一臺計算機所能完成的操作的集合被稱為該計算機一臺計算機所能完成的操作的集合被稱為該計算機的指令集或指令系統(tǒng)。的指令集或指令系統(tǒng)。其中，一種操作對應事先用硬其中，一種操作對應事先用硬件實現(xiàn)的一種功能，即一條指令。顯然，指令操作碼件實現(xiàn)的一種功能，即一條指令。顯然，指令操作碼的位數(shù)決定了一臺計算機所能擁有的最大指令條數(shù)。的位數(shù)決定了一臺計算機所能擁有的最大指令條數(shù)。大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學242.4 2.4 指令執(zhí)行與系統(tǒng)

25、控制（程序與指令）指令執(zhí)行與系統(tǒng)控制（程序與指令）指令集（指令集（Instruction SetInstruction Set） 不同類型的計算機，一般具有不同的指令系統(tǒng)不同類型的計算機，一般具有不同的指令系統(tǒng) 數(shù)據(jù)處理指令：數(shù)據(jù)處理指令：如算術(shù)、邏輯、移位、比較等指令。如算術(shù)、邏輯、移位、比較等指令。 數(shù)據(jù)傳送指令：數(shù)據(jù)傳送指令：如如CPUCPU和內(nèi)存之間的傳送指令。和內(nèi)存之間的傳送指令。 程序控制指令：程序控制指令：如條件轉(zhuǎn)移、調(diào)用子程序、返回、停如條件轉(zhuǎn)移、調(diào)用子程序、返回、停機等指令。機等指令。 輸入輸出指令：輸入輸出指令：如主機對外設(shè)的讀寫指令。如主機對外設(shè)的讀寫指令。 狀態(tài)管理指令

26、：狀態(tài)管理指令：如存儲保護、中斷處理等指令。如存儲保護、中斷處理等指令。 擴展指令系統(tǒng)：擴展指令系統(tǒng)：如如IntelIntel的的MMXMMX，SSESSE，SSE2SSE2，SSE4SSE4，AMDAMD的的3DNow3DNow！等指令集。！等指令集。 大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學252.4 2.4 指令執(zhí)行與系統(tǒng)控制（運算器）指令執(zhí)行與系統(tǒng)控制（運算器）運算器（運算器（ALUALU）又稱為算術(shù)邏輯單元，是又稱為算術(shù)邏輯單元，是CPUCPU中負責各中負責各種運算的重要部件。種運算的重要部件。算術(shù)運算：加，減，乘，除等算術(shù)運算：加，減，乘，除等邏輯運算：與（邏輯運算：與

27、（andand），或（），或（oror），非（），非（notnot）關(guān)系比較運算關(guān)系比較運算: ,=,=,=,!=,=運算器采用運算器采用寄存器（寄存器（RegisterRegister）來暫時存放待處理的來暫時存放待處理的數(shù)據(jù)或計算的中間結(jié)果。數(shù)據(jù)或計算的中間結(jié)果。 運算器從內(nèi)存中取得數(shù)據(jù)后，先暫存在寄存器中，運算器從內(nèi)存中取得數(shù)據(jù)后，先暫存在寄存器中，等待控制器發(fā)出控制信號后正式開始進行處理；處理等待控制器發(fā)出控制信號后正式開始進行處理；處理的結(jié)果也暫時存于寄存器中，等待控制器發(fā)出控制信的結(jié)果也暫時存于寄存器中，等待控制器發(fā)出控制信號后才將計算的結(jié)果送往內(nèi)存。號后才將計算的結(jié)果送往內(nèi)存。

28、大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學262.4 2.4 指令執(zhí)行與系統(tǒng)控制（控制器）指令執(zhí)行與系統(tǒng)控制（控制器）控制器（控制器（CUCU）又稱控制單元，是整個計算機的指揮中又稱控制單元，是整個計算機的指揮中心。主要由程序計數(shù)器（心。主要由程序計數(shù)器（PCPC）、指令寄存器（）、指令寄存器（IRIR）、）、指令譯碼器（指令譯碼器（IDID）、微操作控制電路（）、微操作控制電路（MOCCMOCC）以及時）以及時序控制電路（序控制電路（SCCSCC）等組成。）等組成。 控制器正是按照時序控制電路產(chǎn)生的工作節(jié)拍（控制器正是按照時序控制電路產(chǎn)生的工作節(jié)拍（常稱為主頻）以及程序計數(shù)器常稱為

