大學計算機基礎教學計算機系統(tǒng)

單擊此處編輯母版標題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,*,第 2 章 計算機系統(tǒng),主要內(nèi)容：,,硬件系統(tǒng),,軟件系統(tǒng),1,,第 2 章 計算機系統(tǒng),目的要求：,,,通過本章的學習能夠較系統(tǒng)的掌握計算機系統(tǒng)的組成,;,,2,,第 2 章 計算機系統(tǒng),教學重點：,,硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng),,教學難點：,,存儲器的分類；軟件的分類,,教學課時：,,,3,課時,3,,計算機系統(tǒng),硬件系統(tǒng),軟件系統(tǒng),計算機系統(tǒng),4,,計算機系統(tǒng),硬件系統(tǒng),,構成計算機的所有實體部件的集合，通常由機械裝置等組成軟件系統(tǒng),,能夠驅(qū)使計算機硬件系統(tǒng)進行有效工作的程序集合5,,計算機硬件,五大基本組成部分,,輸入設備,,存儲器,,控制器,,運算器,,輸出設備,6,,輸入設備,輸出設備,運算器,存儲器,控制器,結果,程序,數(shù)據(jù),計算機基本功能框圖,7,,計算機工作原理,現(xiàn)在計算機基本上都是基于“存儲程序”的原理設計制造的存儲程序原理是由美籍匈牙利數(shù)學家馮,·,諾依曼（,Von Neumann,）于,1946,年提出來的基本思想：把程序存儲在計算機內(nèi)，使計算機能像快速存取數(shù)據(jù)一樣快速存取組成程序的指令。

8,,硬 件,主機,,CPU（Central Processing Unit）：,控制器和運算器,,內(nèi)存儲器,,外設（,I/O,設備）,,輸入設備和輸出設備,,外存儲器：兼作輸入、輸出設備,9,,CPU Pentium4 820,背面圖,10,,CPU P4 820,正面圖,11,,CPU P4 820性能參數(shù)表,,12,,CPU –Z軟件測試: P4 820,,13,,AMD 公司生產(chǎn)的CPU,,14,,中國研制的：龍芯三號,15,,龍芯（,loongson,）開發(fā)歷程,:,,2002,年,8,月，我國研制出“龍芯一號”，性能相當于“,586”,2003,年研制出“龍芯二號”，達到中檔“,P3”,水平2006,年,9,月研制出,“,龍芯二號增強型”，性能達到中低檔“奔四”水平 2011,年研制出,4,核、,8,核的“龍芯三號”處理器，采用,65,納米生產(chǎn)工藝，,1GHZ,主頻 16,,中央處理器（,CPU,,),,CPU,由運算器、控制器和寄存器及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)的總線構成,性能指標,：,主頻、外頻、倍頻系數(shù)、,CPU,的位和字長、緩存,,前端總線,(FSB),頻率、快速通道相聯(lián),(QPI),。

17,,CPU,性能指標,,主頻：也叫時鐘頻率，單位是兆赫（,MHz,）或千兆赫（,GHz,），用來表示,CPU,的運算、處理數(shù)據(jù)的速度CPU,的主頻,=,外頻,×,倍頻系數(shù),18,,CPU P4 820性能參數(shù)表,,19,,CPU,性能指標,,外頻：外頻是,CPU,的基準頻率，單位是,MHz,CPU,的外頻決定著整塊主板的運行速度倍頻系數(shù)：指,CPU,主頻與外頻之間的相對比例關系CPU,的字長：,CPU,在單位時間內(nèi),(,同一時間,),能一次處理的二進制數(shù)的位數(shù)叫字長20,,思 考 題,,,,CPU,主頻越高，計算機性能是否越好？,21,,主頻,=,外頻*倍頻，所以其中任何一項提高都可以使,CPU,的主頻上升由于主頻并不直接代表運算速度，所以在一定情況下，很可能會出現(xiàn)主頻較高的,CPU,實際運算速度較低的現(xiàn)象 22,,主頻僅僅是,CPU,性能表現(xiàn)的一個方面，而不代表,CPU,的整體性能,,更精湛的制造工藝也能對提升處理器的主頻起到作用,,23,,CPU,的處理能力,簡單地說可以看成：,實際處理能力,=,主頻*執(zhí)行效率,,,AMD 2500+,處理器，采用了,10,級管線，只有,1.8G,的主頻卻能匹敵,2.4G,的,P4,；蘋果電腦的,G4,處理器，更是采用了,7,級管線，只有,1.2G,的主頻卻能匹敵,2.8C,的,P4,，這些都要歸功于更短的管線所帶來的更高的執(zhí)行效率。

