《計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)》課件

《計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)》ppt課件目錄CONTENTS計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述計(jì)算機(jī)硬件組成計(jì)算機(jī)軟件組成計(jì)算機(jī)工作原理計(jì)算機(jī)性能指標(biāo)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)01計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述CHAPTER19世紀(jì)，以穿孔卡片和機(jī)械計(jì)算器為代表，主要用于解決復(fù)雜的數(shù)學(xué)問(wèn)題。機(jī)械計(jì)算機(jī)時(shí)代20世紀(jì)40年代，第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)ENIAC誕生，體積龐大，運(yùn)算速度慢，主要用于軍事和科學(xué)研究。電子計(jì)算機(jī)時(shí)代20世紀(jì)80年代，隨著微處理器和集成電路的出現(xiàn)，個(gè)人計(jì)算機(jī)開(kāi)始普及，進(jìn)入家庭和辦公領(lǐng)域。個(gè)人計(jì)算機(jī)時(shí)代20世紀(jì)90年代，互聯(lián)網(wǎng)的普及和發(fā)展，使得計(jì)算機(jī)成為獲取和傳遞信息的重要工具。互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程按處理方式模擬計(jì)算機(jī)和數(shù)字計(jì)算機(jī)。模擬計(jì)算機(jī)用于處理連續(xù)變化的信號(hào)，如聲音、圖像等；數(shù)字計(jì)算機(jī)處理離散的數(shù)字信號(hào)。按規(guī)模巨型機(jī)、大型機(jī)、小型機(jī)、個(gè)人計(jì)算機(jī)等。巨型機(jī)運(yùn)算速度快，用于大規(guī)?？茖W(xué)計(jì)算；大型機(jī)適用于事務(wù)處理和數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用；小型機(jī)則適用于部門(mén)級(jí)應(yīng)用；個(gè)人計(jì)算機(jī)則普及于家庭和辦公領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)的分類(lèi)人工智能利用計(jì)算機(jī)模擬人類(lèi)的智能行為，實(shí)現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)、自然語(yǔ)言處理等功能。輔助設(shè)計(jì)利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)和仿真，提高設(shè)計(jì)效率和精度。自動(dòng)控制在工業(yè)生產(chǎn)、交通管理等領(lǐng)域，利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制和監(jiān)測(cè)。科學(xué)計(jì)算利用計(jì)算機(jī)的高速運(yùn)算能力，進(jìn)行大規(guī)模的科學(xué)研究和工程計(jì)算。數(shù)據(jù)處理用于企業(yè)、政府等的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、查詢(xún)、分析和報(bào)表生成等。計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域02計(jì)算機(jī)硬件組成CHAPTER中央處理器中央處理器是計(jì)算機(jī)的核心部件，負(fù)責(zé)執(zhí)行程序中的指令和處理數(shù)據(jù)。組成中央處理器由運(yùn)算器和控制器組成，運(yùn)算器負(fù)責(zé)進(jìn)行算術(shù)和邏輯運(yùn)算，控制器負(fù)責(zé)控制計(jì)算機(jī)的各個(gè)部件協(xié)調(diào)工作。發(fā)展歷程隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，中央處理器的性能和功能也在不斷提升，從最初的晶體管到現(xiàn)在的超大規(guī)模集成電路，中央處理器的制程工藝和核心數(shù)量都有了極大的提升。功能功能存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)中用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和程序的部件。分類(lèi)存儲(chǔ)器可以分為內(nèi)存儲(chǔ)器和外存儲(chǔ)器，內(nèi)存儲(chǔ)器包括隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）和只讀存儲(chǔ)器（ROM），外存儲(chǔ)器包括硬盤(pán)、光盤(pán)、U盤(pán)等。性能指標(biāo)存儲(chǔ)器的性能指標(biāo)主要包括容量、速度和可靠性，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，存儲(chǔ)器的容量和速度都有了極大的提升，同時(shí)可靠性也得到了更好的保障。010203存儲(chǔ)器輸入輸出設(shè)備是計(jì)算機(jī)中用于輸入和輸出數(shù)據(jù)的部件。功能輸入輸出設(shè)備可以分為輸入設(shè)備和輸出設(shè)備，輸入設(shè)備包括鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、攝像頭等，輸出設(shè)備包括顯示器、打印機(jī)、音響等。分類(lèi)隨著技術(shù)的發(fā)展，輸入輸出設(shè)備的種類(lèi)和性能也在不斷提升，觸摸屏、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等新型輸入輸出設(shè)備的出現(xiàn)，使得人機(jī)交互更加便捷和自然。發(fā)展趨勢(shì)輸入輸出設(shè)備功能01總線(xiàn)與主板是計(jì)算機(jī)中用于連接各個(gè)部件的部件。組成02總線(xiàn)是連接各個(gè)部件的通道，主板則是各個(gè)部件的載體，上面集成了中央處理器、內(nèi)存儲(chǔ)器、輸入輸出設(shè)備等部件的接口和控制電路。發(fā)展趨勢(shì)03隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，總線(xiàn)和主板的性能也在不斷提升，高速總線(xiàn)、模塊化設(shè)計(jì)等新型的總線(xiàn)與主板設(shè)計(jì)使得計(jì)算機(jī)的性能和擴(kuò)展性得到了更好的保障。