29、主頻）以及程序計數(shù)器PCPC指示的單元地址依次指示的單元地址依次從內(nèi)存中取出指令存于指令寄存器從內(nèi)存中取出指令存于指令寄存器IRIR中，經(jīng)指令譯碼中，經(jīng)指令譯碼器器IDID分析后，由微操作控制電路產(chǎn)生各種控制信號，分析后，由微操作控制電路產(chǎn)生各種控制信號，從而控制計算機各部件協(xié)調(diào)地自動工作。從而控制計算機各部件協(xié)調(diào)地自動工作。 大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學272.4 2.4 指令執(zhí)行與系統(tǒng)控制過程指令執(zhí)行與系統(tǒng)控制過程指令執(zhí)行過程（指令執(zhí)行過程（4 4個步驟）個步驟）大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學282.4 2.4 指令執(zhí)行與系統(tǒng)控制過程指令執(zhí)行與

30、系統(tǒng)控制過程取出指令和分析指令（兩數(shù)相加）取出指令和分析指令（兩數(shù)相加）大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學292.4 2.4 指令執(zhí)行與系統(tǒng)控制過程指令執(zhí)行與系統(tǒng)控制過程執(zhí)行指令和執(zhí)行指令和PCPC更新（兩數(shù)相加）更新（兩數(shù)相加） 程序計數(shù)器PC的“自動加1”是什么意思？大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學302.4 2.4 指令執(zhí)行與系統(tǒng)控制過程指令執(zhí)行與系統(tǒng)控制過程指令的高效執(zhí)行指令的高效執(zhí)行大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學312.4.5 2.4.5 現(xiàn)代微處理器技術(shù)（性能指標）現(xiàn)代微處理器技術(shù)（性能指標）主頻：主頻：CPUCPU的內(nèi)部

31、時鐘頻率，即內(nèi)核時序控制電路的內(nèi)部時鐘頻率，即內(nèi)核時序控制電路SCCSCC的工作頻的工作頻率。僅由主頻并不能確定該率。僅由主頻并不能確定該CPUCPU運算能力的強弱。運算能力的強弱。外頻：外頻：外頻是指系統(tǒng)總線的工作頻率，即計算機主板提供的基外頻是指系統(tǒng)總線的工作頻率，即計算機主板提供的基準時鐘頻率。準時鐘頻率。 倍頻：倍頻：指主頻和外頻之間相差的倍數(shù)。指主頻和外頻之間相差的倍數(shù)。 主頻主頻= =外頻外頻倍頻倍頻 Core i3-2100Core i3-2100的外頻為的外頻為100MHz100MHz，倍頻為，倍頻為3131，則其主頻為，則其主頻為3.1GHz3.1GHz。前端總線（前端總線（

32、FSBFSB）頻率）頻率 ：指的是指的是CPUCPU和北橋芯片的數(shù)據(jù)傳輸速和北橋芯片的數(shù)據(jù)傳輸速度。度。 CPUCPU數(shù)據(jù)傳輸帶寬數(shù)據(jù)傳輸帶寬= =（FSBFSB頻率頻率FSBFSB數(shù)據(jù)位寬）數(shù)據(jù)位寬）8 8 （B/sB/s） 大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學322.4.5 2.4.5 現(xiàn)代微處理器技術(shù)（性能指標）現(xiàn)代微處理器技術(shù)（性能指標）字長：字長：指的是指的是CPUCPU在同一時間內(nèi)能處理的二進制位數(shù)。該指標在同一時間內(nèi)能處理的二進制位數(shù)。該指標描述了一次時鐘循環(huán)下描述了一次時鐘循環(huán)下CPUCPU的運算能力。一般來說，字長等于的運算能力。一般來說，字長等于寄存器的位數(shù)