24,,摩爾定律,由英特爾（,Intel,）創(chuàng)始人之一戈登,·,摩爾（,Gordon Moore,）,1965,年提出來的其內(nèi)容為：當價格不變時，集成電路上可容納的晶體管數(shù)目，約每隔,18,個月便會增加一倍，性能也將提升一倍換言之，每一美元所能買到的電腦性能，將每隔,18,個月翻兩倍以上這一定律揭示了信息技術進步的速度25,,26,,時 間,CPU,型號,IC,晶體管數(shù)目,工藝技術,1999,Pentium III,950,萬個,,0.25-0.18μm,2000,Pentium 4,5500,萬個,,0.18μm,2003,Pentium 4E,7700,萬,90nm,2006,酷睿,2,雙核,2.91,億個,65-45nm,2007,酷睿,2,四核,5.8,億個,45nm,2009,酷睿,i,四核,/,八線程,7.31,億個,45-32nm,2012,Westmere,六核,11.7,億個,32nm,蝕刻尺寸,,：是制造設備在一個硅晶圓上所能蝕刻的一個最小尺寸，是,CPU,核心制造的關鍵技術參數(shù)27,,28,,摩爾定律的意義,“摩爾定律”歸納了信息技術進步的速度,這,40,年里，計算機從神秘不可近的龐然大物變成多數(shù)人都不可或缺的工具，信息技術由實驗室進入無數(shù)個普通家庭，因特網(wǎng)將全世界聯(lián)系起來，多媒體視聽設備豐富著每個人的生活。

29,,摩爾定律的意義,這一切背后的動力都是半導體芯片,在今后幾年里，“摩爾定律”可能還會適用但隨著晶體管電路逐漸接近性能極限，這一定律終將走到盡頭30,,摩爾定律的極限,專家們預言，隨著半導體晶體管的尺寸接近納米級，不僅芯片發(fā)熱等副作用逐漸顯現(xiàn)，電子的運行也難以控制，,半導體晶體管將不再可靠美國惠普實驗室研究人員斯坦,·,威廉姆斯說，到,2010,年左右，半導體晶體管可能出現(xiàn)問題，,芯片廠商必須考慮替代產(chǎn)品31,,摩爾定律的極限,英特爾公司技術戰(zhàn)略部主任保羅,·,加吉尼則認為，,2015,年左右，部分采用了納米導線等技術的,“混合型”晶體管,將投入生產(chǎn)，,5,年內(nèi)取代半導體晶體管32,,接口,(Interface),,連接主機與外設的轉(zhuǎn)換電路，其作用是實現(xiàn)外設與主機之間的數(shù)據(jù)通信的格式轉(zhuǎn)換（串行,/,并行）、類型轉(zhuǎn)換（模擬,/,數(shù)字）以及速度的匹配33,,接口的分類,,COM,串行接口（接鼠標等）,,LPT,并行接口（接打印機等）,,直接存儲器訪問（,DMA）,接口,,USB,接口,34,,USB,接口,,通用串行總線（,Universal Serial Bus,，簡稱,USB,）是連接外部裝置的一個串口匯流排標準，在計算機上使用廣泛。

35,,USB,接口,,USB 1.0 1996,年，速度,1.5Mb/s,,,USB 1.1 1998,年，速度,12Mb/s,,USB 2.0 High-Speed,,2003,年，速度,480Mb/s (,,USB 2.0 Full-Speed 12Mb/s,),,USB 3.0 2008,年，速度,5Gb/s,，（,Windows,,Vista,、,Windows 7 SP1,和,Linux,支持,USB 3.0,）,,36,,計算機主板,—,華碩,37,,計算機主板,—,技嘉,P67,主板,38,,計算機主板,—,微星,39,,主板,(MainBoard,,),,它安裝在機箱內(nèi)，是微機最基本的也是最重要的部件之一主板一般為矩形電路板，上面安裝了組成計算機的主要電路系統(tǒng)，一般有,BIOS,芯片、,I/O,控制芯片、鍵盤和面板控制開關接口、指示燈插接件、擴充插槽、主板及插卡的直流電源供電接插件等元件40,,計算機軟件系統(tǒng),軟件,,所有程序和相關文檔的總稱軟件分類,,系統(tǒng)軟件,,（支撐軟件）,,應用軟件,41,,系統(tǒng)軟件,管理、監(jiān)視和維護計算機,,分類：,,操作系統(tǒng),,診斷程序,,服務性程序,42,,操作系統(tǒng),是最重要的系統(tǒng)軟件，是計算機與用戶之間的接口。

