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1、计算机文化基础板书1第1页，本讲稿共13页第一节 计算机基本概念一、二进制（一）二进制表达 二进制数有2个数码0和1，基数是2，按“逢二进一”法则计数（二）数据单位 （1）位（bit）数据的最小单位，只能表示一个开关量 （2）字节（byte）一个字节等于8个位 （3）字（word）计算机一次存取、处理和传递的字节 计算机存储的容量以字节为单位，采用的容量单位还有KB MB、GB等 1KB=210B=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB（三）进制转换 2第2页，本讲稿共13页硬件系统软件系统控制器运算器存储器输入设备输出设备系统软件应用软件操作系统语言处理程序数据库管理系统诊断
2、程序等管理信息系统办公软件专用软件包等计算机系统二 计算机的基本构成第一节 计算机基本概念3第3页，本讲稿共13页第一节 计算机基本概念控制器运算器输入设备存储器输出设备处理结果原始数据控制信息数据信息三 计算机的工作原理（一)冯 诺依曼计算机模型存储器RAM 可读写，关机会丢失数据ROM 只读不写，关机不会丢失4第4页，本讲稿共13页(二二)计算机指令系统计算机指令系统 指令由操作码和地址码构成指令由操作码和地址码构成指令的执行流程指令的执行流程:取指令取指令 指令译码指令译码 取操作数取操作数 指令执行指令执行 结果写回结果写回(三三)CPU的信号与指标的信号与指标控制器和运算器封装在一起
3、，成为中央处理器（控制器和运算器封装在一起，成为中央处理器（CPU）内部包含自己的存储电路称为寄存器内部包含自己的存储电路称为寄存器(1)处理器主频处理器主频在一秒内产生的脉冲个数成为时钟频率（主频）在一秒内产生的脉冲个数成为时钟频率（主频）主频外频主频外频倍频（倍频可以从倍频（倍频可以从.523以至更高以至更高)(2)时钟周期时钟周期 时钟周期时钟周期=1/主频主频 时钟周期是时钟周期是CPU操作的最小时间单位操作的最小时间单位(3)总线周期总线周期 CPU与内存单元之间写入和读取一个字节所需的时间与内存单元之间写入和读取一个字节所需的时间(4)指令周期指令周期 CPU从内存取出指令到执行完
4、毕所需的时间从内存取出指令到执行完毕所需的时间 第一节 计算机基本概念5第5页，本讲稿共13页第一节 计算机基本概念(5)数据总线数据总线 作用是传输数据作用是传输数据,是双向传输线路是双向传输线路(6)地址总线地址总线 确定确定CPU读写数据的存储位置读写数据的存储位置,是单向信号线路是单向信号线路(7)控制总线控制总线 包括了各种控制信号包括了各种控制信号,实现对计算机系统的全面控制实现对计算机系统的全面控制(四四)CPU内核结构内核结构1.制造工艺与工作电压制造工艺与工作电压 生产工艺水平可达生产工艺水平可达65nm CPU采用铜导线技术（过去采用铝导线技术）采用铜导线技术（过去采用铝导
5、线技术）电压从电压从5V下降到下降到3.1V、2.8V、2.0V、1.5V、1.1V2。CPU核心技术核心技术(1)Cache 高速缓存高速缓存位于位于CPU与内存之间与内存之间,做在做在CPU内部内部,与与CPU同频率工作同频率工作(2)流水线技术流水线技术 在一个时钟周期里五个操作在一个时钟周期里五个操作(取指令取指令 指令译码指令译码 取操作数取操作数 指令执行指令执行 结果写回结果写回)按流水线按流水线 方式执行方式执行6第6页，本讲稿共13页第一节 计算机基本概念(3)(3)乱序执行乱序执行 在两条相关指令之间插入无相关的指令来执行在两条相关指令之间插入无相关的指令来执行(4)(4)
6、分支指令预测技术分支指令预测技术(5)(5)超标量超标量 把多个把多个CPUCPU核心做到一个核心做到一个CPUCPU芯片中芯片中(6)(6)指令动态技术指令动态技术 把上述提高操作效率的技术融合在一起的技术把上述提高操作效率的技术融合在一起的技术(7)(7)超线程技术超线程技术 为每个为每个CPUCPU设置两个前端入口设置两个前端入口,使每个使每个CPUCPU形成两个逻辑形成两个逻辑CPUCPU(8)(8)双核双核CPUCPU 把两个物理把两个物理CPUCPU核心整合入一个内核中核心整合入一个内核中 7第7页，本讲稿共13页第一节 计算机基本概念四四 计算机主板相关技术计算机主板相关技术(一