33、。目前，主流寄存器的位數(shù)。目前，主流CPUCPU的字長為的字長為32bit32bit和和64bit64bit。 CacheCache容量：容量：CacheCache是是CPUCPU和內(nèi)存之間的高速存儲器，幾乎和和內(nèi)存之間的高速存儲器，幾乎和CPUCPU同頻率運行。同頻率運行。 Intel Core i3-2100 3.1GHzIntel Core i3-2100 3.1GHz的一級緩存的一級緩存L1L1為為2 264kB64kB，二級緩存，二級緩存L2L2為為2 2256KB256KB，三級緩存，三級緩存L3L3為共享為共享3MB3MB；而；而Core i5-2300 2.8GHzCore i

34、5-2300 2.8GHz的的L1L1為為4 464kB64kB，L2L2為為4 4256KB256KB，L3L3為共為共享享6MB6MB。 核心數(shù)量：核心數(shù)量：多核多核CPUCPU是將多個功能相同的處理器核心集成在同是將多個功能相同的處理器核心集成在同一塊芯片上，從而在提高性能的同時有效避免了單一提高主頻一塊芯片上，從而在提高性能的同時有效避免了單一提高主頻所帶來的所帶來的CPUCPU功耗和散熱問題。功耗和散熱問題。生產(chǎn)工藝生產(chǎn)工藝 ：CPUCPU內(nèi)部電路與電路之間的距離，一般為內(nèi)部電路與電路之間的距離，一般為45nm45nm，32nm32nm和和22nm22nm。 大學計算機基礎(chǔ)大學計算機

35、基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學332.4.5 2.4.5 現(xiàn)代微處理器技術(shù)（主流現(xiàn)代微處理器技術(shù)（主流CPUCPU產(chǎn)品產(chǎn)品）19711971年年IntelIntel公司推出世界上第一個微處理器公司推出世界上第一個微處理器Intel Intel 40044004（集成（集成23002300個晶體管，主頻個晶體管，主頻108kHz108kHz，字長，字長4 4位）。位）。摩爾定律摩爾定律：CPUCPU的集成度每隔的集成度每隔1818個月翻一番，計算速度個月翻一番，計算速度提高一倍。提高一倍。 IntelIntel：主要有奔騰（主要有奔騰（PentiumPentium）、酷睿（）、酷睿（CoreCor

36、e）、酷）、酷睿睿i i、至強（、至強（XeonXeon）和安騰（）和安騰（ItaniumItanium）。）。 AMDAMD：主要有速龍（主要有速龍（AthlonAthlon）、羿龍（）、羿龍（PhenomPhenom）、推土）、推土機（機（FXFX） 大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學342.4.5 2.4.5 現(xiàn)代微處理器技術(shù)（主流現(xiàn)代微處理器技術(shù)（主流CPUCPU產(chǎn)品產(chǎn)品）閱讀教材閱讀教材P43-46P43-46頁，對現(xiàn)頁，對現(xiàn)代代CPUCPU序列有一個基本的認序列有一個基本的認識和了解。識和了解。縱觀近年來的縱觀近年來的CPUCPU發(fā)展情況發(fā)展情況，就如一部沒有硝煙

37、的電，就如一部沒有硝煙的電子集成制造技術(shù)的競賽史子集成制造技術(shù)的競賽史，從中你得到什么體會？，從中你得到什么體會？你能指出目前市場上的主你能指出目前市場上的主流流CPUCPU型號及其基本性能嗎型號及其基本性能嗎？ 大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學352.4.5 2.4.5 現(xiàn)代微處理器技術(shù)（主流現(xiàn)代微處理器技術(shù)（主流CPUCPU產(chǎn)品產(chǎn)品）CPU性性能能天天梯梯圖圖大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學362.5 2.5 信息的永久存儲（硬盤技術(shù)）信息的永久存儲（硬盤技術(shù)）機械硬盤的工作原理機械硬盤的工作原理 通常所說的硬盤（通常所說的硬盤（Hard DiskH

