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文檔簡介

第一章:計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

中國海洋大學(xué)焦玲制

命計(jì)算機(jī)的發(fā)展令計(jì)算機(jī)的應(yīng)用

中國海洋大學(xué)焦玲制3

,計(jì)算機(jī)的發(fā)展令計(jì)算機(jī)的應(yīng)用

采用全繼電器

長51英尺、高8英尺

看上去像一節(jié)列車

有750000個(gè)零部件,各種導(dǎo)線總

長500英里

總耗資1五十萬美元

做乘法運(yùn)算一次最多需要6秒,除

馬克1號:MARKI法10多秒

運(yùn)算速度不算太快,但精確度很

高(小數(shù)點(diǎn)后23惇曲海洋大學(xué)焦玲制4

!計(jì)算機(jī)的發(fā)展令計(jì)算機(jī)的應(yīng)用□

第一臺電子計(jì)算機(jī)(ENIAC)

5000次加法/秒

體重28噸

占地170m2

18800只電子管

1500個(gè)繼電器

功率150KW

中國海洋大學(xué)焦玲制5

令計(jì)算機(jī)的應(yīng)用

將電腦濃縮在一顆芯片上酷睿

濃縮的處理器

420000,000

是精華3芯片有

多大?

0.18微米芯片

2,300/

10微米芯片4004奔騰4

中國海洋大學(xué)焦玲制6

令計(jì)算機(jī)的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)第一定律——摩爾定律

1975i^eo198519901995

體1OM500

(tranomtors)2000Ex)百

,w

1MPentkm條

數(shù)--Procos?or

80486海

lOOK1.0秒

.-BO2ae

1OK0.1

40040.01

每18個(gè)月芯片能力增長一倍

中國海洋大學(xué)焦玲制7

計(jì)算機(jī)的發(fā)展

電子管

晶體管

集成電路

(計(jì)算機(jī)芯片)

中國海洋大學(xué)焦玲制8

命計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)應(yīng)用——微型化

計(jì)算機(jī)不再是單一的計(jì)算機(jī)器,而是一種

信息機(jī)器,一種個(gè)人的信息機(jī)器

Altair8800

中國海洋大學(xué)焦玲制g

!計(jì)算機(jī)的發(fā)展

計(jì)算機(jī)應(yīng)用——巨型化

強(qiáng)秒幾百億次運(yùn)算的超級計(jì)算機(jī)

爵開制的

?“車艮河?2號”和“銀河3號”

中心推出的

勘探“曙光2001”和“曙光3000”CRAY-II

衛(wèi)星圖像處理等大量科學(xué)計(jì)算的高科技領(lǐng)域

銀河II

中國海洋大學(xué)焦玲制10

§前,中國最快的超級計(jì)算機(jī)

“天河一號”速度:千萬億次

隹焦玲制11

!計(jì)算機(jī)的發(fā)展

計(jì)算機(jī)應(yīng)用——網(wǎng)絡(luò)化

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò):

計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)結(jié)合

的產(chǎn)物

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展動力*

使用遠(yuǎn)程資源

共享程序數(shù)據(jù)和信息資源

網(wǎng)絡(luò)用戶的通訊和合作

中國海洋大學(xué)焦玲制12

[計(jì)算機(jī)由發(fā)展

計(jì)算機(jī)應(yīng)用——智能化

“總有一天,人類會造出一些舉止跟人一樣的

‘沒有靈魂的機(jī)械'來”。

笛卡爾(1637)

人類第一個(gè)“工業(yè)機(jī)器人”:

一頭在紡織機(jī)上挑紗的“驢”(1742年)

第一代機(jī)器人

機(jī)械手(1962年出現(xiàn))

第二代機(jī)器人

具有“感覺”的機(jī)器人Deepblue

第三代機(jī)器人

裝有啟發(fā)式計(jì)算機(jī)的“智能機(jī)器人”arov

中麟f13

□命計(jì)算機(jī)的發(fā)展口

計(jì)算機(jī)應(yīng)用——智能化(人工智能)

