第二章微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)

第二章

微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)1引言微電子技術(shù)曾經(jīng)浸透到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，影響面極廣，開(kāi)展微電子技術(shù)是當(dāng)今高科技開(kāi)展的關(guān)鍵問(wèn)題。計(jì)算機(jī)的容顏也日新月異，它的用途越來(lái)越廣，功能越來(lái)越全，效率也越來(lái)越高。計(jì)算機(jī)已廣泛運(yùn)用于人類(lèi)社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域。大規(guī)模運(yùn)用計(jì)算機(jī)的浪潮，席卷了工業(yè)、科技、經(jīng)濟(jì)、軍事、金融、文教乃至家庭生活。為此應(yīng)該了解、學(xué)習(xí)這兩個(gè)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的一些根本概念和根本知識(shí)。2本章概要電子管、晶體管及集成電路的最根本的原理、變化和開(kāi)展計(jì)算機(jī)任務(wù)根本原理、電子計(jì)算機(jī)的組成流水線(xiàn)和平行處置的根本概念，存儲(chǔ)管理，以及總線(xiàn)、外設(shè)和接口等計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)的有關(guān)概念論述計(jì)算機(jī)的分類(lèi)及開(kāi)展趨勢(shì)32.1微電子技術(shù)微電子技術(shù)的開(kāi)場(chǎng)從電子管到晶體管到集成電路集成電路的設(shè)計(jì)和制造集成電路用于電路設(shè)計(jì)運(yùn)用和展望42.1.1從電子管到晶體管到集成電路電子管晶體管厚膜電路集成電路52.1.1從電子管到晶體管到集成電路1．電子管電子管又稱(chēng)“真空管〞〔VacuumTube〕電子管擁有三個(gè)最根本的極陰極(Cathode,K)：釋放出電子流屏極(Plate，P)：吸引和搜集陰極發(fā)射的電子?xùn)艠O(Gird,G)：控制電子流的流量電子管的放大作用直熱式三極管燈絲〔Filament〕的制造資料鎢絲釷鎢合金氧化鹼土672.1.1從電子管到晶體管到集成電路2．晶體管半導(dǎo)體是制造晶體管的根本資料本征半導(dǎo)體、自在電子和空穴共價(jià)電子與N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體p-n結(jié)二極管和三極管極其任務(wù)原理82.1.1從電子管到晶體管到集成電路3．集成電路“集成電路〞(IntegratedCircuit，IC)

把由假設(shè)干個(gè)晶體管、電阻、電容等器件組成的、實(shí)現(xiàn)某種特定功能的電子線(xiàn)路，集中制造在一塊小小的半導(dǎo)體芯片上集成度開(kāi)展神速

1962：幾個(gè)、1965：近100個(gè)〔IC〕

1967：100~1000個(gè)〔中規(guī)模IC〕

1967-1973：1000—10000個(gè)〔LSIC〕

1978：達(dá)10萬(wàn)~100萬(wàn)個(gè)單元〔VLSIC〕

目前集成度已突破千萬(wàn)單元910微電子工業(yè)的幾個(gè)熱點(diǎn)半導(dǎo)體工藝曾經(jīng)到達(dá)0.18微米及更小HardwareDescriptionLanguage(HDL)硬件描畫(huà)言語(yǔ)HDL有兩種用途：系統(tǒng)仿真和硬件實(shí)現(xiàn)留意：一切的HDL描畫(huà)都可以用于仿真，但不是一切的HDL描畫(huà)都能用硬件實(shí)現(xiàn)HDL和傳統(tǒng)的原理圖輸入方法的關(guān)系就好比是高級(jí)言語(yǔ)和匯編言語(yǔ)的關(guān)系VeryHighspeedintegratedcircuitDescriptionLanguage(VHDL)是一種用于電路設(shè)計(jì)的高級(jí)言語(yǔ)。超高速集成電路硬件描畫(huà)言語(yǔ)，主要是運(yùn)用在數(shù)字電路的設(shè)計(jì)11微電子工業(yè)的幾個(gè)熱點(diǎn)印刷電路板的自動(dòng)設(shè)計(jì)——ORCADOrcad是個(gè)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件,可以對(duì)他設(shè)計(jì)的電路進(jìn)展直流掃描分析、交流掃描分析、溫度分析等等，它是世界上運(yùn)用廣泛的EDA軟件,在歐美地域有相當(dāng)數(shù)量的電路工程師在運(yùn)用它數(shù)字信號(hào)處置機(jī)——DSP數(shù)字信號(hào)處置〔DSP〕是指利用公用或通用的數(shù)字信號(hào)處置芯片，以數(shù)字計(jì)算的方法對(duì)信號(hào)進(jìn)展處置。

它具有處置速度快，靈敏，準(zhǔn)確，抗干擾才干強(qiáng)，體積小等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)數(shù)字信號(hào)處置的要求，DSP芯片普通具有如下主要特點(diǎn)：〔1〕在一個(gè)指令周期內(nèi)可完成一次乘法和一次加法；〔2〕程序和數(shù)據(jù)空間分開(kāi)，可以同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)指令和數(shù)據(jù)；〔3〕片內(nèi)具有快速RAM，通?？山?jīng)過(guò)獨(dú)立的數(shù)據(jù)總線(xiàn)在兩塊中同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)；〔4〕具有低開(kāi)銷(xiāo)或無(wú)開(kāi)銷(xiāo)循環(huán)及跳轉(zhuǎn)的硬件支持；〔5〕快速的中斷處置和硬件I/O支持；〔6〕具有在單周期內(nèi)操作的多個(gè)硬件地址產(chǎn)生器；〔7〕可以并行執(zhí)行多個(gè)操作；〔8〕支持流水線(xiàn)操作，使取指、譯碼和執(zhí)行等操作可以重疊執(zhí)行。122.1.2集成電路的設(shè)計(jì)和制造1．傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制造方法設(shè)計(jì)和繪制電子線(xiàn)路圖集成電路的線(xiàn)路圖轉(zhuǎn)繪成芯片規(guī)劃圖分解成與制造工藝對(duì)應(yīng)的各個(gè)層次的規(guī)劃圖數(shù)字化成“掩膜〔Mask〕〞圖紙?jiān)诎雽?dǎo)體資料〔例如硅晶片〕上進(jìn)展鍍膜、光刻、酸洗、燒結(jié)芯片測(cè)試、切割、分檔、引腳焊接、封裝132.1.2集成電路的設(shè)計(jì)和制造2．運(yùn)用硬件設(shè)計(jì)言語(yǔ)硬件描畫(huà)言語(yǔ)HardwareDiscriptionLanguage，HDL可以描畫(huà)硬件電路的功能，信號(hào)銜接關(guān)系及定時(shí)關(guān)系，更有效的表示電路的特性源程序便于保管、便于修正和閱讀方便能全自動(dòng)消費(fèi)、防止大量的過(guò)失代表：美國(guó)國(guó)防部的VHDL〔VHSICHDL〕VerilogHDL日本電子工業(yè)振興協(xié)會(huì)的UDL/I142.1.2集成電路的設(shè)計(jì)和制造2．運(yùn)用硬件設(shè)計(jì)言語(yǔ)TOPDOWN設(shè)計(jì)方法(三層描畫(huà))：行為描畫(huà)存放器傳輸方式描畫(huà)邏輯綜合描畫(huà)HDL言語(yǔ)設(shè)計(jì)硬件的主要優(yōu)點(diǎn)系統(tǒng)硬件描畫(huà)才干強(qiáng)設(shè)計(jì)技術(shù)齊全、方法靈敏、支持廣泛HDL言語(yǔ)可以與工藝無(wú)關(guān)編程HDL言語(yǔ)規(guī)范、規(guī)范、易于共享和復(fù)用15vhdl網(wǎng)站16vhdl網(wǎng)站17向微米工藝的極限挑戰(zhàn)目前，由Intel為代表的多家公司正在開(kāi)發(fā)“極端紫外〞光刻技術(shù)，用氙燈將波長(zhǎng)降至0.01微米；IBM那么努力于0.005微米波長(zhǎng)的X射線(xiàn)光刻技術(shù)研討任務(wù)。182.1.3集成電路用于電路設(shè)計(jì)為了加快電路設(shè)計(jì)的速度，除直接用HDL等言語(yǔ)協(xié)助制造公用的集成電路外，普通還可以利用集成電路作為模塊和分立元件進(jìn)展組合以完成電路設(shè)計(jì)。主要有：可編程邏輯控制器或可編程邏輯部件ProgrammableLogicController，PLC或