38、ard Disk）即指機械硬盤。和早）即指機械硬盤。和早期使用的軟盤、磁帶一樣，機械硬盤屬于磁介質(zhì)存儲期使用的軟盤、磁帶一樣，機械硬盤屬于磁介質(zhì)存儲器，它是通過盤面上粒子的磁化現(xiàn)象來存儲數(shù)據(jù)的器，它是通過盤面上粒子的磁化現(xiàn)象來存儲數(shù)據(jù)的 。 機械硬盤由機械硬盤由存儲盤片存儲盤片和和訪問伺服機構(gòu)訪問伺服機構(gòu)兩部分組成兩部分組成 大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學372.5 2.5 信息的永久存儲（硬盤技術(shù)）信息的永久存儲（硬盤技術(shù)）機械硬盤的信息組織與容量機械硬盤的信息組織與容量硬盤容量硬盤容量= =磁頭數(shù)磁頭數(shù)柱面數(shù)柱面數(shù)每道扇區(qū)數(shù)每道扇區(qū)數(shù)512512（B B） 一塊一塊H

39、itachiHitachi硬盤的磁頭數(shù)為硬盤的磁頭數(shù)為240240，柱面數(shù)為，柱面數(shù)為4134541345，扇區(qū)，扇區(qū)數(shù)為數(shù)為6363，則該硬盤的存儲容量約為，則該硬盤的存儲容量約為298.08GB298.08GB，廠商標記該硬，廠商標記該硬盤為盤為320GB320GB硬盤。硬盤。 低級格式化低級格式化（劃分磁道和扇區(qū)）（劃分磁道和扇區(qū)）分區(qū)分區(qū)（建立邏輯盤）（建立邏輯盤）高級格式化高級格式化（寫入（寫入OS信息）信息）大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學38機械硬盤的性能指標機械硬盤的性能指標 轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速：通常以每分鐘轉(zhuǎn)動次數(shù)（通常以每分鐘轉(zhuǎn)動次數(shù)（RPMRPM）來計算，即指

40、）來計算，即指主軸馬達帶動磁盤轉(zhuǎn)動的速度。常見的機械硬盤轉(zhuǎn)速主軸馬達帶動磁盤轉(zhuǎn)動的速度。常見的機械硬盤轉(zhuǎn)速為為5400RPM5400RPM和和7200RPM7200RPM，高端硬盤的轉(zhuǎn)速甚至達到，高端硬盤的轉(zhuǎn)速甚至達到10000RPM10000RPM以上。以上。 單碟容量：單碟容量：指一個存儲碟片所能存儲的最大數(shù)據(jù)量。指一個存儲碟片所能存儲的最大數(shù)據(jù)量。多數(shù)磁盤均采用垂直記錄技術(shù)，單碟容量可達多數(shù)磁盤均采用垂直記錄技術(shù)，單碟容量可達80GB80GB甚甚至至500GB500GB以上。單碟容量越高，則硬盤的總?cè)萘吭酱笠陨稀蔚萘吭礁?，則硬盤的總?cè)萘吭酱?，?nèi)部數(shù)據(jù)傳輸速率越也快，但硬盤磁頭讀寫靈敏

41、度，內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸速率越也快，但硬盤磁頭讀寫靈敏度要求就越高。要求就越高。 平均尋道時間：平均尋道時間：該指標是指磁頭移動到數(shù)據(jù)所在磁道該指標是指磁頭移動到數(shù)據(jù)所在磁道所需要的時間，一般為所需要的時間，一般為3-13ms3-13ms。 2.5 2.5 信息的永久存儲（硬盤技術(shù)）信息的永久存儲（硬盤技術(shù)）大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學39機械硬盤的性能指標機械硬盤的性能指標 內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率：內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率：內(nèi)部傳輸率是指硬盤磁頭與緩存之內(nèi)部傳輸率是指硬盤磁頭與緩存之間的數(shù)據(jù)傳輸率。它是評價硬盤整體性能的決定性因間的數(shù)據(jù)傳輸率。它是評價硬盤整體性能的決定性因素。目前大多數(shù)機械硬

42、盤的內(nèi)部傳輸率一般在素。目前大多數(shù)機械硬盤的內(nèi)部傳輸率一般在70-70-90MB/s90MB/s之間，筆記本硬盤則在之間，筆記本硬盤則在55MB/s55MB/s左右。左右。 緩存容量：緩存容量：由于硬盤的內(nèi)外傳輸率不一致，因此緩存由于硬盤的內(nèi)外傳輸率不一致，因此緩存是提高硬盤性能的途徑。硬盤緩存是硬盤與外部交換是提高硬盤性能的途徑。硬盤緩存是硬盤與外部交換數(shù)據(jù)的臨時場所。目前，大多數(shù)硬盤緩存已經(jīng)達到數(shù)據(jù)的臨時場所。目前，大多數(shù)硬盤緩存已經(jīng)達到16MB16MB或或32MB32MB，而對于大容量硬盤則達到，而對于大容量硬盤則達到64MB64MB。 2.5 2.5 信息的永久存儲（硬盤技術(shù)）信息的永