總線(xiàn)與主板03計(jì)算機(jī)軟件組成CHAPTER操作系統(tǒng)提供計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本功能，如任務(wù)調(diào)度、內(nèi)存管理、設(shè)備驅(qū)動(dòng)等。語(yǔ)言處理軟件如編譯器、解釋器，用于將高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)的程序轉(zhuǎn)換為機(jī)器語(yǔ)言。工具軟件如磁盤(pán)工具、系統(tǒng)優(yōu)化工具，用于維護(hù)和管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。系統(tǒng)軟件如Word、Excel、PowerPoint等，用于處理文檔、電子表格和演示文稿。辦公軟件如Photoshop、GIMP等，用于編輯、處理圖片和設(shè)計(jì)。圖像處理軟件如音頻編輯器、視頻編輯器等，用于處理多媒體數(shù)據(jù)。多媒體軟件應(yīng)用軟件軟件開(kāi)發(fā)方法軟件開(kāi)發(fā)與維護(hù)如結(jié)構(gòu)化開(kāi)發(fā)、面向?qū)ο箝_(kāi)發(fā)等，用于指導(dǎo)軟件的開(kāi)發(fā)過(guò)程。軟件測(cè)試通過(guò)各種測(cè)試方法確保軟件的質(zhì)量和穩(wěn)定性。包括糾錯(cuò)性維護(hù)、適應(yīng)性維護(hù)、完善性維護(hù)和預(yù)防性維護(hù)，以保持軟件的正常運(yùn)行和使用。軟件維護(hù)04計(jì)算機(jī)工作原理CHAPTER基礎(chǔ)概念二進(jìn)制是計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理的基石。它只有0和1兩種狀態(tài)，與邏輯電路中的高電平和低電平相對(duì)應(yīng)。二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算規(guī)則簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。二進(jìn)制數(shù)的概念核心流程指令是計(jì)算機(jī)執(zhí)行操作的最小單位。程序由一系列指令組成，按照特定順序執(zhí)行。指令從內(nèi)存中讀取，解碼后由CPU執(zhí)行，結(jié)果再存回內(nèi)存。指令與程序執(zhí)行關(guān)鍵技術(shù)存儲(chǔ)程序的概念使得程序和數(shù)據(jù)存放在內(nèi)存中，按地址訪(fǎng)問(wèn)。內(nèi)存管理涉及內(nèi)存的分配、回收、保護(hù)等機(jī)制，確保程序安全、高效地運(yùn)行。存儲(chǔ)程序與內(nèi)存管理05計(jì)算機(jī)性能指標(biāo)CHAPTER指計(jì)算機(jī)運(yùn)算部件一次能處理的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)。通常，字長(zhǎng)越長(zhǎng)，計(jì)算機(jī)處理能力越強(qiáng)。指用于聲明不同類(lèi)型的變量或函數(shù)的一個(gè)抽象類(lèi)別。常見(jiàn)的數(shù)據(jù)類(lèi)型有整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)、字符等。字長(zhǎng)與數(shù)據(jù)類(lèi)型數(shù)據(jù)類(lèi)型字長(zhǎng)運(yùn)算速度指令周期指計(jì)算機(jī)執(zhí)行一條指令所需的時(shí)間。它是衡量計(jì)算機(jī)性能的重要指標(biāo)。主頻指計(jì)算機(jī)CPU的時(shí)鐘頻率。主頻越高，計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度越快。指計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器所能存儲(chǔ)的二進(jìn)制信息的總量。通常以字節(jié)為單位。存儲(chǔ)容量指從存儲(chǔ)器讀出或?qū)懭胍粋€(gè)數(shù)據(jù)所需要的時(shí)間。它是衡量存儲(chǔ)器性能的重要指標(biāo)。存取周期存儲(chǔ)容量與存取周期06計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)CHAPTER20世紀(jì)50年代，計(jì)算機(jī)通過(guò)線(xiàn)路與遠(yuǎn)程終端連接，實(shí)現(xiàn)信息交換。面向終端的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)多臺(tái)計(jì)算機(jī)互聯(lián)互通國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)互聯(lián)網(wǎng)的興起與發(fā)展20世紀(jì)60年代，多臺(tái)計(jì)算機(jī)通過(guò)通信線(xiàn)路連接，實(shí)現(xiàn)資源共享和信息交換。20世紀(jì)70年代，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定OSI參考模型，促進(jìn)不同廠商生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)之間的互操作性。20世紀(jì)90年代，TCP/IP協(xié)議成為互聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，互聯(lián)網(wǎng)得到迅速發(fā)展。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程根據(jù)覆蓋范圍分類(lèi)：局域網(wǎng)（LAN）、城域網(wǎng)（MAN）、廣域網(wǎng)（WAN）。根據(jù)傳輸介質(zhì)分類(lèi)：有線(xiàn)網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)。根據(jù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類(lèi)：星型網(wǎng)、總線(xiàn)網(wǎng)、環(huán)型網(wǎng)、網(wǎng)狀網(wǎng)。根據(jù)使用目的分類(lèi)：專(zhuān)用網(wǎng)、公用網(wǎng)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類(lèi)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議與IP地址是一種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，用于實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)互通。IP協(xié)議的主