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1、第,1,章 计算机概述,单击此处编辑母版文本样式,*,第,1,章 计算机概述,计算机的类型,微型计算机,中、大型计算机,巨型计算机,微处理器,计算机的性能与发展趋势,基本技术指标,微型化、巨型化、网络化、智能化,摩尔定律,计算机的基本结构,冯,诺依曼模型,计算机的结构,1.1,计算机类型,微型计算机,普及使用的通用计算机，包括桌面计算机、笔记本计算机、掌上计算机,特点：廉价、网络,/,多媒体、人性化,中、大型计算机,用于大型企业、事业单位，研究机构、大学、金融机构作为集中计算和信息处理的计算机,特点：高速度、高可靠性、大容量,巨型计算机,用于尖端科学技术研究、国家机构、军事,特点：超高速度,微
2、处理器,作为其他设备的控制中心,体积小、低功耗、专用化,1.1,计算机类型,微型计算机,微型计算机的特点,体积桌面化,掌上化,通用化，满足多种使用要求,操作简单化，用户平民化，维护简单化,价格低廉化,多媒体化,网络化,1.1,计算机类型,中大型计算机,中大型计算机的特点,结构：,为多个机柜，主机系统、硬盘机、磁带机、打印机、通信处理机等。,性能：,一般具备高速处理能力，大容量内存和外存储系统。大容量的存储系统可能要求磁盘阵列。,可靠性：,要求连续运行不能停机，在要求可靠性很高的场合要有（异地）双（多）主机热备份。定时数据备份。,联网：,一般要求具备快速,的网络、通道处理能力。,1.1,计算机类
3、型,巨型计算机,1.1.3,巨型计算机,超高速度，目前的水平是每秒上百万亿次浮点运算,(FLOPS,：,Floating point number Operations Per Second),结构上为多处理器结构：单指令多数据流,(SIMD),机，并行向量处理机,(PVP),，对称多处理机,(SMP),，大规模并行处理机,(MPP),，工作站群,(COW),，以及分布共享存储器,(DSM),多处理机。,主要应用领域是仿真（如气象预测）、实时控制（如飞行器控制）、模式识别、密码运算、基因工程等。,目前世界上最快的巨型计算机：,IBM,的蓝色基因,/L,，每秒,367,万亿次，,65536,个,
4、PowerPC,处理器,1.1,计算机类型,微处理器,1.1.4,微处理器,微型化的、计算机化的控制部件，通过指令的执行完成设备的控制或信号处理。,功能上类似计算机的核心部分，加上简单化、专用化的接口。包括,CPU,、存储器以及必须的外围接口。,单片机,在一块芯片中集成了,CPU,、存储器、定时器、外部接口单元等，可以通过编程完成很多系统的控制功能的集成电路器件。,微处理器包括针对不同应用的多种类型，包括面向控制的（主要是单片机），面向信号处理的（数字信号处理器），也有可以构成通用计算机系统的。,1.2,计算机的性能与发展趋势,性能,1.2.1,计算机的容量与速度,计算机速度的度量单位一般是,
5、MIPS,（,Million Instruction Per Second,），但,MIPS,和指令复杂度没有关系，为了描述浮点数的运算速度，另一个指标是,FLOPS(FLOPS,：,Floating point number Operations Per Second),影响计算机运算速度的主要因素,CPU,时钟频率,指令系统,CPU,的构造技术，流水线、,Cache,、超标量、超线程等,多,CPU,并行技术,存储器速度,1.2,计算机的性能与发展趋势,性能,计算机的存储容量,以二进制位为最小存储单位（,bit,）以字节为最小访问单位（,Byte,），,8,位构成一个字节,1KB=1024B
6、 1MB=1024KB 1GB=1024MB,内存和外存,内部存储器,由半导体器件构成易失性存储器,运行期间的临时存储器,外部存储器,由磁性存储器和光存储器构成非易失性存储器,永久性存储器,1.2,计算机的性能与发展趋势,发展趋势,微型化和巨型化,微型化,满足更广泛的应用，更高的集成度和更低的功耗使得计算机进一步微型化。巨型化,实现更高速度的运算能力,智能化,使计算机具备学习、推理、判断的能力，实现自然语言能力和视觉能力，让计算机来模拟人的感觉、行为、思维过程的机理。,网络化,多种接入方式,在目前计算机网络已经比较普及的情况下，逐步普及无线接入方式（无线公网或无线局域网）主干通信实现三网合一,
7、整合计算机网、电信网和广播电视网，实现数据包交换。,1.2,计算机的性能与发展趋势,摩尔定律,Intel,公司的创办人之一摩尔发现了一个具有历史意义的现象：“在相等面积,(,制作成本,),的晶片上集成的晶体管数量以每,18,个月增加一倍的趋势增加，执行性能的提升大体也符合这个趋势。”这就是著名的摩尔定律。,1.3,计算机的基本结构,冯,诺依曼模型,什么是计算机？,以美籍匈牙利数学家,约翰,冯,诺依曼,（,1903-1957,，电子计算机之父,）,为首的研制小组提出了,“,存储程序控制,”,的计算机结构,(,即诺依曼机），奠定了现代计算机的体系结构。,冯,诺依曼模型的主要思想,计算机（指硬件）由
8、五大基本部件组成,运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备；,计算机内部采用二进制来表示指令和数据；,将编好的程序和原始数据事先存入存储器中，然后再执行程序。,1.3,计算机的基本结构,计算机的模块结构,计算机系统包括硬件和软件,计算机硬件包括主机和外部设备,计算机主机包括,CPU,和存储器,1.3,计算机的基本结构,PC,机的模块结构,早期的,PC,机的模块结构,存储器,CPU,硬盘接口,软驱接口,硬盘,软盘驱动器,通信接口,光盘驱动器,串行接口,并行接口,电源,220VAC,+12/-12 +5/-5,专用,接口,键盘,扬声器,显示卡,声卡,显示器,音箱,总线插槽,打印机,调制解调器,扫描仪,网卡,局域网,鼠标器,USB,总线,微型,机主,机板,微型,机主,机箱,1.3,计算机的基本结构,PC,机的模块结构,现在的,PC,机模块结构,1.3,计算机的基本结构,PC,机的模块结构,
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