43、久存儲（硬盤技術(shù)）大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學40固態(tài)硬盤固態(tài)硬盤 固態(tài)硬盤（固態(tài)硬盤（Solid State DiskSolid State Disk，SSDSSD）是一種由）是一種由“閃存閃存”技技術(shù)衍生而來的新型硬盤，其采用固態(tài)電子存儲芯片陣列術(shù)衍生而來的新型硬盤，其采用固態(tài)電子存儲芯片陣列NAND NAND FLASHFLASH制成。固態(tài)硬盤外形上類似機械硬盤，但其結(jié)構(gòu)更加制成。固態(tài)硬盤外形上類似機械硬盤，但其結(jié)構(gòu)更加簡單，主要由簡單，主要由PCBPCB基板、基板、FLASHFLASH芯片陣列和主控芯片構(gòu)成。芯片陣列和主控芯片構(gòu)成。 2.5 2.5 信息的永久存

44、儲（硬盤技術(shù)）信息的永久存儲（硬盤技術(shù)） 傳統(tǒng)機械硬盤仍是傳統(tǒng)機械硬盤仍是目前存儲市場的主流目前存儲市場的主流，固態(tài)硬盤則代表了，固態(tài)硬盤則代表了一種很有潛力的發(fā)展一種很有潛力的發(fā)展方向。你認為在未來方向。你認為在未來的五年內(nèi)，傳統(tǒng)機械的五年內(nèi)，傳統(tǒng)機械硬盤會消失讓位給固硬盤會消失讓位給固態(tài)硬盤嗎？態(tài)硬盤嗎？ 大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學41光介質(zhì)存儲器光介質(zhì)存儲器主要利用激光束在被記錄的圓盤上存儲主要利用激光束在被記錄的圓盤上存儲信息，并根據(jù)激光束的反射讀取信息。信息，并根據(jù)激光束的反射讀取信息。CDCD（Compact DiscCompact Disc，激光光盤），

45、激光光盤） 最早由最早由SonySony和和PhilipPhilip于于19801980年引入（年引入（CD-DACD-DA數(shù)字數(shù)字音頻標準），后逐漸擴展到數(shù)據(jù)存儲光盤（音頻標準），后逐漸擴展到數(shù)據(jù)存儲光盤（CD-ROMCD-ROM標標準）、互動光盤（準）、互動光盤（CD-ICD-I）、視頻光盤（）、視頻光盤（Video CDVideo CD，VCDVCD）、可刻錄光盤（）、可刻錄光盤（CD-RCD-R）、可重復刻錄光盤（）、可重復刻錄光盤（CD-CD-RewritableRewritable，CD-RW)CD-RW)等。等。 一般一般CDCD的存儲容量為的存儲容量為650MB650MB或或7

46、00MB700MB。 衡量一個光驅(qū)性能的主要指標是數(shù)據(jù)讀取速度，衡量一個光驅(qū)性能的主要指標是數(shù)據(jù)讀取速度，常用常用“倍速倍速”來表示。來表示。CD-ROMCD-ROM的的1 1倍速是倍速是150KB/s150KB/s。常。常見的見的CD-ROMCD-ROM為為2424，3232，4848，5656等。等。 2.5 2.5 信息的永久存儲（光存儲技術(shù)）信息的永久存儲（光存儲技術(shù)）大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學42DVDDVD（Digital Versatile DiskDigital Versatile Disk，數(shù)字通用光盤），數(shù)字通用光盤） 1 1996996年推出的新