主要分為三大類,,批處理系統(tǒng),,分時系統(tǒng),,實時系統(tǒng),,（網(wǎng)絡操作系統(tǒng)）,43,,操作系統(tǒng)還按,應用,分類,,單用戶、多用戶 如,DOS,,單任務、多任務 如,Windows,,操作系統(tǒng)的五大主要功能,,作業(yè)管理、進程管理、存儲器管理、設備管理和文件管理44,,常見操作系統(tǒng),DOS、OS/2、UNIX、WINDOWS、,,WINDOWS NT、,,Novell NetWare、……,45,,我國自主研制,,外掛式漢字操作系統(tǒng)：,CCDOS、SPDOS、UCDOS（,均基于,MS-DOS）麒麟”操作系統(tǒng),46,,支撐軟件,支撐軟件是支持其它軟件實施設計、開發(fā)和維護的軟件如：數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)47,,應用軟件,應用軟件是指特定應用領域?qū)Ｓ玫能浖淖痔幚碥浖?Word、WPS,,財務管理軟件,,銀行業(yè)務軟件……,48,,微機原理結構,采用總線（,Bus）,結構,,總線：連接計算機各部件，是傳送信息的公共通道分類：,,數(shù)據(jù)總線,DB（data bus）,,地址總線,AB（address bus）,,控制總線,CB（control bus）,49,,總線（,Bus）,總線是一種內(nèi)部結構，它是,cpu,內(nèi)存、輸入、輸出設備傳遞信息的公用通道，主機的各個部件通過,總線,相連接，外部設備通過相應的,接口電路,再與總線相連接，從而形成了計算機硬件系統(tǒng) 。

50,,微機原理結構框圖,微處理器,控制總線,地址總線,數(shù)據(jù)總線,O,設備,存儲器,I,接口,O,接口,I,設備,51,,總線的主要技術指標,,總線的帶寬,(,總線數(shù)據(jù)傳輸速率,),,總線的位寬,,總線的工作頻率,52,,總線的主要技術指標,,總線的帶寬,(,總線數(shù)據(jù)傳輸速率,),,也稱“前端總線”,(Front Side Bus FSB,）,,總線的帶寬指的是單位時間內(nèi)總線上傳送的數(shù)據(jù)量，即每秒鐘傳送,MB,的最大穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)傳輸率總線的帶寬＝總線的工作頻率*總線的位寬,/8,53,,總線的主要技術指標,,總線的位寬,,總線的位寬指的是總線能同時傳送的二進制數(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54,,總線的主要技術指標,,總線的工作頻率,,總線的工作時鐘頻率以,MHZ,為單位，工作頻率越高，總線工作速度越快,100MHz,前端總線指的是每秒鐘,CPU,可接受的數(shù)據(jù)傳輸量是,100MHz×64bit=6400Mbit/s=800MByte/s,（,1Byte=8bit,）,55,,總線的主要技術指標,,前端總線,,前端總線頻率越大，代表著,CPU,與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳輸量越大，更能充分發(fā)揮出,CPU,的功能。