ProgrammableLogicDevice，PLD用于設(shè)計(jì)用戶(hù)公用集成電路芯片數(shù)字信號(hào)處置器DigitalSignalProcessor,DSP用于多種信號(hào)處置192.1.3集成電路用于電路設(shè)計(jì)1．可編程邏輯控制器功能：利用器件消費(fèi)商所提供的編程言語(yǔ)，按需求寫(xiě)出相應(yīng)的程序，經(jīng)調(diào)試和修正、輸入并固定到PLC/PLD芯片中(燒結(jié)芯片)，成為用戶(hù)公用芯片。分類(lèi)復(fù)雜可編程邏輯器件

CPLD〔ComplexProgrammableLogicDevice〕場(chǎng)可編程門(mén)陣列〔含有RAM〕

FPGA〔FieldProgrammableGateArray〕與規(guī)范的邏輯器件相比其主要優(yōu)點(diǎn):規(guī)模大、體積小–加密性能好可實(shí)如今線(xiàn)編程–有利于電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)20AROMasAND/ORLogicDevice21PLDSummary22PLAExample23PALExample242.1.3集成電路用于電路設(shè)計(jì)2．?dāng)?shù)字信號(hào)處置器功能：DSP是一種具有特殊構(gòu)造的微處置器，B不同的型號(hào)被設(shè)計(jì)成專(zhuān)門(mén)用來(lái)處置復(fù)雜的圖形、圖像、視頻和音頻數(shù)字化信息。DSP的開(kāi)展過(guò)程DSP開(kāi)展歷程大致分為三個(gè)階段:70年代實(shí)際先行,80年代產(chǎn)品普及,90年代突飛猛進(jìn)。90年代DSP開(kāi)展最快，相繼出現(xiàn)了第四代和第五代DSP器件。如今的DSP屬于第五代產(chǎn)品，它與第四代相比，系統(tǒng)集成度更高，將DSP芯核及外圍元件綜合集成在單一芯片上。這種集成度極高的DSP芯片不僅在通訊、計(jì)算機(jī)領(lǐng)域大顯身手，而且逐漸浸透到人們?nèi)粘ＯM(fèi)領(lǐng)域運(yùn)用領(lǐng)域：通訊、語(yǔ)音、圖像/圖形、軍事、儀器儀表、自動(dòng)控制、醫(yī)療、家用電器等與規(guī)范的邏輯器件相比其主要優(yōu)點(diǎn):接口方便、編程方便、穩(wěn)定性好、精度高、反復(fù)性好、集成方便25262.1.4運(yùn)用和展望1．微電子技術(shù)的運(yùn)用微電子技術(shù)被廣泛運(yùn)用于社會(huì)的各個(gè)行業(yè)微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)相輔相成，推進(jìn)了信息技術(shù)的高速度開(kāi)展傳統(tǒng)工業(yè)的行業(yè)改造和技術(shù)更新使商業(yè)領(lǐng)域的傳統(tǒng)賬冊(cè)產(chǎn)生了根本的變化與其他技術(shù)的結(jié)合和浸透開(kāi)展成新的技術(shù)現(xiàn)代化的軍事與國(guó)防也離不開(kāi)微電子技術(shù)深化地、廣泛地影響著人們的生活272.1.4運(yùn)用和展望2．微電子技術(shù)展望電子元器件和線(xiàn)路越來(lái)越小、細(xì)，集成度越來(lái)越高，芯片運(yùn)轉(zhuǎn)的速度越來(lái)越高快摩爾定律：集成度每18個(gè)月翻一番，而價(jià)錢(qián)堅(jiān)持不變甚至下降人的頭發(fā)100微米

Intel803861.20微米工藝33MHzIntel804860.80微米工藝100MHzIntelPentium0.60微米工藝200MHzIntelPII0.35微米工藝500MHzIntelPIII0.25微米工藝800MHz最近曾經(jīng)到達(dá)0.13微米2GMHz目前集成電路制造商進(jìn)軍≤0.1微米工藝

282.2計(jì)算機(jī)根本構(gòu)造和原理了解計(jì)算機(jī)根本任務(wù)原理、根本構(gòu)造及其開(kāi)展的趨勢(shì)，將有利于在計(jì)算機(jī)技術(shù)高速開(kāi)展的情勢(shì)下，跟上它前進(jìn)的步伐。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的根本組成：硬件和軟件硬件構(gòu)成：中央處置單元、輸入接口和設(shè)備、輸出接口和設(shè)備、以及存儲(chǔ)器等軟件組成：程序、文件以及有關(guān)的文檔資料29從外觀角度，計(jì)算機(jī)硬件又由以下部分組成：至主機(jī)音箱鼠標(biāo)鍵盤(pán)顯示器2.2.1計(jì)算機(jī)根本任務(wù)原理302.2.1計(jì)算機(jī)根本任務(wù)原理1．根本組成組成：存儲(chǔ)器、運(yùn)算器、控制器、輸入設(shè)備與輸出設(shè)備等五大部分運(yùn)算器、控制器制造在同一芯片內(nèi)合稱(chēng)“中央處置器〔CPU〕早期的以控制器、運(yùn)算器為機(jī)器的中心快速中央處置在等待慢速的外圍設(shè)備控制器的負(fù)擔(dān)過(guò)重現(xiàn)計(jì)算機(jī)改成以主存儲(chǔ)器為中心系統(tǒng)的輸入／輸出與CPU的運(yùn)算并行多種輸入和輸出并行31322.2.1計(jì)算機(jī)根本任務(wù)原理2．二進(jìn)制編碼計(jì)算機(jī)內(nèi)部是一個(gè)二進(jìn)制數(shù)字世界機(jī)器數(shù)用二進(jìn)制數(shù)碼表示。為什么？有如下特點(diǎn)：二進(jìn)制只需二個(gè)數(shù)，即0，1，易物理實(shí)現(xiàn)。它可用任何具有兩個(gè)不同穩(wěn)定形狀的元件來(lái)表示，可靠性高。如：開(kāi)關(guān)的通——1，斷——0四那么運(yùn)算簡(jiǎn)單33節(jié)省存儲(chǔ)設(shè)備：十進(jìn)制表示0~9需求10個(gè)設(shè)備，而用二進(jìn)制只需4個(gè)設(shè)備就可表示0~15便于邏輯代數(shù)運(yùn)用由于邏輯代數(shù)的結(jié)果只需兩種形狀：真、假，完全可用二進(jìn)制的0和1替代。使邏輯表達(dá)式的分析和設(shè)計(jì)更為簡(jiǎn)單34計(jì)算機(jī)的數(shù)字系統(tǒng)數(shù)制：指按進(jìn)位的原那么進(jìn)展計(jì)數(shù)，稱(chēng)進(jìn)位計(jì)數(shù)制進(jìn)位計(jì)數(shù)制有三個(gè)要素:

數(shù)位——數(shù)碼在一個(gè)數(shù)的位置

基數(shù)——某計(jì)數(shù)制中,數(shù)碼的個(gè)數(shù)

位權(quán)——某計(jì)數(shù)制中,數(shù)位中數(shù)碼所代表數(shù)值的大小等于這數(shù)碼乘上一個(gè)固定的值,該值稱(chēng)為位權(quán).位權(quán)表示法數(shù)制的特點(diǎn)：數(shù)字的總個(gè)數(shù)等于基數(shù)，R進(jìn)制所需求的數(shù)碼有R個(gè)。如十進(jìn)制運(yùn)用10個(gè)數(shù)字〔0~9〕；最大的數(shù)字比基數(shù)小1，如十進(jìn)制中最大的數(shù)字為9；每個(gè)數(shù)字都要乘以基數(shù)的冪次，該冪次由每個(gè)數(shù)字所在的位置決議計(jì)算機(jī)內(nèi)部運(yùn)用二進(jìn)制數(shù)一個(gè)二進(jìn)制數(shù)可按位權(quán)展開(kāi)成一個(gè)多項(xiàng)式，例如：

(11.101)2＝21+1×20+1×2-1+0×2-2+1×2-335數(shù)制 按進(jìn)位的原那么進(jìn)展計(jì)數(shù)逢N進(jìn)1采用位權(quán)表示法數(shù)制與編碼定義：36常用進(jìn)位計(jì)數(shù)制表示方法

進(jìn)位制的性質(zhì)數(shù)制數(shù)碼進(jìn)位方法基數(shù)二 0，1 逢2進(jìn)1 2 八 0～7 逢8進(jìn)18十 0～9 逢10進(jìn)110十六0～9, 逢16進(jìn)116 A～F對(duì)于R進(jìn)制，所用的數(shù)碼就是0~〔R-1〕，為R個(gè)數(shù)37數(shù)制間的轉(zhuǎn)換數(shù)制與編碼十進(jìn)制數(shù)非十進(jìn)制數(shù)非十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)二、八、十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換38數(shù)制間的轉(zhuǎn)換十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成非十進(jìn)制數(shù)分整數(shù)和小數(shù)兩部分進(jìn)展轉(zhuǎn)換十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換為非十進(jìn)制整數(shù)規(guī)那么采用除基取余法，即“除基取余，先余為低〔位〕，后余為高〔位〕〞。5578660余數(shù)1655716330余數(shù)(55)10=(101111)2(55)10=(67)8(55)10=(37)1639

87538918110結(jié)果為：113余數(shù)法：除基數(shù)取余數(shù)、由下而上陳列。例如：十進(jìn)制整數(shù)非十進(jìn)制整數(shù)402751237121802912402202110又例：75DB結(jié)果為：100101141十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換為非十進(jìn)制小數(shù)采用乘基取整法，即“乘基取整，先整為高〔位〕，后整為低〔位〕〞。例：(0.625)10=()2例：(0.32)10=()20.625整數(shù)×2.1.2510.25×20.500.5×21.010.1010.32整數(shù)×2.0.640×21.2810.28×20.560×21.121……0.0101……42例：將十進(jìn)制數(shù)86.25轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)整數(shù)部分：余數(shù)小數(shù)部分：整數(shù)2860最低位0.252431×222110.500最高位2100×22511.001最低位2202110最高位所以：〔86.25)10=(1010110.01)243R進(jìn)位制數(shù)的十進(jìn)制數(shù)值等于一個(gè)多項(xiàng)式的值，即：〔KnKn-1…K0.K-1..K-m)R=KnRn+Kn-1Rn-1+…+K0R0+K-1R-1+K-2R-2+…+K-mR-m=(KiRi)10該多項(xiàng)式叫權(quán)展開(kāi)式其中：R稱(chēng)為基數(shù)，表示R進(jìn)制；Ki稱(chēng)為位上的系數(shù)，對(duì)于R進(jìn)制來(lái)說(shuō)可在0~(R-1)之間的R個(gè)數(shù)碼中選??；Ri表示權(quán)。i=n,n-1…1,0,-1,…-m〔正整數(shù)〕多項(xiàng)式以K0R0為界，K0R0(含其本身)以左邊為該數(shù)的整數(shù)部分，以右(不含其本身)為該數(shù)的小數(shù)部分。44位權(quán)法：把各非十進(jìn)制數(shù)按權(quán)展開(kāi)求和轉(zhuǎn)換公式：(F)10=a1×xn-1+a2×xn-2+...+am-1×x1+am×x0+am+1×x-1+...例如：(1011.1)2=1×23+0×22+1×21+1×20+1×2-1=8+0+2+1+0.5 =(11.5)10非十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)45非十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)采用位權(quán)法，即把各非十進(jìn)制數(shù)按權(quán)展開(kāi)，然后求和例：1〕(1101.0101)2=1×23+1×22+0×21+1×20+0×2-1+1×2-2+0×2-3+1×2-4=(13.3125)102〕(7C.31)16=7×161+12×160+3×16-1+1×16-2=(124.191)103〕(315.7)8=3×82+1×81+5×80+7×8-1=(205.875)104〕(123)4=1×42+2×41+3×40=(27)105〕(345.5)6=3×62+4×61+5×60+5×6-1=(.8333)1046整數(shù)從右向左三位并一位小數(shù)從左向右三位并一位二進(jìn)制八進(jìn)制二、八與十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換一位拆三位一位拆四位整數(shù)從右向左四位并一位小數(shù)從左向右四位并一位二進(jìn)制十六進(jìn)制47二進(jìn)制與其他進(jìn)制間的轉(zhuǎn)換二進(jìn)制與八進(jìn)制間的轉(zhuǎn)換以小數(shù)點(diǎn)為界，將整數(shù)部分自右向左、小數(shù)部分自左向右分別按每3位為一組〔缺乏3位的用0補(bǔ)足〕然后將每個(gè)3位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的一位八進(jìn)制數(shù)。2〕八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)：把每一位八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的3位二進(jìn)制數(shù)。即:“三位一并法〞;“一分為三〞例:(10111001010.1011011)2=(010111001010.101101100)2=(2712.554)8例:(7451.12)8=(111100101001.001010)2=(111100101001.00101)248二進(jìn)制與其他進(jìn)制間的轉(zhuǎn)換二進(jìn)制與十六進(jìn)制間的轉(zhuǎn)換以小數(shù)點(diǎn)為界，將整數(shù)部分自右向左、小數(shù)部分自左向右分別按每4位為一組〔缺乏4位的用0補(bǔ)足〕然后將每個(gè)4位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的一位十六進(jìn)制數(shù)。4〕十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)：把每一位十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的4位二進(jìn)制數(shù)。即:四位一并法〞;“一分為四〞例:(1101110.01011)2=(01101110.01011000)2=(6E.58)H例:(5CA6.B2)H=(0101110010100110.10110010)2=(101110010100110.1011001)249100 110 110 111 .010100