47、型光盤標準。和年推出的新型光盤標準。和CDCD光盤一樣，光盤一樣，DVDDVD盤片的直徑也約為盤片的直徑也約為120120毫米左右，但記錄數(shù)據(jù)的光毫米左右，但記錄數(shù)據(jù)的光點大小從點大小從0.85m0.85m減小到減小到0.55m0.55m，因此存儲密度更高，因此存儲密度更高。DVDDVD光盤包括光盤包括DVDDVD、DVD+R/DVD+RWDVD+R/DVD+RW以及以及DVD-R/DVD-RWDVD-R/DVD-RW幾種。幾種。 一般一般DVDDVD的存儲容量為的存儲容量為4.7GB4.7GB。 DVDDVD光驅(qū)的光驅(qū)的1 1的數(shù)據(jù)傳輸速率定義為的數(shù)據(jù)傳輸速率定義為1350KB/s1350K

48、B/s。常見的常見的DVD-ROMDVD-ROM的讀寫速度為的讀寫速度為8 8，1616，2020等。如等。如2020倍速的倍速的DVDDVD光驅(qū)的數(shù)據(jù)傳輸率為光驅(qū)的數(shù)據(jù)傳輸率為27MB/s27MB/s。2.5 2.5 信息的永久存儲（光存儲技術(shù)）信息的永久存儲（光存儲技術(shù)）大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學43藍光光盤（藍光光盤（Blu-ray DiscBlu-ray Disc，BDBD） 20062006年推出的繼年推出的繼DVDDVD之后的新一代光盤格式，用之后的新一代光盤格式，用于存儲高品質(zhì)的影音以及高容量的數(shù)據(jù)存儲。于存儲高品質(zhì)的影音以及高容量的數(shù)據(jù)存儲。 一個單層

49、的藍光光盤的容量為一個單層的藍光光盤的容量為2525或或27GB27GB，雙層可，雙層可達到達到4646或或54GB54GB。 藍光光驅(qū)的藍光光驅(qū)的1 1的數(shù)據(jù)傳輸率定義為的數(shù)據(jù)傳輸率定義為4.5MB/s4.5MB/s，則，則1212的數(shù)據(jù)傳輸率約為的數(shù)據(jù)傳輸率約為54MB/s54MB/s。 你能準確區(qū)分市場上主流的光盤類型（如你能準確區(qū)分市場上主流的光盤類型（如CD-DA, CD-DA, DVD-Video, CD-ROM, DVD-ROM, CD-R, DVDDVD-Video, CD-ROM, DVD-ROM, CD-R, DVDR, DVD-R, DVD-R, CD-RW, DVDR,

50、 CD-RW, DVDRW, BD-ROM, BD-RERW, BD-ROM, BD-RE）嗎？既然有的）嗎？既然有的光盤類型可多次擦寫，可用它們來取代硬盤嗎？光盤類型可多次擦寫，可用它們來取代硬盤嗎？ 2.5 2.5 信息的永久存儲（光存儲技術(shù)）信息的永久存儲（光存儲技術(shù)）大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學44 可擦寫可擦寫100100萬次以上，數(shù)據(jù)可保持萬次以上，數(shù)據(jù)可保持100100年左右年左右 U U盤一般采用盤一般采用USBUSB（Universal Serial BusUniversal Serial Bus，通用，通用串行總線）接口，支持設(shè)備的即插即用和熱插拔功

51、能串行總線）接口，支持設(shè)備的即插即用和熱插拔功能，并可方便地進行連接和擴展。，并可方便地進行連接和擴展。 廣泛使用在數(shù)碼相機和手機上的各種存儲卡大多廣泛使用在數(shù)碼相機和手機上的各種存儲卡大多也采用閃存技術(shù)。也采用閃存技術(shù)。 2.5 2.5 信息的永久存儲（閃存技術(shù)）信息的永久存儲（閃存技術(shù)）大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學45信息的顯示輸出信息的顯示輸出 信息的顯示輸出主要通過信息的顯示輸出主要通過顯示卡顯示卡和和顯示器顯示器共同組共同組成的顯示輸出系統(tǒng)來完成。成的顯示輸出系統(tǒng)來完成。 1. 1. 顯示卡顯示卡 顯示卡常又稱作圖形卡，簡稱顯卡，其用途是將顯示卡常又稱作圖形卡