較低的前端總線將無法供給足夠的數(shù)據(jù)給,CPU,，這樣就限制了,CPU,性能得發(fā)揮，成為,系統(tǒng)瓶頸,56,,Intel Core i3-2100性能參數(shù)表,,處理器頻率,3100 MHz,前端總線,2500 MHz,二級緩存,512 KB,插槽結構,LGA 1155,外頻,100 MHz,核心數(shù)量,雙核,處理器倍頻,31X,內(nèi)存控制器,雙通道,DDR3 1066/1333,57,,QPI(QuickPath Interconnect,,),,QPI,：快速通道相聯(lián) ，,Core i7,平臺集成了內(nèi)存控制器，是數(shù)據(jù)總線的新名稱QPI,的傳輸速率比,FSB,的傳輸速率快一倍現(xiàn)在,QPI,速率可達,6.4TB/s,1GT/S,就是每秒傳輸十的九次方次數(shù)據(jù)，如果一次傳輸,8bit,的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸速率是,6.4GT/s,，那么帶寬就是,51.2Gb/s,58,,輸入設備,鍵盤、鼠標,,光筆、掃描儀、數(shù)碼攝像機、數(shù)碼照相機、傳真機,,麥克風,,……,59,,輸出設備,顯示器,,字符、圖形圖像、液晶,,CRT：,陰極射線管,,CGA：,彩色/圖形適配器,,EGA：,增強型,CGA,,VGA：,視頻圖形陣列,,LCD ：,即液晶顯示器,60,,三星,788DF,顯示器,61,,CRT,是什么？,CRT,是一種使用陰極射線管（,Cathode Ray Tube,）的顯示器,,應用最廣泛的顯示器之一,,CRT,純平顯示器具有可視角度大,,無壞點、色彩還原度高、色度均勻、可調(diào)節(jié)的多分辨率模式、,,響應時間極短,,價格要比,LCD,顯示器便宜不少。

62,,三星,788DF,顯示器參數(shù),顯示屏尺寸 ：,17,吋,,顯像管類型 ：純平,,最高分辨率 ：,1280*1024,,帶寬 ：,110MHZ,,輸入信號連接,/,接口 ：,15,針,D-Sub,63,,明基,FP241VW,64,,LCD,是什么？,液晶是一種有機復合物，液晶顯示器（英文全稱為,Liquid Crystal Display,，簡稱,LCD,）具有低輻射、體積小、能耗低的優(yōu)點65,,LCD_,明基,FP241VW,參數(shù),屏幕比例為,16:10,,擁有,6ms,灰階響應時間,,具備,1920×1200,的分辨率,,1000:1,的對比度,,500cd/m2,的亮度,,水平和垂直可視角度均達到了,178°,,接口方面，明基,FP241VW,則配備了,D-Sub/DVI-D/S-Video/AV/,色差,/HDMI,接口,,并通過了,TCO 06,認證,66,,明基,FP241VW,接口,67,,輸出設備,打印機,,擊打式：針式打印機（用色帶，可打蠟紙）,,非擊打式：激光（用碳粉，速度快、精度高）、噴墨打印機（用墨盒）,,繪圖儀,68,,微機存儲系統(tǒng),C P U,高速緩存,內(nèi)存儲器,外存儲器,69,,Intel Xeon CPU,圖片,70,,內(nèi)存儲器圖片,現(xiàn)代：,184 pin DDR 400 512M,金士頓,240 pin DDR 533 512M,71,,外存儲器,—,硬盤圖片,硬盤 邁拓,72,,外存儲器,—,固態(tài)硬盤,硬盤 邁拓,Intel 120GB X25-M,,73,,外存儲器,—,移動硬盤圖片,硬盤 邁拓,愛國者移動硬盤,74,,中央處理器（微機,:,微處理器）,,CPU（Central Processing Unit）,,高速緩沖（,Cache）,,內(nèi)部存儲器（簡稱主存，,Main Memory,）,,外部存儲器（簡稱輔助）,,軟盤、光盤、移動硬盤、硬盤、,U,盤、…,75,,微機內(nèi)部存儲器,只讀存儲器（,ROM）,,ROM，Read Only Memory，,存儲啟動計算機的引導信息,。

可編程,ROM（PROM）,,可擦寫可編程,ROM（EPROM）,,電可擦寫可編程,ROM（EEPROM),76,,只讀存儲器的應用,--BIOS,,BIOS,（,Basic Input/Output System,，基本輸入輸出系統(tǒng)）,,全稱是,ROM,－,BIOS,，是只讀存儲器基本輸入／輸出系統(tǒng)的簡寫，它實際是一組被固化到電腦中，為電腦提供最低級最直接的硬件控制的程序，它是連通軟件程序和硬件設備之間的樞紐,77,,BIOS,一般臺式機開機時用,del,鍵進入設置界面筆記本一般用,F11,等功能鍵進入，要留意啟動屏幕上的提示CMOS,是目前絕大多數(shù)電腦中都使用的一種,電池供電,，,用來,保存,BIOS,參數(shù)開機時，電腦需要用這些信息來啟動系統(tǒng)如果不慎或發(fā)生意外而弄亂了,CMOS,中保留的信息，電腦系統(tǒng)將,不能正常啟動,78,,BIOS,操作示圖,1,、開機后，按“,DEL”,鍵進入,2,、進行相關項設置,79,,隨機存儲器（,RAM）,,RAM，Random Access Memory，,存儲執(zhí)行的程序和文件，斷電時丟失全部數(shù)據(jù)靜態(tài)（,Static RAM）、,動態(tài),(Dynatic RAM）,80,,靜態(tài)（,SRAM）,和動態(tài),(DRAM）,,SRAM,不需要,刷新電路,就能保持它內(nèi)部存儲的數(shù)據(jù)，速度快（,1~15ns),，,集成度低,，功耗較大，,多用于,高速緩存,C,ache,。