(4 6 6 7 .24)8100110110111.0101

(9 B 7.5)16例如：50計(jì)算機(jī)編碼數(shù)制與編碼BCD碼〔余三碼/8421碼〕國(guó)標(biāo)碼〔7445〕ASCII碼漢字編碼字符編碼二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制數(shù)51非數(shù)值信息的表示1.西文字符編碼1〕英、數(shù)字符和特殊控制符字符作為人—機(jī)聯(lián)絡(luò)的媒介，是最重要的數(shù)據(jù)類(lèi)型之一當(dāng)前的西文字符集由128個(gè)符號(hào)組成，通常用8位二進(jìn)制編碼,即用一個(gè)字節(jié)來(lái)表示每一個(gè)符號(hào)，當(dāng)前通用的兩個(gè)規(guī)范字符集是：ASCII碼：即AmericanStandardCodeforInformationInterchange52ASCII字符編碼集b6b5b4000001010011100101110111b3b2b1b00000NULDLESP0@P,p0001SOHDC1!1AQaq0010STXDC2“2BRbr0011ETXDC3#3CScs0100EOTDC4$4DTdt0101ENQNAK%5EUeu0110ACKSYN&6FVfv0111BELETB‘7GWgw1000BSCAN(8HXhx1001HTEM)9IYiy1010LFSUB*:JZjz1011VTESC+;K[k{1100FFFS,<L\l|1101CRGS-=M]m}1110SORS.>N^n~1111SIUS/?O_o53ASCII碼7位二進(jìn)制編碼，共有128個(gè)代碼當(dāng)以一個(gè)字節(jié)來(lái)存放7位的ASCII碼時(shí)，其最高位通常置0，也可用于錯(cuò)誤檢驗(yàn)。128個(gè)代碼分兩類(lèi)：可顯字符編碼從(0100000)21H~7EH(1111110),共95個(gè)控制字符〔非可顯示字符〕編碼從(0000000)00H~20H(001111),33個(gè),及(1111111)7FH的代碼，共33個(gè)。54漢字及全角英、數(shù)字符編碼漢字在計(jì)算機(jī)內(nèi)的編碼通常用輸入碼〔外碼〕、機(jī)內(nèi)碼、字模碼描畫(huà)。機(jī)內(nèi)碼中用于漢字的存儲(chǔ)、處置交換等操作的計(jì)算機(jī)內(nèi)部代碼。一個(gè)漢字機(jī)內(nèi)碼通常用兩個(gè)字節(jié)表示，且這兩個(gè)字節(jié)的最高位均為1，以區(qū)別英文字符的ASCII碼；輸入碼是用來(lái)輸入漢字的編碼。拼音、字形碼、五筆字型、區(qū)位碼等字模碼是漢字的輸出編碼，計(jì)算機(jī)內(nèi)的字庫(kù)中存放的就是字模碼；機(jī)內(nèi)碼與漢字字符是一一對(duì)應(yīng)機(jī)內(nèi)碼與輸入碼是一對(duì)多關(guān)系，闡明一個(gè)漢字的輸入方法有多種；機(jī)內(nèi)碼與字模碼也是一對(duì)多，闡明一個(gè)漢字的輸出方式有多種，即有不同的字體輸出。55(A)國(guó)標(biāo)碼國(guó)標(biāo)標(biāo)中一切符號(hào)按區(qū)位編排：94*941~15區(qū)：西文字母、數(shù)字、圖形符號(hào)，用戶(hù)自定義的公用符號(hào)，如10~15空，由用戶(hù)自定義。16區(qū)~55區(qū)：一級(jí)漢字，按拼音排序；56區(qū)~87區(qū)：二級(jí)漢字，接部首排序，國(guó)標(biāo)碼用兩個(gè)字節(jié)的十六進(jìn)制表示，如國(guó)際碼“啊〞，3021H56〔B〕漢字機(jī)內(nèi)碼以GB2312－80規(guī)范為根底，長(zhǎng)度兩個(gè)字節(jié)編碼每個(gè)字節(jié)的低七位表示漢字信息，把最高位變成1，即成漢字內(nèi)碼例：“啊〞國(guó)際碼是3021H，其機(jī)內(nèi)碼B0A1H〔十六進(jìn)制表示〕第1字節(jié)第2字節(jié)0011000000100001高位置11011000010100001B0A1特點(diǎn)：能與ASCII嚴(yán)厲區(qū)分，ASCII碼<7F,機(jī)內(nèi)碼>7F代碼字長(zhǎng)短與國(guó)標(biāo)碼有簡(jiǎn)單一一對(duì)應(yīng)關(guān)系57(C)機(jī)外碼區(qū)位碼：由漢字或字符的區(qū)號(hào)和位號(hào)所組成，用十進(jìn)制表示；〔第1字節(jié)為區(qū)號(hào)，第2字節(jié)為位號(hào)〕無(wú)重碼不好記代碼短與國(guó)標(biāo)碼有簡(jiǎn)單的對(duì)應(yīng)關(guān)系區(qū)位碼與國(guó)標(biāo)碼、機(jī)內(nèi)碼關(guān)系：區(qū)位號(hào)〔十六進(jìn)制表示〕+20H國(guó)標(biāo)碼〔由于國(guó)標(biāo)碼從21H開(kāi)場(chǎng)編〕國(guó)標(biāo)碼+80H機(jī)內(nèi)碼，所以機(jī)內(nèi)碼總大于A1H例：“愛(ài)〞的區(qū)位碼為1614，國(guó)標(biāo)碼、機(jī)內(nèi)碼？1614的十六進(jìn)制=100E分別+20H=302E〔國(guó)標(biāo)碼〕302E+80H=B0AE〔機(jī)內(nèi)碼〕求：4687區(qū)位碼對(duì)應(yīng)機(jī)內(nèi)碼CEF758國(guó)標(biāo)碼：也可作漢字輸入，特點(diǎn)同上首尾碼：按漢字外形編碼。代碼短，兩鍵；重碼多；不易記拼音碼不需記憶；重碼多，代碼有時(shí)長(zhǎng)五筆字型碼易記，重碼少漢字鍵盤(pán)一鍵一字；鍵盤(pán)大聯(lián)機(jī)手寫(xiě)輸入不用學(xué)、不用記、操作方便，但識(shí)別困難、本錢(qián)高語(yǔ)音輸入進(jìn)展語(yǔ)音識(shí)別，A/D轉(zhuǎn)換(C)機(jī)外碼59(D)漢字編碼與漢字點(diǎn)陣字模漢字點(diǎn)陣字模：用二進(jìn)制的1或0所表示出的漢字的點(diǎn)陣模型。有：簡(jiǎn)易型16×16；普及型24×24提高型32×32；精細(xì)型48×48漢字庫(kù):存儲(chǔ)漢字點(diǎn)陣字模的存儲(chǔ)器存在磁盤(pán)的漢字庫(kù)——軟字庫(kù)，用時(shí)調(diào)入內(nèi)存存在ROM的漢字庫(kù)——硬字庫(kù)〔漢卡〕，不占內(nèi)存漢字點(diǎn)陣存儲(chǔ)方式普通為16點(diǎn)陣、24點(diǎn)陣60漢字庫(kù)中尋覓漢字字模時(shí)采用地址碼漢字處置過(guò)程輸入碼機(jī)內(nèi)碼地址碼字形碼。全角的英、數(shù)字符相當(dāng)于一個(gè)漢字，半角的一個(gè)英、數(shù)字符與全角的它們碼長(zhǎng)度不同，并且二碼間無(wú)關(guān)系61聲像數(shù)據(jù)數(shù)字化用CEPT或CAPTAIN視頻文本規(guī)范或GKS圖形規(guī)范編碼表示圖形用脈碼調(diào)制方法PCM和16位線(xiàn)形量化技術(shù)表示視頻數(shù)據(jù)流用編碼、BMP格式或JPEG格式等表示圖像編碼用PAL、SECAM、NTSC等TV規(guī)范格式表示一段延續(xù)的音頻/視頻，或MPEG格式將信息存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中。模數(shù)轉(zhuǎn)換〔A/D〕數(shù)據(jù)緊縮技術(shù)JPEG、GIFMPEG62Unicode碼信息編碼規(guī)范兩個(gè)字節(jié)表示每一個(gè)字符63信息的內(nèi)部表示與外部顯示數(shù)值型數(shù)據(jù)編碼：運(yùn)用二進(jìn)制表示字符型數(shù)據(jù)〔字母、漢字、符號(hào)、數(shù)字字符〕等編碼：ASCII碼GB231280〔漢字編碼字符集，根本集〕Unicode碼〔國(guó)際一致編碼〕643．程序和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)是一種能按照事先存儲(chǔ)的程序，自動(dòng)、高速進(jìn)展大量數(shù)值計(jì)算和各種信息處置的現(xiàn)代化智能電子安裝。程序存儲(chǔ)和程序控制存儲(chǔ)器根本存儲(chǔ)單元地址、地址總線(xiàn)和尋址才干計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器極其作用高速緩存主存(內(nèi)存〕輔存(外存)654．指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)：指計(jì)算機(jī)所具有的各種指令的集合,一臺(tái)計(jì)算機(jī)中一切機(jī)器指令的集合，它反映了計(jì)算機(jī)具有的根本功能，是計(jì)算機(jī)軟件與硬件的接口。指令系統(tǒng)是表征一臺(tái)計(jì)算機(jī)性能的重要要素，它的格式與功能不僅直接影響到機(jī)器的硬件構(gòu)造，而且也直接影響到系統(tǒng)軟件，影響到機(jī)器的適用范圍66指令格式與尋址方式指令是由硬件識(shí)別和執(zhí)行的，又是構(gòu)成軟件〔程序〕的根本單元。當(dāng)計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)確定之后，計(jì)算機(jī)研制者構(gòu)造可以識(shí)別與執(zhí)行指令系統(tǒng)的硬件，在指令系統(tǒng)的根底上建立程序系統(tǒng)，進(jìn)而擴(kuò)展與發(fā)揚(yáng)計(jì)算機(jī)的功能。如下圖674．指令系統(tǒng)指令:用來(lái)指揮硬件動(dòng)作的命令.讓計(jì)算機(jī)完成某個(gè)操作指令組成:操作碼操作數(shù)操作碼：表示該指令應(yīng)進(jìn)展什么性質(zhì)的操作和具有的功能。操作數(shù)：指定操作對(duì)象，0-3個(gè)尋址方式立刻數(shù)直接地址間接地址變址指令集685．指令執(zhí)行指令譯碼取指令執(zhí)行指令存操作結(jié)果普通情況下，每完成一條指令，指令計(jì)數(shù)器加一圖2-2-4指令的執(zhí)行由起始地址開(kāi)場(chǎng)，從存儲(chǔ)器中取一條，執(zhí)行一條，順序地執(zhí)行，直到程序〔指令〕執(zhí)行終了程序計(jì)數(shù)器〔PC〕指令執(zhí)行步驟：取指令指令譯碼執(zhí)行指令存操作結(jié)果指令周期取指周期：內(nèi)存CPU執(zhí)行周期：CPU譯碼有關(guān)部件動(dòng)作69指令的執(zhí)行方式三種方式：順序執(zhí)行方式特點(diǎn)：就一程序文，各指令順序指令；就一指令言，內(nèi)部各操作順序執(zhí)行優(yōu)點(diǎn)：控制簡(jiǎn)單；缺陷：速度慢重疊執(zhí)行方式多條指令同時(shí)執(zhí)行的方式流水線(xiàn)方式把指令的執(zhí)行過(guò)程分為假設(shè)干個(gè)子過(guò)程，分別由不同的硬件去執(zhí)行的方式。取指分析執(zhí)行取指分析執(zhí)行執(zhí)行i條指令執(zhí)行i+1條指令702.2.2流水線(xiàn)和平行處置并行計(jì)算是為提高計(jì)算機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度而一直不變的根本思想之一。并行計(jì)算的根本途徑：流水線(xiàn)并行方式：時(shí)間上實(shí)現(xiàn)并行處置多處置機(jī)并行方式：空間上實(shí)現(xiàn)并行處置711．流水線(xiàn)流水線(xiàn)特征