52、，簡稱顯卡，其用途是將計算機系統(tǒng)所需要顯示的信息轉(zhuǎn)換為顯示器能接收的計算機系統(tǒng)所需要顯示的信息轉(zhuǎn)換為顯示器能接收的信號，控制顯示器正確進行顯示。信號，控制顯示器正確進行顯示。 2.6 2.6 信息的輸出信息的輸出大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學46信息的顯示輸出信息的顯示輸出 2. 2. 顯示器顯示器 顯示器又稱作監(jiān)視器，是顯示信息處理結(jié)果的最顯示器又稱作監(jiān)視器，是顯示信息處理結(jié)果的最終設(shè)備。常見的顯示器有終設(shè)備。常見的顯示器有CRTCRT、LCDLCD和和LEDLED三種類型。三種類型。 2.6 2.6 信息的輸出信息的輸出大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工

53、大學47信息的顯示輸出信息的顯示輸出 CRTCRT 稱為陰極射線管顯示器，具有色彩還原度高、色度均勻、反應稱為陰極射線管顯示器，具有色彩還原度高、色度均勻、反應速度快、亮度高和價格便宜等優(yōu)點，曾是幾年前使用最多的顯速度快、亮度高和價格便宜等優(yōu)點，曾是幾年前使用最多的顯示器類型。示器類型。 LCDLCD 具有全平面、體積小、重量輕、輻射小、無閃爍、省電等優(yōu)點具有全平面、體積小、重量輕、輻射小、無閃爍、省電等優(yōu)點。傳統(tǒng)的。傳統(tǒng)的LCDLCD一般采用冷陰極熒光燈（一般采用冷陰極熒光燈（CCFLCCFL）作為背光光源。）作為背光光源。 LEDLED 發(fā)光二極管顯示器，是一種通過控制半導體發(fā)光二極管的顯

54、示發(fā)光二極管顯示器，是一種通過控制半導體發(fā)光二極管的顯示方式，來顯示各種信息的新技術(shù)。實際上，方式，來顯示各種信息的新技術(shù)。實際上，LEDLED顯示器只是采顯示器只是采用用LEDLED作為背光光源的作為背光光源的LCDLCD顯示器。顯示器。 2.6 2.6 信息的輸出信息的輸出大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學48顯示器的性能指標顯示器的性能指標 屏幕尺寸：屏幕尺寸：顯示器屏幕的對角線長度，以英寸為單位。顯示器屏幕的對角線長度，以英寸為單位。 點距：點距：指屏幕上兩個發(fā)光點（每個點稱為一個像素）之間的距指屏幕上兩個發(fā)光點（每個點稱為一個像素）之間的距離，直接與圖像的清晰度有關(guān)

55、。目前顯示器的點距一般在離，直接與圖像的清晰度有關(guān)。目前顯示器的點距一般在0.23-0.26mm0.23-0.26mm。 可視角度：可視角度：能清晰看到屏幕圖像的角度范圍。對于能清晰看到屏幕圖像的角度范圍。對于CRTCRT而言，而言，可視角度幾乎達到可視角度幾乎達到180180度，而度，而LCDLCD和和LEDLED一般為一般為150-170150-170度之間。度之間。 響應時間：響應時間：指一個像素點從暗變亮再變暗所用的時間。指一個像素點從暗變亮再變暗所用的時間。 分辨率：分辨率：指屏幕上水平和垂直方向上的像素點數(shù)。如主流指屏幕上水平和垂直方向上的像素點數(shù)。如主流CRTCRT最常使用的最常

56、使用的10241024768,1600768,160012001200等。等。 顏色深度：顏色深度：指顯示一個像素顏色所需要的位數(shù)。指顯示一個像素顏色所需要的位數(shù)。 2.6 2.6 信息的輸出信息的輸出大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學49信息的打印輸出信息的打印輸出 針式打印機、噴墨打印機、激光打印機針式打印機、噴墨打印機、激光打印機2.6 2.6 信息的輸出信息的輸出大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學50 信息經(jīng)輸入設(shè)備輸入內(nèi)存、信息經(jīng)輸入設(shè)備輸入內(nèi)存、CPUCPU和內(nèi)存之間的數(shù)和內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)交換、內(nèi)存和外存據(jù)交換、內(nèi)存和外存/ /輸出設(shè)備之間的信息流