股便說包翻層當(dāng)瀑曲舞累榔在赫鼓坳睛木編7會租大師木杰

中國海洋大學(xué)焦玲制14

中國海洋大學(xué)焦玲制15

中國海洋大學(xué)焦玲制16

計(jì)算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用

計(jì)算機(jī)中的信息表示

計(jì)算機(jī)的工作原理

計(jì)算機(jī)的硬件和軟件

中國海洋大學(xué)焦玲制17

可以存儲

c文本數(shù)字音樂圖像視

歲音笠信息一

中國海洋大學(xué)焦玲制18

怎么存儲

轉(zhuǎn)化

。和1

中國海洋大學(xué)焦玲制19

存儲單位:

位(bit):度量數(shù)據(jù)的最小單位(0或者1)

bbP卜4

765.!1■

10010101

字節(jié)(Byte):最常用的基本單位(8位二進(jìn)制)

中國海洋大學(xué)焦玲制20

K字節(jié)1KB=1024Byte

M(兆)字節(jié)1MB=1024KB

!G(吉)字節(jié)

1GB=1024MB

('T(太)字節(jié)1TB=1024GB

/

中國海洋大學(xué)焦玲制21

一個(gè)GIF圖片文件大小為工oKB

一首周杰倫的雙節(jié)棍(現(xiàn)場版)視頻文件

為12MB

內(nèi)存容量一般有o12MB,1GBz2GBz4GB

硬盤的容量看80GBzidoGBrooGB等

軟盤的容量一般為1、44MB

CD光盤的容量約為7OOMB

DUO光盤的容量約為47GB

計(jì)算機(jī)中的信息表近

一一-------一■——i■

術(shù)

1、數(shù)字編碼?——際

2、字符編碼?----不

3.議字編碼?----等

4.多媒體信息編碼?如何表示

聲音圖像等

中國海洋大學(xué)焦玲制23

數(shù)字編碼

中國海洋大學(xué)焦玲制24

4種數(shù)字編碼

十進(jìn)制R=10,可使用0,1,2,3,4,5,6,7,,9

二進(jìn)制R=2,可使用0J

八進(jìn)制可使用0,1,2,3,4,5,6,7

十六進(jìn)制R=16,可使用0,……,9,A,B,C,D,E,F

中國海洋大學(xué)焦玲制25

計(jì)算機(jī)的語言一二進(jìn)制

易于物理計(jì)算一兩種狀態(tài)

為什么采用

運(yùn)算規(guī)則簡單一種

二進(jìn)制R(R+1)/2

電子線路制造計(jì)算機(jī)成為可能

中國海洋大學(xué)焦玲制26

十進(jìn)制與二進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換

整數(shù)部分:除2取余小

數(shù)部分:乘2取整

十進(jìn)制二進(jìn)制

報(bào)權(quán)展開

中國海洋大學(xué)焦玲制27

|l?

IX」?

)2

例1:(13)10=(1101

余數(shù)

23二進(jìn)制數(shù)低位

2L_6

230

2[1

0二進(jìn)制數(shù)高位

中國海洋大學(xué)焦玲制28

例2:(0.6875)10=(

0.6875

*2整數(shù)

0.37501二進(jìn)制數(shù)高位

X2

0.7500

*2

0.501、

X2二進(jìn)制數(shù)低位

1.01

中國海洋大學(xué)焦玲制29

字符編碼

ASCII編碼

在計(jì)算機(jī)內(nèi)音廠莢文學(xué)塔尊族算符等

字符也是采

熨篇號來

進(jìn)行編碼表示W(wǎng)的AI:

中國海洋大學(xué)焦玲制30

OASCII編碼令A(yù)NSI編碼AUnicode編碼

覷辣示

我三工,nB二尸因二二

:匚;Dn.小具展出云小孤】

蜀庚福觸了上述常用符號用

哪些二進(jìn)制數(shù)來表示

中國海洋大學(xué)焦玲制31

OASCII編碼令A(yù)NSI編碼AUnicode編碼

使用長度為7的二進(jìn)制來表示

大小寫英文字母27=128

標(biāo)點(diǎn)符號

8

數(shù)字0~92=256

換行、回車、制表符等控制字符

今天,ASCII碼已經(jīng)擴(kuò)展為8位二進(jìn)制,方法

是在最高端加一個(gè)二進(jìn)制0

中國海洋大學(xué)焦玲制32

ASCII值為65

0000000100100011010101100111

0000NLTLDLESP0@ZpP

0001SOHDC1■.1Qaq

0010STXDC22RbT

0011ETXDC3#3CScS

0100EOTDC4$4DTt

0101ENQNAK%5EUeu

0110ACKSYN&6F1VV

0111BELETB7Gwgw

1000BSCAN)811-文X

1001HTEM9IY1y

1010LFSUB*■JZJz

1011VTESC+■K[k

~*

1100FFFS<LA

1101CRGS一=M]in

1110SORS■>N人n

1111SIUS/■O—oDEL

ASCII碼表

|返回|

中國海洋大33

IASCII編碼令A(yù)NSI編碼Unicode編碼

Computer

010000110110111101101101

011100000111010101110100

0110010101110010

中國海洋大學(xué)焦玲制34

為什么ASCII碼還要為提供編碼?

答案:

因?yàn)锳SCII碼中所表示的數(shù)字[用來

的身份證號詢,郵政編叱學(xué)號

Tv^xrpu

OASCII編碼令A(yù)NSI編碼▲Unicode編碼

L為了表示更多的符號,現(xiàn)在的許多系統(tǒng)采用

ANSI(美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會)編碼,它使用8位二進(jìn)

制數(shù)編碼,表示256(28)個(gè)符號

L編碼范圍在00000000?01111111之間128個(gè)編

碼所對應(yīng)的符號與標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼相同

L另外128個(gè)用于語言字符、制表符等圖形符號的

編碼

丁Eiwrr,、丁中口36

■aASCII編碼令A(yù)NSI編碼AUnicode編碼■

L128個(gè)ASCII代碼對于表示西文已經(jīng)足夠了

AANSI編碼表示了所有的字符以及歐洲語言

中的字符

人而數(shù)以千計(jì)的不同語言中的字符,如漢語、日

語該怎么表示?

3一種大字符集的16位編碼Unicode便應(yīng)運(yùn)而生

了,它可以表示超過65,000個(gè)不同的字符

LMicrosoftOffice基于Unicode文字編碼

中國碼件大宇焦玲制37

在接收來昌其他計(jì)算機(jī)的電子娜件時(shí),有時(shí)會出

I現(xiàn)現(xiàn)象,即文字無法識別,為什么?

因?yàn)殡p方采用的

丁型HI4n“Lr一萬驍

漢字編碼

分析漢事字輸入以字輸入碼

數(shù)量金字輸出以字字形碼

勺部編碼

計(jì)算機(jī)處理困翻字機(jī)內(nèi)碼

中國海洋大學(xué)焦玲制39

漢字如何輸入到計(jì)算機(jī)中的?,

各種輸入法?…拼音、五筆等

士碼/

明十一7v=r*TTV:^ipu—40

漢字在計(jì)算機(jī)內(nèi)部如何表示?

采用雙字節(jié)代碼,即兩字節(jié)碼

用兩個(gè)七位二進(jìn)制表示一個(gè)尹

巧:代碼(國標(biāo)碼)為39H41H

在機(jī)內(nèi)形式為:

01110011000001

第一字節(jié)第二字節(jié)/

漢字如何輸出?

每一個(gè)漢字的都必英預(yù)先存放在

計(jì)算機(jī)內(nèi)

在輸出議字時(shí),計(jì)算機(jī)苜先到字廢中

找到它的字形描述信息,

43

4十六進(jìn)制碼

00300

1a

2

3

E!國

4

5E

6^

7H

8E

9E

1UH

11a

12E

13E

14E

15E

點(diǎn)陣矢量

44

機(jī)內(nèi)碼

顯示輸出

機(jī)內(nèi)碼向字形碼轉(zhuǎn)換

打印輸出

中國海洋大學(xué)焦玲制45

?在計(jì)算機(jī)內(nèi)部如何區(qū)分中?文?