過(guò)程被分成時(shí)間相等或成倍比的假設(shè)干工序，分別固定在順序陳列工位進(jìn)展流水線(xiàn)目的

提高效率計(jì)算機(jī)流水線(xiàn)

執(zhí)行四個(gè)步驟的四個(gè)執(zhí)行部件同時(shí)執(zhí)行不同指令的相應(yīng)處置，理想情況下，速度可提高四倍〔參見(jiàn)圖2-2-7〕72732．流水線(xiàn)中的技術(shù)問(wèn)題計(jì)算機(jī)流水線(xiàn)比工業(yè)消費(fèi)流水線(xiàn)復(fù)雜計(jì)算機(jī)流水線(xiàn)的問(wèn)題與處置指令多樣：多流水線(xiàn)每條指令的步驟數(shù)不同：按最多步驟、延遲技術(shù)各個(gè)步驟破費(fèi)時(shí)間不同：化時(shí)長(zhǎng)的分解成小步驟指令間的數(shù)據(jù)相關(guān)性：防止發(fā)生、相關(guān)性預(yù)測(cè)指令會(huì)發(fā)生跳轉(zhuǎn)：取消、重取指令 743．并行處置并行處置的概念和實(shí)例并行處置的關(guān)鍵問(wèn)題分解各個(gè)部分能相互交換信息到達(dá)“協(xié)同〞任務(wù)較高的性能價(jià)錢(qián)比并行處置 實(shí)施方案多處置機(jī)系統(tǒng) –多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)陣列計(jì)算機(jī)系統(tǒng) –脈動(dòng)陣列計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等實(shí)例曙光公司消費(fèi)的天演系列和天潮系列計(jì)算機(jī)系統(tǒng)75484749497677馮·諾依曼機(jī)特點(diǎn)計(jì)算機(jī)由五部分組成：運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備；以運(yùn)算器為中心，由控制器集中控制整個(gè)系統(tǒng)。采用存儲(chǔ)程序的任務(wù)方式數(shù)據(jù)〔指令和數(shù)據(jù)〕以二進(jìn)制表示指令由操作碼和地址碼兩部分組成指令在存儲(chǔ)器中按執(zhí)行順序存放，由指令計(jì)數(shù)器指明要執(zhí)行的指令所在位置，普通按順序遞增；以運(yùn)算器為中心，I/O設(shè)備與存儲(chǔ)之間的數(shù)據(jù)傳送都經(jīng)過(guò)運(yùn)算器。782.2.3存儲(chǔ)器及其管理1．存儲(chǔ)器器件的變革2．現(xiàn)代存儲(chǔ)技術(shù)3．存貯器的層次構(gòu)造4．多級(jí)高速緩存5．虛擬存儲(chǔ)技術(shù)791．存儲(chǔ)器器件的變革(1)內(nèi)存儲(chǔ)器內(nèi)存分成只讀存儲(chǔ)器〔ROM〕和隨機(jī)讀寫(xiě)存儲(chǔ)器〔RAM〕兩種存儲(chǔ)器器件的根本要求能表示兩個(gè)形狀〔電路、磁性體、光器件〕能堅(jiān)持形狀的穩(wěn)定〔磁性體最正確〕在控制條件下可以實(shí)現(xiàn)形狀轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器器件變革電子器件40年代，速度快，容量小，不能停電磁芯存儲(chǔ)器50年代半導(dǎo)體存儲(chǔ)器60年代、速度快、體積小、耗電省80811．存儲(chǔ)器器件的變革(2)目前常用內(nèi)存半導(dǎo)體存儲(chǔ)器類(lèi)型DRAM：電容充放電、構(gòu)造簡(jiǎn)單、容量大、功耗小SRAM：集成度低、本錢(qián)高、功耗較大不同方式的DRAM快速頁(yè)方式〔FPM，F(xiàn)astPageMode〕擴(kuò)展數(shù)據(jù)輸出〔EDO，ExtendedDataOut〕錯(cuò)誤校驗(yàn)與糾正〔ECC，ErrorCheckingandCorrecting〕BEDO〔BurstEDO〕同步動(dòng)態(tài)RAM〔SDRAM，SynchronousDynamicRAM〕RDRAM〔RambusDRAM〕和DDRRAM〔DoubleDateRateRAM〕8283(1).只讀存儲(chǔ)器〔ROM〕是一種只能讀出而不能寫(xiě)入和修正信息的存儲(chǔ)器。其存儲(chǔ)信息在制造該存儲(chǔ)器時(shí)被寫(xiě)入。計(jì)算機(jī)斷電后，ROM中的數(shù)據(jù)不會(huì)喪失。84(2).隨機(jī)存儲(chǔ)器〔RAM〕是一種隨機(jī)讀寫(xiě)存儲(chǔ)器，其內(nèi)容可以讀出，也可以隨時(shí)重新寫(xiě)入。計(jì)算機(jī)斷電后，RAM中數(shù)據(jù)全部消逝。隨機(jī)存儲(chǔ)器可以分為靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器和動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器。85類(lèi)別對(duì)信息的修改斷電后信息情況用途ROM只讀不丟失永久存放特殊專(zhuān)用信息RAM可讀、可寫(xiě)全部丟失存放臨時(shí)程序和數(shù)據(jù)只讀存儲(chǔ)器與隨機(jī)存儲(chǔ)器的區(qū)別86磁盤(pán)和磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器磁盤(pán)是一種外存儲(chǔ)器。分為硬磁盤(pán)與軟磁盤(pán)。存取數(shù)據(jù)是經(jīng)過(guò)對(duì)磁盤(pán)讀寫(xiě)而實(shí)現(xiàn)的。存數(shù)據(jù)叫做寫(xiě)磁盤(pán)；取數(shù)據(jù)叫做讀磁盤(pán)。87軟盤(pán)存儲(chǔ)器軟盤(pán)是目前被廣泛采用的外存儲(chǔ)介質(zhì)運(yùn)用方便，常用于數(shù)據(jù)備份和不同計(jì)算機(jī)之間的信息交流。寫(xiě)維護(hù)