7、一)BIOS 基本输入输出系统基本输入输出系统 EPROM FLASH ROM(闪存技术闪存技术)(二二)CMOS RAM 记录了系统的一些主要硬件配置和系统时间等记录了系统的一些主要硬件配置和系统时间等,使用热键进入使用热键进入(三三)控制芯片组控制芯片组 是是CPU与其外部设备连接的接口和控制电路的总称与其外部设备连接的接口和控制电路的总称 1.北桥芯片北桥芯片 CPU与内存与内存显卡之间建立通信接口显卡之间建立通信接口 2.南桥芯片南桥芯片 负责负责CPU与与I/O总线之间的通信总线之间的通信 芯片组的名称是以北桥芯片的名称来命名芯片组的名称是以北桥芯片的名称来命名(intel 845E
8、),南桥芯片不与南桥芯片不与CPU直接相连而与北桥芯片相连直接相连而与北桥芯片相连(四四)前端总线频率前端总线频率 北桥芯片与北桥芯片与CPU之间的连接总线称为前端总线之间的连接总线称为前端总线 前端总线频率为外频的前端总线频率为外频的2倍、倍、4倍甚至更高倍甚至更高8第8页，本讲稿共13页第一节 计算机基本概念(五五)内存内存 用来存放当前运行的程序和当前使用的数据用来存放当前运行的程序和当前使用的数据 分为只读存储器（分为只读存储器（ROM）和读写存储器（）和读写存储器（RAM）目前使用的是目前使用的是DDR SDRAM(六六)主板上主板上I/O口口 1.串行接口串行接口 RS232接口（
9、连接鼠标、接口（连接鼠标、MODEM、写字板等）、写字板等）USB接口接口 通用串行总线，最多可连接通用串行总线，最多可连接127个外部设备个外部设备 一般连接一般连接USB设备端点之间设备端点之间 距离距离 不超过不超过5M SATA硬盘接口硬盘接口 IEEE1394接口（速度高于接口（速度高于USB1.1 低于低于USB2.0)2.并行接口并行接口 LPT打印机接口打印机接口 IEEE-488接口接口 应用于仪器仪表应用于仪器仪表 IDE(ATA)硬盘接口硬盘接口 3.ISA总线总线 最大传输速率最大传输速率8MB/S 9第9页，本讲稿共13页第一节 计算机基本概念4.PCI总线总线 PC
10、I总线有总线有32bit和和64bit之分之分,总线速度有总线速度有33mhz和和66mhz 速度可达速度可达1GB/S 5.AGP总线总线 工作频率工作频率66mhz,AGP8X速度可达速度可达2.1GB/S6.PCI Express总线总线 PCI Express总线速度可达总线速度可达10GB/S,最大特点在设备间采用点对点串行连接最大特点在设备间采用点对点串行连接 10第10页，本讲稿共13页第一节 计算机基本概念五五 计算机外部设备计算机外部设备(一一)显示器显示器1.显卡显卡(显示适配器显示适配器)2.CRT显示器显示器3.LCD(液晶显示器液晶显示器)(二二)硬盘硬盘(三三)RA
11、ID技术技术 阵列式硬盘技术阵列式硬盘技术 应用于服务器应用于服务器(四四)光驱光驱1.CD-ROM2.DVD-ROM3.光驱光驱4.刻录光驱刻录光驱5.光驱倍速光驱倍速 11第11页，本讲稿共13页第一节 计算机基本概念六六 计算机编程语言与软件计算机编程语言与软件(一一)计算机语言计算机语言1.机器语言机器语言2.汇编语言汇编语言3.高级语言高级语言(basic,c+,vb等等)(二二)系统软件和应用软件系统软件和应用软件1.系统软件系统软件 DOS、WINDOWS、UNIX等操作系统等操作系统2.应用软件应用软件 word、EXCEL、医院管理系统等、医院管理系统等(三三)文件与文件系统
12、文件与文件系统 文件名文件名 主名主名.扩展名扩展名 文件标识符文件标识符 盘符盘符 路径路径 文件名文件名 FAT文件系统文件系统 NTFS文件系统文件系统(WINDOWS XP采用采用)12第12页，本讲稿共13页第一节 计算机基本概念七七 计算机通讯计算机通讯(一一)网络网络 网络分为局域网网络分为局域网(LAN)和广域网和广域网(WAN)1.局域网局域网LAN的建立的建立 令牌网令牌网 采用环行拓扑结构采用环行拓扑结构 以太网以太网 总线结构的网络总线结构的网络2.交换机交换机3.路由器路由器4.网关网关(防火墙防火墙)(二二)网络协议网络协议在网络上计算机之间的一种语言在网络上计算机之间的一种语言 1.TCP/IP 协议协议 2.IP地址地址 3.IPX/SPX协议协议 与与TCP/IP 协议不同是不使用协议不同是不使用IP地址地址 4.NetBEUI协议协议 适合在适合在”网络邻居网络邻居”中传输数据中传输数据5.PPPoE协议协议(以太网以太网 上的点对点协议上的点对点协议)为每个用户创建虚拟拨号连接为每个用户创建虚拟拨号连接(三三)ADSL 一种利用用户电话线一种利用用户电话线,虚拟拨号宽带上网方式虚拟拨号宽带上网方式(采用采用PPPoE协议协议)(四四)无线局域网无线局域网 13第13页，本讲稿共13页