-對于中文,將岳一個(gè)字節(jié)的最高位置為1

-ASdl碼所有字節(jié)最高位保持。

表示字符“0”是漢字“啊”還

是西文字符“0”

表示字符”!

“啊”國標(biāo)碼:30H21H和“!”呢?

解決辦法

每一個(gè)字節(jié)的最高位置為1

中國海洋大學(xué)焦玲制46

多媒體信息編碼

圖形、圖像、聲音、視頻等多媒體信息也可以存儲在計(jì)

算機(jī)中,客些信息要經(jīng)過數(shù)字化后,以某種二進(jìn)制編碼

形式來表示。

中國海洋大學(xué)焦玲制47

‘整數(shù)部分:除2取余

小數(shù)部分:乘2取整

\_____________J

十一二進(jìn)制轉(zhuǎn)8位2進(jìn)制表示一十進(jìn)制轉(zhuǎn)換數(shù)值

數(shù)值

28=256個(gè)字符

J

ASCII編碼輸入碼國標(biāo)碼收碼

西文西文

輸入碼、機(jī)內(nèi)碼漢字字形碼

漢字漢字

4

士.模數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)模轉(zhuǎn)換士.-

聲音圖像________---------?尸音圖像

模擬信號

數(shù)字信號

48

目錄

計(jì)算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用

計(jì)算機(jī)中的信息表示

計(jì)算機(jī)的工作原理

計(jì)算機(jī)的硬件和軟件

中國海洋大學(xué)焦玲制49

存儲程序工作原理

許魏廨柳琳舞懶朗:(內(nèi)存)

加以分析和執(zhí)行,直至完成全部指

JohnvonNeumann

令任務(wù)為止。馮?諾依曼

中國海洋大學(xué)焦玲制50

5大硬件

數(shù)據(jù)流

地址流

Flash動畫控制流

演示

中國海洋大學(xué)焦玲制51

目錄

計(jì)算機(jī)中的信息表示

計(jì)算機(jī)的工作原理

計(jì)算機(jī)的硬件和軟件

中國海洋大學(xué)焦玲制52

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)二硬件系統(tǒng)+軟件系統(tǒng)

中國海洋大學(xué)焦玲制53

計(jì)算機(jī)品統(tǒng)組成

運(yùn)算器

——CPU

控制器

主機(jī)——

隨機(jī)存儲器(RAM)

——內(nèi)存只讀存儲器(ROM)

硬件高速緩沖存儲器(Cache)

計(jì)

輸入設(shè)備:鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀等

外部設(shè)備輸出設(shè)備:顯示器、打印機(jī)、音響等

機(jī)

外存:軟盤、硬盤、光盤、U盤等

統(tǒng)操作系統(tǒng):DOS、Windows>Unix、Linux

系統(tǒng)軟件語言處理程序:C、Pascal、VB等

軟件實(shí)用程序:診斷程序、排錯(cuò)程序等

應(yīng)用軟件辦公軟件包、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

中國海洋大學(xué)焦玲制54

計(jì)算機(jī)硬件禁統(tǒng)

計(jì)算機(jī)硬件包括主機(jī)和外設(shè)

中國海洋大學(xué)焦玲制55

快速測試:認(rèn)識電腦配置單

微機(jī)配置單

配置品牌型號價(jià)格

CPU[nteI酷睿g雙核E8400(散)1.80GHz¥1070

主板技嘉GA-EP45T-UD3LR(rev.1.0)¥1099

內(nèi)存金士頓2GDDR31333¥280

硬盤希捷500GB7200.1216M(串口/散)¥1399

顯卡Inno3DiChiIIGTX260+金牛收藏版¥239

光驅(qū)先鋒218VXL¥239

液日日顯小器三星T220¥1450

機(jī)箱酷冷至尊開拓者P100¥359

電源航嘉冷靜王至尊版(ATX12V2.3版)¥450

鼠標(biāo)RazerDeathAdder煉獄蛭蛇¥320

鍵盤DELLSK-8135¥260

音箱漫步者R201T08¥210

合計(jì)金額:7491元

查希自己的計(jì)算機(jī)配置

樣例計(jì)算機(jī)你的計(jì)算機(jī)

計(jì)算機(jī)生產(chǎn)商惠普

計(jì)算機(jī)型號惠普暢游人(HPPavi1ion)

處理器生產(chǎn)商AMD

處理器類型Ath1on64X2

處理器速度2.4GHz

處理器數(shù)量1(雙核)

RAM容量1.93GB

計(jì)算機(jī)硬件禁統(tǒng)之CPU

控制整個(gè)計(jì)算機(jī)

所有部件的工作

運(yùn)算器執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算和邏

輯運(yùn)算

■寄存器?