存儲(chǔ)格式磁道〔同心圓信息記錄道,編號(hào)由0開(kāi)場(chǎng)〕扇區(qū)〔sector)磁面軟盤(pán)的容量=磁面數(shù)×磁道數(shù)×扇區(qū)數(shù)×512B保養(yǎng)88寫(xiě)維護(hù)口外殼上可滑動(dòng)的小方塊為寫(xiě)維護(hù)孔假設(shè)滑塊顯露小孔，磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器對(duì)盤(pán)只能讀不能寫(xiě)假設(shè)堵住這個(gè)小孔,那么該軟盤(pán)既能讀也能寫(xiě);沿半徑方向的長(zhǎng)形孔，為讀寫(xiě)窗口，磁頭接觸薄膜。3寸盤(pán)容量1.44M讀寫(xiě)窗口89扇區(qū)末磁道0磁道90圖1-1磁盤(pán)軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器安裝在機(jī)箱的前面。軟盤(pán)直徑是3.5英寸的軟盤(pán)，簡(jiǎn)稱(chēng)3寸盤(pán)。3寸盤(pán)的存儲(chǔ)容量是1.44MB。2*80*18*512912．現(xiàn)代存儲(chǔ)技術(shù)挪動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備閃存卡：CompactFlash(CF)卡SmartMedia(SM)卡MultiMediaCard(MMC)索尼公司的MemoryStick(MS)ScanDisk(SD)等922．現(xiàn)代存儲(chǔ)技術(shù)挪動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備磁光技術(shù)挪動(dòng)存儲(chǔ)產(chǎn)品：磁阻技術(shù)的ORB結(jié)合光學(xué)與電磁學(xué)可反復(fù)擦寫(xiě)存儲(chǔ)技術(shù)的MO體積小巧的Click!IBM的Microdrive運(yùn)用了DVD技術(shù)的Dataplay932．現(xiàn)代存儲(chǔ)技術(shù)挪動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備閃盤(pán)：深圳朗科公司開(kāi)發(fā)的優(yōu)盤(pán)(OnlyDisk)華旗資訊的愛(ài)國(guó)者迷他王(MiniKing)等挪動(dòng)硬盤(pán)943、存儲(chǔ)器的層次構(gòu)造計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)存儲(chǔ)器的要求：容量、速度存儲(chǔ)體系構(gòu)造的概念：存儲(chǔ)體系構(gòu)造是指由不同層次的存儲(chǔ)器，經(jīng)相應(yīng)的硬件和軟件有機(jī)組合而成的存儲(chǔ)系統(tǒng)構(gòu)造。特點(diǎn)：整個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)的硬件構(gòu)造為層次構(gòu)造，常見(jiàn)的有：二級(jí)、三級(jí)在存儲(chǔ)器層次構(gòu)造中，各層次間的信息調(diào)度由輔助硬件或軟件直接完成95二級(jí)存儲(chǔ)體系由主存和輔存組成CPU主存輔存輔助軟、硬件96多級(jí)存儲(chǔ)體系三級(jí)存儲(chǔ)器層次構(gòu)造以二級(jí)為根底，在CPU與主存之間參與高速緩沖存儲(chǔ)器cache組成。CPUCACHE主存輔存輔助硬件輔助軟硬件97存儲(chǔ)系統(tǒng)的層次構(gòu)造CPUCACHE主存〔內(nèi)存〕輔存〔外存〕根據(jù)各種存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量、存取速度和價(jià)錢(qián)比的不同，將它們按照一定的體系構(gòu)造組織起來(lái)，使所放的程序和數(shù)據(jù)按照一定的層次分布在各種存儲(chǔ)器中。98高速緩沖存儲(chǔ)器特點(diǎn):位于CPU與主存之間,是存儲(chǔ)器層次構(gòu)造中級(jí)別最高的一級(jí)容量比主存小,普通有數(shù)KB到數(shù)MB速度普通比主存快5~10倍;由快速半導(dǎo)體存儲(chǔ)元件組成;其內(nèi)容是主存的部分副本用途可用來(lái)存放指令,也可用來(lái)存放數(shù)據(jù)99主存和高速緩存之間的關(guān)系Cache引入:為處理CPU和主存之間的速度差距，提高整機(jī)的運(yùn)算速度。Cache任務(wù)原理——程序訪(fǎng)問(wèn)的部分性在較短時(shí)間內(nèi)由程序產(chǎn)生的地址往往集中在存儲(chǔ)器邏輯地址空間的很小范圍內(nèi)。數(shù)據(jù)分布不如指令明顯，但對(duì)數(shù)組的訪(fǎng)問(wèn)及任務(wù)單元的選擇可使存儲(chǔ)地址相對(duì)集中。CPU與Cache之間的數(shù)據(jù)交換是以字為單位，而Cache與主存之間的數(shù)據(jù)交換是以塊為單位，一個(gè)塊是由假設(shè)干字組成，是定長(zhǎng)的。100主存與輔存之間的關(guān)系主存:(半導(dǎo)體存儲(chǔ)器組成)優(yōu):速度快缺:容量受限,單位本錢(qián)高,斷電喪失信息。輔存:(光盤(pán),磁盤(pán))優(yōu):容量大,信息長(zhǎng)久保管,單位本錢(qián)低.缺:存取速度慢CPU正在運(yùn)轉(zhuǎn)的程序和數(shù)據(jù)存放在主存暫時(shí)不用的程序和數(shù)據(jù)存放在輔存。輔存只與主存進(jìn)展數(shù)據(jù)交換1014．多級(jí)高速緩存目的：處理快速CPU和低速內(nèi)存之間的矛盾多級(jí)高速緩存第一級(jí)Cache：在CPU的芯片內(nèi)外部連線(xiàn)用內(nèi)部連線(xiàn)替代提高對(duì)Cache的存取速度，容量小第二級(jí)Cache：在片外，安裝在主板上，容量為256K字節(jié)或512K字節(jié)Cache的“命中率〞的問(wèn)題各級(jí)緩存和內(nèi)存間內(nèi)容堅(jiān)持一致的問(wèn)題同步更新內(nèi)存內(nèi)容滯后更新內(nèi)容的方法1025．虛擬存儲(chǔ)技術(shù)目的：擴(kuò)展內(nèi)存容量方法：暫時(shí)不用的內(nèi)存數(shù)據(jù)存入外存