高速緩存,：,位于,CPU,與內(nèi)存之間，是一個讀寫速度比內(nèi)存更快的存儲器當,CPU,向內(nèi)存中寫入或讀出數(shù)據(jù)時，這個數(shù)據(jù),也被存儲進,高速緩沖存儲器中81,,靜態(tài)（,SRAM）,和動態(tài),(DRAM）,,DRAM,利用電容上的電荷來表示數(shù)據(jù)（由于漏電的存在），為了保持數(shù)據(jù)每隔一段時間．需要刷新充電，否則內(nèi)部的數(shù)據(jù)就會丟失 ，多用于,內(nèi)存條,（,50~70ns,）SRAM,存儲,l,位的信息需要,4-6,只晶體管，制造成本較高,(DRAM,只要,1,只晶體管就可以實現(xiàn),),82,,SDRAM,：,Synchronous Dynamic Random Access Memory,，同步動態(tài)隨機存儲器的分代,,第一代,SDR SDRAM,,,第二代,DDR SDRAM,,,DDR,：,Double Data Rate,雙倍速率,,第三代,DDR2 SDRAM,,,第四代,DDR3 SDRAM,,第五代,DDR4 SDRAM,，,2012,年上市,83,,SDRAM,：同步動態(tài)隨機存儲器,類型,電壓范圍,內(nèi)存頻率,Mhz,內(nèi)存帶寬,,MB/S,SDRAM,3.3v,PC 133,1064,DDR1,2.5v,DDR 333,PC-2700,DDR2,1.8v,DDR2 800,PC2-6400,DDR3,1.35-1.5v,DDR3 1333,PC3-10600,DDR4,1.2-1.0v,DDR4 2667,PC4-21300,注：,SDRAM,用時鐘頻率命名，如,pc100,，以后的內(nèi)存則采用數(shù)據(jù)讀寫速率作為命名標準,,，如,PC-,即,DDR,，,PC2=DDR2,，,PC3=DDR3,。

84,,DDR,、,DDR2,、,DDR3,和,DDR4,,不同類型的內(nèi)存條不可以混插 同類型的內(nèi)存條不同頻率的可以混插內(nèi)存條向更省電、傳輸效率更快方向發(fā)展內(nèi)存技術的出現(xiàn)主要是為了提升內(nèi)存與處理器之間的通信帶寬（即,FSB,?,內(nèi)存帶寬達到平衡）,85,,內(nèi)存帶寬瓶頸,,前端總線頻率大多為,800MHz,，其前端總線帶寬為,800MHz×64bit/8=6.4GB/s,如系統(tǒng)使用單通道,DDR 400,內(nèi)存，由于單通道內(nèi)存位寬只有,64 bit,，因此其內(nèi)存總線帶寬只有,400MHz×64bit/8=3.2GB/s,，顯然前端總線將有一半的帶寬被浪費,（內(nèi)存帶寬瓶頸 ）86,,內(nèi)存帶寬瓶頸,,顯然前端總線將有一半的帶寬被浪費，有什么解決方法？,87,,解決方案,,雙通道,DDR400,內(nèi)存已經(jīng)成為,800FSB,處理器搭配的基本標準雙通道,：,就是在北橋芯片級里設計兩個內(nèi)存控制器，這兩個內(nèi)存控制器可相互獨立工作，每個控制器控制一個內(nèi)存通道，從而,使內(nèi)存的帶寬增加一倍,88,,雙通道和三通道,,雙通道,是一種主板芯片組,(Athlon 64,集成于,CPU,中）所采用新技術，與內(nèi)存本身無關，任何,DDR,內(nèi)存都可工作在支持雙通道技術的,主板上,。