保存等待處理的數(shù)

據(jù)

中國海洋大學(xué)焦玲制58

CPU的發(fā)展歷程

微處理器的性能構(gòu)成因素

設(shè)計(jì)架構(gòu)時(shí)鐘頻率軟件優(yōu)化

頻率108KHz,晶體管2300個(gè)

1971

頻率2MHz,晶體管6000個(gè)

1974Altair

頻率570MHz,晶體管29000個(gè)

1972IBMPC

頻率2GHz,晶體管4200萬個(gè)

2000

中國海洋大學(xué)焦玲制59

CPU的工作流程

例如:計(jì)算4+5的值

1.要處理的

數(shù)據(jù)從RAM

中取出,放4.結(jié)果

到寄存器中送回RAM

2.控制器

發(fā)UA|出1|/-=信*=-E3?,

指明要進(jìn)

行的操作

3.運(yùn)算器執(zhí)行操作,將結(jié)果存放

至U累力口器中中國海洋大學(xué)焦玲制60

八作

CPU主要性能指標(biāo)

個(gè)性能指標(biāo)衡量CPU

主頻|外頻和倍頻|字長高速緩沖存施

8。詳細(xì)參數(shù)

中國海洋大學(xué)焦玲制61

IntelS$i5750主要參數(shù):

處理器架構(gòu)Intel系列

CPU型號酷睿i5____________

CPU主頻2.66GHz

CPU系列IntelCorei5

CPU核心數(shù)量四核心

CPU制作工藝45納米高速緩

一級緩存(KB)128存

二級緩存(MB)1M倍頻外

倍頻、外頻20133MHz頻

指令集_______________64位中國^部弱治玲制62

主頻外頻和倍頻字長I高速緩沖存儲器

CPU的主頻指CPU在一秒鐘內(nèi)能夠完成的工作周期數(shù)

CPU的主頻的單位:Hz(赫茲)

主頻越高,速度越快

中國海洋大學(xué)焦玲制63

主頻■瞬解翡?字長高速緩沖存儲器

CPU的外頻指CPU與主板之間同步運(yùn)行的速度

決定著整塊主板的運(yùn)行速度。

倍頻是指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的主頻也越高

中國海洋大學(xué)焦玲制64

主頻外頻和倍頻字長高速緩沖存儲器

字長指CPU在一次操作中能處理的最大數(shù)據(jù)單位

如:一個(gè)CPU的字長為16位

表示每執(zhí)行一條指令可以處理16位二進(jìn)制數(shù)據(jù)

字長越長,CPU處理的數(shù)據(jù)越多

目前酷睿CPU已是64位字長

中國海洋大學(xué)焦玲制65

外頻和倍頻高速緩沖存儲器

影響CPU性能的一個(gè)重要因素是高速緩沖存儲器

“善行高速數(shù)據(jù)交換的存儲器

先于內(nèi)存與CPU交換數(shù)據(jù),因此速度極快

避免了CPU等待從RAM中傳輸數(shù)據(jù)而浪費(fèi)太多時(shí)間

中國海洋大學(xué)焦玲制66

主頻外頻和倍頻字長高速緩沖存儲器

在PC的配置中,一般都帶有高速緩存如:

一級緩存:512KB

二級緩存:6MB

緩存蔡大,林格越高,于CPU封裝在一塊芯片上

存放當(dāng)前內(nèi)存中頻繁使用的程序塊和數(shù)據(jù)塊

以接近于CPU的速度向CPU提供指令和數(shù)據(jù)