—虛擬內(nèi)存需求時(shí)從外存調(diào)入內(nèi)存運(yùn)轉(zhuǎn)得失：添加內(nèi)存容量、降低運(yùn)轉(zhuǎn)速度1032.2.4總線(xiàn)、外設(shè)和接口1．總線(xiàn)和多重總線(xiàn)2．外部設(shè)備3．主機(jī)板上的ISA到PCI總線(xiàn)4．硬盤(pán)接口類(lèi)型及選擇5．從RS232C到USB1041．總線(xiàn)和多重總線(xiàn)總線(xiàn)頻繁的數(shù)據(jù)信息交換的公共通道類(lèi)型：數(shù)據(jù)總線(xiàn)、地址總線(xiàn)、控制總線(xiàn)總線(xiàn)的管理：懇求、等待、斷定、交用獨(dú)立雙重總線(xiàn)〔DualIndependentBus〕PentiumII芯片中實(shí)現(xiàn)前端總線(xiàn)：微處置器和主存間的信息交換后端總線(xiàn)：微處置器和高速緩存間信息交換1052．外部設(shè)備(1)外存儲(chǔ)器：軟盤(pán)、硬盤(pán)、光盤(pán)和磁帶機(jī)輸入設(shè)備：鍵盤(pán)和鼠標(biāo)輸出設(shè)備：顯示器和打印機(jī)其他設(shè)備：

繪圖機(jī)、掃描儀、攝像頭、照片輸出機(jī)、

數(shù)碼照相機(jī)、聲卡、音響等等1062．外部設(shè)備(2)接銜接存儲(chǔ)設(shè)備(DirectAccessStorage，DAS)硬盤(pán)：目的高速、大容量，已達(dá)單碟40GB100GB常用接口規(guī)范：

EIDE〔EnhancedIntegratedDriveElectric〕接口

SCSI〔SmallComputerSystemInterface〕接口光盤(pán)：CD-ROM、CD-R〔WORM〕、CD-RW〔E-R/W〕DVD常用接口規(guī)范：IDE107光盤(pán)和光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器光盤(pán)即CD-ROM，只讀光盤(pán)存儲(chǔ)器。光盤(pán)上用“平地〞和“凹坑〞來(lái)表示二進(jìn)制信息，經(jīng)過(guò)激光的反射來(lái)讀出其中存儲(chǔ)的信息。一切數(shù)據(jù)都經(jīng)過(guò)數(shù)字化處置變成0和1，對(duì)應(yīng)的就是光盤(pán)上的Pit(凹點(diǎn))和Land(平面)。108衡量一個(gè)CD-ROM的性能如何有兩個(gè)目的，一是數(shù)據(jù)的傳輸速率；數(shù)據(jù)傳輸率以150KB/S為一倍速(與音樂(lè)CD相當(dāng))，目前曾經(jīng)到達(dá)40倍速。二是數(shù)據(jù)的讀取時(shí)間。109DVD和DVD-ROMDVD的英文全稱(chēng)是DigitalVideoDisk，即數(shù)字視頻光盤(pán)或數(shù)字影盤(pán)，后來(lái)的含義是DigitalVersatileDisk，即數(shù)字通用光盤(pán)。110DVD優(yōu)于CD、VCD主要基于以下幾個(gè)方面：1、容量大、讀取速度快。DVD由兩個(gè)厚度各為0.6mm的基質(zhì)層粘貼而成，采取多面多層的技術(shù)，即每一張光盤(pán)可以存儲(chǔ)雙層信息。2、高分辨率的視頻。DVD的分辨率可達(dá)720*480，遠(yuǎn)超于VCD的352*240。3、高保真的音質(zhì)。1112．外部設(shè)備(3)挪動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備軟盤(pán)：3.5英寸/1.44MB5.5英寸/1.2MBZIP盤(pán)/100MBSuperDisk(LSl20)1122．外部設(shè)備(4)顯示器、顯示卡、鍵盤(pán)和鼠標(biāo)顯示器參數(shù)：尺寸、分辨率、資料類(lèi)型CDR、LCD顯示卡總線(xiàn)類(lèi)型：ISA、EISA、VISA和PCI顯卡二維、三維加速顯示卡顯示內(nèi)存的型號(hào)〔DRAM、EDODRAM、VRAM、WRAM〕和容量〔>最大分辯率*顏色位/8〕鍵盤(pán)：101/102鍵、Windows、無(wú)線(xiàn)鍵盤(pán)鼠標(biāo)：機(jī)械的、光電的、無(wú)線(xiàn)遙控1132．外部設(shè)備(5)打印機(jī)和掃描儀打印機(jī)：類(lèi)型：點(diǎn)陣式打印機(jī)、噴墨打印機(jī)和激光打印機(jī)性能目的：打印分辨率dps、打印速度ppm掃描儀性能目的：掃描儀的分辨率、顏色位數(shù)、