89,,雙通道主板,-,華碩,P8H61 PRO,,支持雙通道,DDR3 1333/1066MHz,內(nèi)存,,2011,價格,,￥,849,元,90,,三通道主板,-,華碩,SaberTooth X58,,支持三通道,DDR3 1866/1800/1600/1333/1066MHz,內(nèi)存,,2011,價格,￥,1974,元,,91,,雙通道和三通道,,Core i7,處理器采用的,三通道,內(nèi)存技術拋棄了前端總線，在處理器內(nèi)部集成了內(nèi)存控制器，內(nèi)存與處理器之間采用點對點連接設計，內(nèi)存里的數(shù)據(jù)可由內(nèi)存總線,直接傳送,給處理器，無需再由北橋進行中轉(zhuǎn)要想實現(xiàn)三通道，只要將同色的三根內(nèi)存插槽插上內(nèi)存即可，系統(tǒng)便會自動識別并進入三通道模式但如果插上非,3,或非,6,條的內(nèi)存，如,4,根內(nèi)存，系統(tǒng)會自動進入單通道模式92,,FSB1333Mhz,的帶寬,10664 MB/S,內(nèi)存頻率,,Mhz,通道,,方式,內(nèi)存總線,,位寬,,內(nèi)存帶寬,,,MB/S,DDR2-800,,單通道,64,位,6400,DDR2-800,,雙通道,64*2,位,12800,DDR2-800,三通道,64*3,位,19200,93,,微機外部存儲器,軟磁盤存儲器（軟盤+軟驅(qū)）,,軟盤規(guī)格：8、5.25、3.5、2.5英寸,,目前微機常用軟盤,(Floppy Diskette）,,3.5英寸、約1.44,MB（1440KB）,,讀寫窗口、防塵金屬片、防寫保護口,,軟盤保護：防磁、防塵、……,,軟磁盤驅(qū)動器,94,,3.5,英寸軟盤,_,正面圖,95,,3.5,英寸軟盤,_,背面圖,96,,3.5英寸1.44,MB,軟盤格式化,面數(shù)：雙面（,DS）,高密,: HD,,磁道數(shù)：每面80個磁道,: 0~79,,扇區(qū)數(shù)：每磁道18個扇區(qū),,扇區(qū)容量：每扇區(qū)512字節(jié),,格式化容量（約1.44,MB） 2*80*18*512B=1440KB,97,,硬磁盤驅(qū)動器（,HDD）,,硬磁盤（,Hard Disk）,,技術：溫切斯特技術,,規(guī)格：8、5.25、3.5、2.0英寸等,,存儲格式：磁頭、柱面、扇區(qū),,接口標準與性能參數(shù),,保護：防震動、防磁、……,98,,外存儲器,—,硬盤圖片,硬盤 邁拓,99,,固態(tài)硬盤,(SSD,，,Solid State Disk,),,是由控制單元和存儲單元,(FLASH,芯片,),組成，是用固態(tài)電子存儲芯片陣列而制成的硬盤。

根據(jù)存儲介質(zhì)分為兩種：一種是采用閃存（,FLASH,芯片）作為存儲介質(zhì)，另外一種是采用,DRAM,作為存儲介質(zhì)（這種固態(tài)硬盤目前應用范圍較窄）100,,外存儲器,—,固態(tài)硬盤,硬盤 邁拓,Intel 120GB X25-M,,101,,外存儲器,—,固態(tài)硬盤,硬盤 邁拓,Intel 120GB X25-M,,102,,外存儲器,—,固態(tài)硬盤,硬盤 邁拓,Intel 120GB X25-M,,103,,固態(tài)硬盤與傳統(tǒng)硬盤比較：,項 目,固態(tài)硬盤,傳統(tǒng)硬盤,容 量,較小,大,價 格,高,低,隨機,,存取,極快,,讀速,250MB/s,,寫速,100MB/s,一般,,機械硬盤,,尋道時間：,8-11ms,,轉(zhuǎn)速：,5400-7200rpm,,緩存 ：,8-64MB,寫入,,次數(shù),SLC,,10,萬次,,MLC 1,萬次,無限制,104,,固態(tài)硬盤與傳統(tǒng)硬盤比較：,項 目,固態(tài)硬盤,傳統(tǒng)硬盤,接口類型及速度,SATAII 3Gbps,,SATA,Ⅲ,6Gbps,SATAⅠ 150MB/s,,SATAII 300MB/s,,SATA,Ⅲ,750MB/s,工作噪音,無,有,工作溫度,-10~70℃,5~55℃,防 震,很好,較差,數(shù)據(jù)恢復,難,可以,注：,SATA,（,Serial ATA,）口的硬盤又叫串口硬盤,105,,固態(tài)硬盤與傳統(tǒng)硬盤比較優(yōu)勢：,,存取速度方面：,SSD,固態(tài)硬盤采用閃存作為存儲介質(zhì)，讀取速度相對機械硬盤更快，而且尋道時間幾乎為,0,，這樣的特質(zhì)在作為,系統(tǒng)盤,時候，可以明顯加快操作系統(tǒng)啟動速度和軟件啟動速度。