CPUCache內(nèi)存

中國海洋大學(xué)焦玲制67

CPU新技術(shù)

雙核/多核處理器45納米

中國海洋大學(xué)焦玲制68

Intel整春i5750主要參數(shù):

處理器架構(gòu)Intel系列

CPU型號酷睿i52工

CPU主頻2.66GHz

CPU系列IntelCorei5

CPU核心數(shù)量四核心

CPU制作工藝45納米_____________

一級緩存(KB)128

二級緩存(MB)1M

倍頻、外頻20133MHz

卜洋大學(xué)焦玲制

指令集64位中解69

雙核/多核處理器45納米

雙核心/多核心處理器是在一塊CPU上

集成兩顆或者兩顆以上處理器的核心

通過并行總線將個(gè)處理器核心連接起來,提高計(jì)算能力

中國海洋大學(xué)焦玲制70

雙核/多核處理器45納米

CPU的制作,數(shù)值越小越好,性能越好,發(fā)熱越小

2007年英特爾發(fā)布第一款給予45納米的四核處理器

標(biāo)志著處理器制作正式跨入45納米

在人類的一根頭發(fā)上可以放置

2000多個(gè)45納米晶體管

目前,已經(jīng)CPU制作工藝已進(jìn)入32納米A

CPU的核心可

常見術(shù)語之超頻

通常所指的超頻多指CPU的超頻,通過調(diào)整CPU的外頻

和倍頻就能提高CPU的主頻

超頻會加快器件的老化,縮短計(jì)算機(jī)的使用壽命

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時(shí)刻關(guān)注CPU的溫度!

關(guān)注風(fēng)扇是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常

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CPU主流產(chǎn)品

生成CPU的兩大廠家

InterlAMD

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雷蜜£四被IntelCorea,Quad

奔騰雙核Intelpentiumdual-core

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Inter1AMD

QMD成立于1969年,為計(jì)算機(jī)、通信和消費(fèi)電子行業(yè)

設(shè)計(jì)和制造各種創(chuàng)新的錐處理器、閃存等

,,

在CPU市場上的占有率僅次于Intel〃龍芯

OMD速龍OMD雙核速龍TM64((HhlonX?64)

(Othlon64)

OMD閃龍TM(Sempron64)

OMD拉龍TM64

(Turion64)

OMO雷鳥TM(Thunderbird)

QMO羿龍TM(phenom)

QMD鉆龍TM(Duron)

----------———吊國海洋夫?qū)WJ焦玲制76

Intel與AMD的區(qū)別:

UJTGL對準(zhǔn)高端市場,對準(zhǔn)中低市場

RTd工作穩(wěn)定性好,小心游戲性和超頻性好

的發(fā)熱量和功耗比12TEL的高,(主要是12Td的*)

構(gòu)架和制作工藝比AMD的先進(jìn)。不過現(xiàn)在AM〉也是45納米級

別了,功耗和發(fā)熱量都下來了)

價(jià)格的差距顯而易見RTd高于AA必

中國海洋大學(xué)焦玲制77

思考:電腦中的32位或者64位指什么?

CPO的字長有32位或者64位

操作羽統(tǒng)也有32位或者64位

WinXP、vistasWindo3s7有32位木口64位

如何查看自己的電腦是多少?位的?

在開始I運(yùn)行中輸入〃3nms(T如果你的羽統(tǒng)是64位的,

則會明確標(biāo)于出ZZX64edition^如果你的系統(tǒng)是32位的,

則會明確標(biāo)于出〃XS6edition”

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計(jì)算機(jī)硬件禁統(tǒng)之存儲器

中國海洋大學(xué)焦玲制79

計(jì)算機(jī)硬件茅統(tǒng)之存儲器

外存

特點(diǎn):

(5、速度快,容量小,價(jià)格較高;

(2)可由CPU直接訪問;

(3)內(nèi)存即主存,RAM(隨機(jī)訪問存儲器)

(4)相當(dāng)于〃等待室〃,保存了等待處理的

數(shù)據(jù)和指令;

(5)臨時(shí)保存數(shù)套,斷電數(shù)據(jù)丟失;

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