掃描幅面、掃描速度手持式掃描儀1142．外部設(shè)備(6)其他設(shè)備聲卡：多媒體功能必不可少的，用于錄音和放音技術(shù)目的：采樣位數(shù)、最高采樣頻率、采用數(shù)字信號(hào)處置器〔DSP〕、波表〔WaveTable〕合成、Internet銜接的功能調(diào)制解調(diào)器：線(xiàn)上網(wǎng)技術(shù)目的：速率、過(guò)失控制規(guī)范、數(shù)據(jù)緊縮規(guī)范、〔FAX〕功能、兼容性網(wǎng)卡1153．主機(jī)板上的ISA到PCI總線(xiàn)PC(PC/XT)總線(xiàn)：8位擴(kuò)展總線(xiàn)PC/AT總線(xiàn)：16位擴(kuò)展總線(xiàn)ISA總線(xiàn)：16位擴(kuò)展總線(xiàn)MCA總線(xiàn)：IBM、32位、強(qiáng)化仲裁EISA總線(xiàn)：VL-Bus總線(xiàn):和微處置器直連、同速、顯示↑PCI總線(xiàn):不直連〔PC橋〕VL-Bus2.0總線(xiàn)：64位、更高傳輸速率、ISA兼容PCMCIA總線(xiàn)：小、薄、輕環(huán)境下的總線(xiàn)系統(tǒng)1164．硬盤(pán)接口類(lèi)型及選擇最早的是ST-506和ESDIIDE(IntelligentDeviceElectronics,智能設(shè)備電子接口)控制部分設(shè)置到硬件驅(qū)動(dòng)器中最多支持兩個(gè)硬盤(pán)，每個(gè)硬盤(pán)的容量最大為528MB它的傳輸速率到達(dá)15MB/sEIDE〔EnhancedIntelligentDeviceElectronics〕支持四臺(tái)存儲(chǔ)設(shè)備，存儲(chǔ)容量突破528MB限制傳輸速率可到達(dá)12MB/s一18MB/s，傳送帶寬32位SCSI〔SmallComputerSystemInterface〕接口是一種系統(tǒng)級(jí)接口，可以銜接各種不同的設(shè)備一個(gè)SCSI接口可支持多臺(tái)設(shè)備1175．從RS232C到USBRS-232C：通用的串行端口USB：通用串行總線(xiàn)〔UniversalSerialBus〕由Intel提出的一種新型接口規(guī)范，目前已是主流規(guī)范使一切的低速設(shè)備都可以銜接到一致接口上支持功能傳送，可以相互銜接成串USB接口本身就提供動(dòng)力來(lái)源具有即插即用功能以樹(shù)狀構(gòu)造銜接127個(gè)幾乎目前一切種類(lèi)的外設(shè)最大數(shù)據(jù)傳輸速率為12MbpsUSB2.0的數(shù)據(jù)傳輸速率可到達(dá)480MbpsIEEE4：另一個(gè)用于高速傳輸數(shù)據(jù)的串行接口規(guī)范數(shù)據(jù)傳輸速率可到達(dá)400Mbps。1182.2.5計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)造的分類(lèi)按器件分：電子管；晶體管；集成電路；大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)等按大小分：巨型機(jī)、大型機(jī)、中型機(jī)、小型機(jī)、微型機(jī)按用途分：科學(xué)計(jì)算、事務(wù)處置、實(shí)時(shí)控制、任務(wù)站、效力器、家用計(jì)算機(jī)等。按數(shù)據(jù)類(lèi)型分：定點(diǎn)機(jī)、浮點(diǎn)機(jī)、向量機(jī)、堆棧機(jī)按處置機(jī)個(gè)數(shù)和種類(lèi)分：?jiǎn)翁幹脵C(jī)、并行處置機(jī)、多處置機(jī)、分布處置機(jī)、關(guān)聯(lián)處置機(jī)、超標(biāo)量處置機(jī)、超流水線(xiàn)處置機(jī)。按指令的復(fù)雜程度分：復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)和簡(jiǎn)單指令集計(jì)算機(jī)1192.2.5計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)造的分類(lèi)按并行度分類(lèi)：比較流行和合理的分類(lèi)指令流和數(shù)據(jù)流單指令流單數(shù)據(jù)流計(jì)算機(jī)〔SISD〕單指令流多數(shù)據(jù)流計(jì)算機(jī)〔SIMD〕多指令流單數(shù)據(jù)流計(jì)算機(jī)〔MISD〕多指令流多數(shù)據(jù)流計(jì)算機(jī)〔MIMD〕1201212.2.5計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)造的分類(lèi)按指令的復(fù)雜程度把計(jì)算機(jī)劃分復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)CISC〔ComplexInstructionSetComputing〕簡(jiǎn)單指令集計(jì)算機(jī)RISC〔ReducedInstructionsetComputing〕122CISC技術(shù)和RISC技術(shù)CISC計(jì)算機(jī)(complexinstructionsetcomputer)它是大規(guī)模集成電路(VLSI)開(kāi)展的產(chǎn)物，減少指令系統(tǒng)與高級(jí)言語(yǔ)之間的差別，便于高級(jí)言語(yǔ)的編譯和降低軟件開(kāi)發(fā)本錢(qián)，以添加指令條數(shù)和指令的復(fù)雜性為手段RISC計(jì)算機(jī)：在CISC機(jī)的技術(shù)根底上開(kāi)展起來(lái)特點(diǎn)：硬件構(gòu)造CPU中通用存放器的數(shù)目相當(dāng)多，多于32個(gè)采用cache一主存一外存三級(jí)存儲(chǔ)體系構(gòu)造采用流水線(xiàn)組織采用組合邏輯控制器指令特點(diǎn)指令少；指令簡(jiǎn)單；只需取數(shù)和存數(shù)兩條指令能訪(fǎng)問(wèn)存儲(chǔ)器；執(zhí)行時(shí)間短。1232.3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及運(yùn)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成：計(jì)算機(jī)硬件和計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算機(jī)軟件分兩大類(lèi)：系統(tǒng)軟件和運(yùn)用軟件系統(tǒng)軟件：為運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)算機(jī)而必需的最根本的軟件功能：管理各種資源，人機(jī)交互，高級(jí)言語(yǔ)的解釋、編譯、根本的系統(tǒng)維護(hù)調(diào)試等分類(lèi)：操作系統(tǒng)、言語(yǔ)處置系統(tǒng)、各類(lèi)適用程序運(yùn)用軟件為完成某種詳細(xì)的運(yùn)用性義務(wù)而編制的軟件1242.3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及其運(yùn)用軟件：定義：各種程序和相應(yīng)文檔資料的總稱(chēng)(程序+相關(guān)資料)軟件是指用來(lái)指揮計(jì)算機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的各種程序的總和以及開(kāi)發(fā)、運(yùn)用和維護(hù)這些程序所需的技術(shù)資料軟件是整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的重要組成部分軟件系統(tǒng)的主要義務(wù)：提高機(jī)器的運(yùn)用效率、發(fā)揚(yáng)和擴(kuò)展機(jī)器的功能和用途，為用戶(hù)運(yùn)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供方便。沒(méi)有配備任何軟件的計(jì)算機(jī)稱(chēng)為裸機(jī)1252.3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及運(yùn)用裸機(jī)操作系統(tǒng)編譯、匯編、支撐運(yùn)用程序圖2-3-1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次構(gòu)造1262.3.1操作系統(tǒng)不同類(lèi)型的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)也往往不同Apple的NewiMac計(jì)算機(jī)：MacOSXIBMRS/600044PModel170：AIXVersion4.360年代初出現(xiàn)的監(jiān)控程序是操作系統(tǒng)的前身1964年IBM公司推出IBMOS/360AT&T公司從60年代末到70年代初研制了UNIX操作系統(tǒng)，是操作系統(tǒng)開(kāi)展史上的艱苦事件。單用戶(hù)、單義務(wù)→向單用戶(hù)、多義務(wù)→多用戶(hù)、多義務(wù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)部操作系統(tǒng)的管理下，各個(gè)任務(wù)都被設(shè)置成一個(gè)個(gè)相對(duì)獨(dú)立的程序，也稱(chēng)為“進(jìn)程〞〔Process〕1271．操作系統(tǒng)的根本功能一、管理、調(diào)度計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源處置器管理–存儲(chǔ)器管理輸入輸出設(shè)備管理–信息管理二、提供友好的界面和良好的效力操作系統(tǒng)是用戶(hù)與計(jì)算機(jī)的接口提供軟件開(kāi)發(fā)的各個(gè)階段所需的工具軟件提供龐大的可調(diào)用的程序庫(kù)提供重用技術(shù)以方便用戶(hù)調(diào)用這些軟件模塊1282．多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)的根本特性在計(jì)算機(jī)的主存中存放多道用戶(hù)和義務(wù)為目的的進(jìn)程，他們同時(shí)處于運(yùn)轉(zhuǎn)形狀