抗震性能方面：,SSD,固態(tài)硬盤由于完全沒有機械結構，所以不怎么怕震動和沖擊，不用擔心因為震動造成無可避免的數(shù)據(jù)損失106,,固態(tài)硬盤的應用：,,,,Windows 7,系統(tǒng)對固態(tài)硬盤性能和壽命方面的技術進行了更好的改善無需用戶的任何設置，系統(tǒng)會自動辨識存儲設備是機械硬盤還是固態(tài)硬盤,可結合現(xiàn)有傳統(tǒng)硬盤（,HDD,），將操作系統(tǒng)和主要應用程序存儲在,SSD,里，而將視頻、音樂及照片等文件存儲在傳統(tǒng)硬盤里，這樣就能夠最大限度地利用,SSD,高性能的優(yōu)勢107,,光盤存儲器（,Compact Disc）,,光盤驅(qū)動器,,只讀光盤（,CD-ROM）,,一次性可寫光盤,,可重寫光盤,,音頻光盤,CD、,視頻光盤,VCD,108,,存儲器的多級結構,,在計算機存儲系統(tǒng)中，大容量、高速度和高性價比，永遠是我們追求的目標109,,存儲器的多級結構,,C P U,高速緩存,Cache,內(nèi)存儲器,外存儲器,110,,存儲器的多級結構,,用容量更小但速度最快的,SRAM,芯片組成,Cache,,容量較大速度適中的,DRAM,芯片組成,Main Memory,,用容量特大但速度極慢的磁盤設備構成,Virtual Memory,111,,存儲器的多級結構解決方案,,選用生產(chǎn)與運行成本不同的、存儲容量不同的、讀寫速度不同的多種存儲介質(zhì)，組成一個統(tǒng)一的存儲器系統(tǒng)，使每種介質(zhì)都處于不同的地位，發(fā)揮不同的作用，充分發(fā)揮各自在速度、容量、成本方面的優(yōu)勢，從而達到最優(yōu)性能價格比，以滿足使用要求。

112,,1993,年大型計算機的存儲器系統(tǒng),設備,存取速度 存儲容量 存儲成本,,CPU 10ns 512B 1800 (,美分,/KB),,緩存,20~40ns 128KB 72,,主存,60~100ns 512MB 5.6,,虛存,10~20ms 60~228GB 0.23,,后援,2~20ms 512GB~2TB 0.01,113,,存儲器的多級結構,,若能使,CPU,大部分時間訪問高速緩存,CACHE,，速度最快；僅在從緩存中讀不到數(shù)據(jù)時才去讀,主存,，速度略慢但容量更大；當從主存中還讀不到時才去成批量讀,虛存,，速度很慢容量極大；這就很好地同時解決了對速度容量、成本三個方面的需求114,,存儲器的多級結構,一定容量的緩存,Cache,，較高速度和較大容量的內(nèi)存,Main Meory,，較快速度的硬盤,Hard Disk,，對計算機整體性能的提高影響較大115,,思 考,,在個人電腦性能不斷提高的今天，你認為制約電腦性能提高的因素,(CPU,、內(nèi)存、硬盤、主板等,),是什么？請說明一下你的理由？,116,,參考文獻,1,、內(nèi)存瓶頸導致多核超級計算機性能下降,2009,年,11,月,,,,2,、解決,PC,速度瓶頸,!,金士頓固態(tài)硬盤,,NCDIY.COM,,2011,年,8,月,,3,、專家提突破計算機瓶頸新思路,,美國,《,紐約時報,》,網(wǎng)站報道,2011,年,5,月,,,117,,計算機指令,指令,,指示計算機執(zhí)行某種操作的命令,,每條指令完成一個獨立的操作,,指令格式,,操作碼+操作數(shù)（地址碼）,,指令字長度（字長）,118,,指令系統(tǒng),,計算機所能執(zhí)行的指令集合,,指令分類,,數(shù)據(jù)傳送指令,,運算指令（算術、邏輯）,,程序控制類指令,,輸入、輸出指令,119,,計算機程序設計,著名學者,Christopher Strachey,曾說過：“如果一個人不能理解程序設計語言，他就不能真正理解計算機” 。

