課件-00基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)硬件

計(jì)算機(jī)硬件數(shù)字計(jì)算機(jī)的組成在電子計(jì)算機(jī)中，相當(dāng)于算盤功能的部件，我們稱之為運(yùn)算器；相當(dāng)于紙那樣具有“記憶”功能的部件，我們稱之為存儲器；相當(dāng)于筆那樣將原始解題信息送到計(jì)算機(jī)或把運(yùn)算結(jié)果顯示出來的設(shè)備，那么稱之為輸入設(shè)備或輸出設(shè)備；而相當(dāng)于我們?nèi)说拇竽X，能夠自動控制整個計(jì)算過程的，我們稱之為控制器。最早的計(jì)算機(jī)模型最早的計(jì)算機(jī)——ENIAC第一臺電子計(jì)算機(jī)叫ENIAC（電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)的簡稱，英文全稱為ElectronicNumericalIntegratorandComputer），它于1946年2月15日在美國誕生。馮·諾伊曼體系結(jié)構(gòu)把計(jì)算機(jī)要執(zhí)行的指令和要處理的數(shù)據(jù)都采用二進(jìn)制表示把要執(zhí)行的指令和要處理的數(shù)據(jù)按照順序編成程序存儲到計(jì)算機(jī)內(nèi)部讓它自動執(zhí)行。(存儲程序控制原理)存儲程序控制原理是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)運(yùn)行的基本基礎(chǔ)?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)也是根據(jù)計(jì)算機(jī)的存儲程序控制原理和特點(diǎn)形成的。現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu):(1)運(yùn)算單元(2)控制單元(3)存儲單元(4)輸入設(shè)備(5)輸出設(shè)備與存儲程序控制相關(guān)的核心部件:

CPU存儲器:中央處理器,計(jì)算機(jī)的核心部件。

CPU的結(jié)構(gòu):運(yùn)算單元控制單元少量寄存器

CPU的功能:執(zhí)行指令進(jìn)行運(yùn)算現(xiàn)代PC計(jì)算機(jī)的運(yùn)行原理輸入設(shè)備鍵盤（鍵盤的布局）鼠標(biāo)（光電、跟蹤球式、觸摸屏式）手寫筆（電阻式、感應(yīng)式）游戲操縱桿其他輸入設(shè)備掃描儀MICR–磁墨水字符閱讀器OCR–光學(xué)字符識別器數(shù)碼相機(jī)攝像頭……中央處理器（CPU）IntelCore2ExtremeQX6700AMDAthlon64FX60CPU結(jié)構(gòu)ALU:運(yùn)算邏輯單元CU:控制單元高速緩存由于CPU的運(yùn)算速度愈來愈快，主存儲器(DRAM)的數(shù)據(jù)存取速度常無法跟上CPU的速度，因而影響計(jì)算機(jī)的執(zhí)行效率。為了提高CPU的性能，可以在CPU和主存儲器之間使用緩存。緩存是指可以進(jìn)行高速數(shù)據(jù)交換的存儲器，它先于內(nèi)存與CPU交換數(shù)據(jù)，因此速度很快。緩存的工作原理是當(dāng)CPU要讀取一個數(shù)據(jù)時，首先從緩存中查找，如果找到就立即讀取并送給CPU處理；如果沒有找到，就用相對慢的速度從內(nèi)存中讀取并送給CPU處理，同時把這個數(shù)據(jù)所在的數(shù)據(jù)塊調(diào)入緩存中，這可以使得以后對整塊數(shù)據(jù)的讀取都從緩存中進(jìn)行，不必再調(diào)用內(nèi)存。L1

Cache（一級緩存）是CPU第一層高速緩存。內(nèi)置的L1高速緩存的容量和結(jié)構(gòu)對CPU的性能影響較大，不過高速緩沖存儲器均由靜態(tài)RAM（SRAM，StaticRAM）組成，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，在CPU管芯面積不能太大的情況下，L1級高速緩存的容量不可能做得太大。一般L1緩存的容量通常在32—256KB。L2

Cache（二級緩存）是CPU的第二層高速緩存，分內(nèi)部和外部兩種芯片。內(nèi)部的芯片二級緩存運(yùn)行速度與主頻相同，而外部的二級緩存則只有主頻的一半。L2高速緩存容量也會影響CPU的性能，原則是越大越好，現(xiàn)在普通臺式機(jī)CPU的L2緩存一般為128KB到4MB或者更高，筆記本、服務(wù)器和工作站上用CPU的L2高速緩存最高可達(dá)1MB-4MB。存儲器（按用途分類）主存儲器外存儲器主存儲器主存儲器簡稱主存，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主要存儲器，用來存放計(jì)算機(jī)運(yùn)行期間的大量程序和數(shù)據(jù)。它能和緩存交換數(shù)據(jù)和指令。外存儲器外存儲器簡稱外存，是輔助寄存器。硬盤軟盤光盤優(yōu)盤U盤的優(yōu)點(diǎn)體積?。ù蚧饳C(jī)大?。┲亓枯p（約15克）容量大存儲速度快USB接口，支持熱插拔不需要驅(qū)動（除Windows98外）Flash閃存存儲器（按存儲器的性質(zhì)分類）RAM隨機(jī)存取存儲器（RandomAccessMemory）

CPU根據(jù)RAM的地址將數(shù)據(jù)隨機(jī)的寫入或讀出。電源切斷后，所存數(shù)據(jù)全部丟失。按照集成電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，RAM又分為兩類：SRAM，靜態(tài)RAM（StaticRAM） 靜態(tài)RAM速度非?？欤灰娫创嬖趦?nèi)容就不會消失。但他的基本存儲電路是由6個MOS管組成1位。集成度較低，功耗也較大。一般高速緩沖存儲器（cachememory）用它組成。DRAM，動態(tài)RAM（DynamicRAM）

DRAM內(nèi)容在幾秒之后自動消失，因此必須周期性的在內(nèi)容消失之前進(jìn)行刷新（Refresh）。由于他的基本存儲電路由一個晶體管及一個電容組成，因此他的集成成本較低，另外耗電也少，但是需要刷新電路。ROM只讀存儲器（ReadOnlyMemory）

ROM存儲器將程序及數(shù)據(jù)固化在芯片中，數(shù)據(jù)只能讀出不能寫入。電源關(guān)掉，數(shù)據(jù)也不會丟失。ROM按集成電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以分為：PROM，可編程ROM（ProgramableROM） 將設(shè)計(jì)的程序固化進(jìn)去，ROM內(nèi)容不可更改。EPROM，可擦除、可編程（ErasablePROM） 可編程固化程序，且在程序固化后可通過紫外線光照擦除，以便重新固化新數(shù)據(jù)。EEPROM，電可擦除可編程（ElectricallyErasablePROM） 可編程固化程序，并可利用電壓來擦除芯片內(nèi)容，以便重新固化新數(shù)據(jù)。輸出設(shè)備類型：CRT、LCD尺寸：14”，15”，17”像素：800X600，1600X1200顏色：16位，32位真彩色TCO標(biāo)準(zhǔn)

環(huán)保人體工程安全性輸出設(shè)備打印機(jī)（針式、噴墨、激光）打印精