57、轉(zhuǎn)、以輸出設(shè)備之間的信息流轉(zhuǎn)、以及及CPUCPU向各計算機組成部件發(fā)送控制信號等計算機的向各計算機組成部件發(fā)送控制信號等計算機的主要工作環(huán)節(jié)，都離不開各種傳輸線路。而且信息在主要工作環(huán)節(jié)，都離不開各種傳輸線路。而且信息在各個部件間進行傳輸時，需要經(jīng)常被轉(zhuǎn)換。各個部件間進行傳輸時，需要經(jīng)常被轉(zhuǎn)換。 為了計算機連接和組裝的方便，現(xiàn)代計算機采用為了計算機連接和組裝的方便，現(xiàn)代計算機采用主板來統(tǒng)一規(guī)劃各種傳輸線路，并將主要信息轉(zhuǎn)換電主板來統(tǒng)一規(guī)劃各種傳輸線路，并將主要信息轉(zhuǎn)換電路做成各種插槽或接口的形式，以方便計算機各部件路做成各種插槽或接口的形式，以方便計算機各部件和外部設(shè)備的安裝。和外部設(shè)備的安裝

58、。2.7 2.7 信息傳輸與轉(zhuǎn)換信息傳輸與轉(zhuǎn)換大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學51主板（主板（Main BoardMain Board）又稱為母版（又稱為母版（Mother BoardMother Board），），是計算機系統(tǒng)中最大的一塊電路板，幾乎所有的計算是計算機系統(tǒng)中最大的一塊電路板，幾乎所有的計算機部件和各種外部設(shè)備都要通過它連接起來。機部件和各種外部設(shè)備都要通過它連接起來。 2.7 2.7 信息傳輸與轉(zhuǎn)換（主板）信息傳輸與轉(zhuǎn)換（主板）大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)昆明理工大學昆明理工大學52主板的性能對整個計算機系統(tǒng)的性能有明顯影響。主板的性能對整個計算機系統(tǒng)的性

59、能有明顯影響。主板上最重主板上最重要的是芯片組，由北橋芯片和南橋芯片組成。要的是芯片組，由北橋芯片和南橋芯片組成。其中，北橋芯片其中，北橋芯片主要負責主要負責CPUCPU與內(nèi)存、顯卡之間的聯(lián)系，并負責與內(nèi)存、顯卡之間的聯(lián)系，并負責PCIPCI設(shè)備傳遞來設(shè)備傳遞來的數(shù)據(jù)在北橋內(nèi)部的傳輸；南橋芯片主要負責和硬盤、光盤以的數(shù)據(jù)在北橋內(nèi)部的傳輸；南橋芯片主要負責和硬盤、光盤以及其它外部設(shè)備交換數(shù)據(jù)，并進行電源管理。及其它外部設(shè)備交換數(shù)據(jù)，并進行電源管理。主板上還有一塊重要的芯片是主板上還有一塊重要的芯片是BIOSBIOS芯片芯片，它是記錄硬件信息的，它是記錄硬件信息的一個只讀存儲器。一個只讀存儲器。

60、主板上還有較多的插槽和接口，如主板上還有較多的插槽和接口，如CPUCPU插座，內(nèi)存條插槽等。插座，內(nèi)存條插槽等。 主板的性能很大程度上取決于主板上的芯片組。傳統(tǒng)的主板的性能很大程度上取決于主板上的芯片組。傳統(tǒng)的主板一般采用南北橋雙芯片設(shè)計模式。但隨著計算機技術(shù)的發(fā)主板一般采用南北橋雙芯片設(shè)計模式。但隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，也有很多主板采用單芯片設(shè)計，即用一顆芯片完成南北橋展，也有很多主板采用單芯片設(shè)計，即用一顆芯片完成南北橋芯片的功能。試說明單、雙芯片設(shè)計的優(yōu)缺點。芯片的功能。試說明單、雙芯片設(shè)計的優(yōu)缺點。 2.7 2.7 信息傳輸與轉(zhuǎn)換（主板）信息傳輸與轉(zhuǎn)換（主板）大學計算機基礎(chǔ)大學計算機基礎(chǔ)