120,,程序設計語言教學的目的,,不僅僅是為了使學生掌握一種編程工具，更重要的是讓學生學習程序設計的基本思想和方法，培養(yǎng)學生用計算機分析問題、解決問題的能力，提高學生的計算機文化素質(zhì)121,,程序：有限指令序列,,程序設計,,問題分析,,算法設計,,編寫程序代碼,,上機調(diào)試程序,,得出正確結果,122,,計算機語言（四代）,機器語言,,匯編語言,,高級語言,,甚高級語言,123,,機器語言,,二進制指令集,,匯編語言,,二進制指令的符號化代碼集,124,,高級語言,,更接近自然語言的計算機語言常見的有：,BASIC、DEPHI、VC.NET、SQL、C++、JAVA、……,,數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),FoxPro，,具有程序設計功能,125,,語言處理程序,匯編程序,,將匯編語言編寫的程序（源程序）,翻譯,成機器語言程序（目標程序）的語言處理程序其過程稱為匯編126,,編譯程序,,將高級語言編寫的程序（源程序）翻譯成機器語言程序（目標程序）的語言處理程序其過程稱為,編譯,只有編譯成功（無錯誤）的程序才能被執(zhí)行如,C、C++,是編譯型語言,127,,解釋程序,,將高級語言編寫的程序（源程序）逐句翻譯成機器指令并立即執(zhí)行的語言處理程序。

其過程稱為,解釋,程序執(zhí)行時，遇錯時停可修改錯誤后再執(zhí)行如,BASIC、FoxPro,是解釋型語言,128,,微機系統(tǒng)性能指標,字長：主要地決定,CPU,性能,,運算速度,,主頻：,CPU,的時鐘頻率,,外設配置,,軟件配置,129,,當前中檔筆記本硬件配置,價格：,5300,元左右；定位：商用,,主機：,Intel,酷睿,i7 2630QM,,CPU 2GHz,主頻、最高睿頻,,2900MHz,,、,四核心,/,八線程,、,4GB,以上內(nèi)存,,顯示器：,14,英寸,,、,1366×768,分辨率 屏幕比例,16:9,,顯卡：,NVIDIA GeForce GT 540M,、,1GB,顯存、顯存位寬,128,,硬盤：,640GB,、,5400,轉(zhuǎn)/分,130,,光驅(qū)：,DVD,刻錄機,,其它：筆記本重量 ：,2.184Kg,,,6,芯鋰電池，,4400,毫安,,,集成,200,萬像素攝像頭,,,1000Mbps,以太網(wǎng)卡,,支持，藍牙,2.1,模塊,,,6,合,1,讀卡器,,支持指紋識別功能,131,,微機軟件配置,Windows 7 Home Basic,,Office2008,,BC++、VC.NET、JAVA、…,,詞霸,2011,、瑞星殺毒,2011,、…,,IE、,下載軟件、…,132,,多媒體計算機,媒體：,是指信息表示和傳播的 載體，如：文字，聲音。

133,,多媒體技術,是指利用計算機技術把文本、聲音、圖形和圖像等各種媒體綜合一體化，使它們建立起邏輯關系，并能進行加工處理的技術加工處理：主要指對這些媒體的,錄入,、,壓縮,、,存儲,、,顯示,、,傳輸,等134,,多媒體技術的特征,集成性,,交互性,:,是指人和計算機能,”,對話,”,， 以便進行人工干預控制， 它是多媒體技術的,關鍵特征,數(shù)字化,,實時性,135,,小 結,通過上面的學習，你是否明白：,,一個較完整的計算機系統(tǒng) 由哪幾部分組成？,,,136,,作 業(yè),一、簡答題,,2,題、,4,題、,5,題、,12,題、,15,題,,二、單選題（全部）,137,,作 業(yè),三、思考題,,在多核,CPU,計算機系統(tǒng)中，是否核數(shù)越多，計算機性能越好？,,138,,。