大学计算机基础三.ppt
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1、大学计算机基础,第三章 微型计算机,微型计算机,主要内容 微型计算机概述 微型计算机硬件系统 微型计算机主要性能指标,3.1 微型计算机概述,计算机分为巨型计算机、大型计算机、小型计算机和微型计算机 微型计算机性能飞速提高,不同种类计算机之间界限变得模糊,大、小、微型计算机的工作原理和系统结构相类似 微型计算机可分为IBM-PC兼容机和苹果机两大类,1.PC兼容机(Personal Computer),IBM-PC兼容机占绝对主导地位(PC开放标准). 由IEEE组织制定技术标准(标准PC) 习惯上称正规厂家生产的有注册商标的计算机为品牌机,如HP、Dell、联想、方正、同方等;自己或商家组装
2、的计算机称为兼容机 所有兼容机之间硬件和软件都是通用的,1981年8月12日IBM公司正式推出第一台个人电脑 IBM 5150,处理器用的是Intel公司的Intel 8088,操作系统采用的是微软公司的IBM硬盘操作系统,价格是2665美元。,2.苹果机,苹果机外观,由苹果电脑公司生产 具有专用的硬件和软件 与PC机不兼容 最早采用图形界面个人计算机,1. 主板 2. CPU 3. 存储器 4. 总线与接口 5. 输入设备 6. 输出设备 7. 微型计算机与蓝牙技术,3.2 微型计算机硬件系统,1. 主板,主板:主板是微型计算机硬件系统的核心,是各种设备的连接载体,为所有硬件提供接口或插槽
3、。计算机通过主板把CPU和其他硬件连接成一个完整的系统。不同的主板,结构和布线略有不同。,芯片组 CPU插槽 内存插槽 系统BIOS,提供最基本的硬件控制功能 CMOS,存放硬件配置参数,微机主板结构图,主板上的芯片组,芯片组:是在微机系统中与微处理器配套的辅助电路,CPU通过这些芯片组完成系统的辅助功能。是主板的核心。 北桥芯片:负责与CPU的联系,并控制内存、AGP数据在北桥内部传输,提供对CPU的类型和主频、系统的前端总线频率、内存的类型和最大容量、AGP插槽等支持。发热量大,常装有散热片。 南桥芯片:负责I/O总线之间的通信,如PCI总线、USB、LAN、ATA、音频控制器、键盘控制器
4、、实时时钟控制器、高级电源管理等 。,CPU插槽是用于将CPU芯片插入主板,与主板连接的接口。 CPU插槽分为Slot架构和Socket架构。 Slot 1、Slot 2 Slot A AMD K7(Anthon 速龙) Socket 423 Socket 478 Socket 775 组装电脑或对电脑CPU进行升级时,选择的CPU类型与主板的CPU插座必须匹配。,Socket 478插槽,Socket 775插槽,主板上的CPU插座,BIOS芯片,BIOS:Basic Input/Output System(基本输入输出系统),是被固化到计算机主板上的ROM芯片(主板上一块长方型或正方型芯片
5、)中的一组程序,存放与该主板匹配的基本输入/输出系统程序。 为计算机提供最底层的、最直接的硬件设置和控制,是连通软件程序和硬件设备之间的枢纽。 系统信息设置、开机上电自检程序和系统启动程序等,为计算机提供最低级的、最直接的硬件控制。 BIOS设置程序是储存在BIOS芯片中的,只有在开机时才可以进行设置。现在的主板BIOS几乎都采用Flash ROM。,CMOS,CMOS:互补金属氧化物半导体存储器,是微机主板上的一块可读写的RAM芯片,主要用来保存当前系统的硬件配置和操作人员对某些参数的设定。 CMOS RAM芯片靠后备电池供电,关机或系统掉电,CMOS信息都不会丢失。 CMOS RAM芯片中
6、主要保存着系统基本情况、CPU特性、软硬盘驱动器、显示器、键盘等部件的信息。,CMOS,BIOS设置和CMOS设置的区别与联系 BIOS是主板上的一块ROM芯片,存有系统的重要信息和设置系统参数的设置程序(BIOS Setup程序);CMOS是主板上的一块可读写RAM 芯片,存放着关于系统配置的具体BIOS参数,其内容可通过设置程序进行读写。 CMOS RAM是系统参数存放的地方,而BIOS中系统设置程序是完成参数设置的手段。因此,准确的说法应是通过BIOS设置程序对CMOS参数进行设置。,主板上的内存插槽,内存插槽用于插入内存条,主板所支持的内存的种类和容量由内存插槽决定。,168针SDRA
7、M SIMM插槽 同步动态存储器,184针DDR DIMM插槽 双倍数据速率同步动态存储器,240针DDR2 DIMM插槽,主板上的总线插槽,PCI总线插槽 声卡,网卡等,AGP插槽 显卡,ISA总线插槽 可插显卡,声卡,网卡等,现在基本不用,硬盘接口,是硬盘和光驱等设备与主机系统间的连接部件,作用是在硬盘缓存和主机内存之间传输数据。不同的硬盘接口决定着硬盘与计算机之间的连接速度。 (1)IDE接口标准 IDE(Integrated Device Electronics,电子集成驱动器):把“硬盘控制器”与“盘体”集成在一起的硬盘驱动器,减少了硬盘接口的电缆数目与长度,增强了数据传输的可靠性。
8、 其后发展分支出更多类型的硬盘接口,如ATA、Ultra ATA、DMA、Ultra DMA等接口都属于IDE硬盘。 IDE 硬盘转速 5400、7200rpm,主板IDE接口,SCSI接口,SCSI(Small Computer System Interface,小型计算机系统接口)不是专门为硬盘设计的接口,是一种广泛应用于小型机上的高速数据传输技术。 特点:多任务、带宽大、CPU占用率低,热插拔,但价格较高,SCSI硬盘主要应用于中、高端服务器和高档工作站中。 SCSI硬盘的新接口技术:Ultra320 SCSI是一种新型 SCSI 接口标准。传输速率达到320 MB/s。,SATA接口标
9、准,SATA(Serial ATA)口的硬盘又叫串口硬盘,串行连接方式。结构简单、支持热插拔,提高了数据传输的可靠性。 SATA硬盘仅用四支针脚就能完成所有的工作,分别用于连接电缆、连接地线、发送数据和接收数据,同时这样的架构还能降低系统能耗和减小系统复杂性。 起点高、发展潜力更大,是未来PC机硬盘的趋势。 Serial ATA 1.0定义的数据传输率可达150MB/s,Serial ATA 2.0的数据传输率达到300MB/s,最终SATA将实现600MB/s的最高数据传输率。,主板上的SATA接口,主板的板载功能,随着主板技术的发展,主板已经不单一的是搭载CPU、内存、硬盘以及外设的平台,
10、而是可以附加许多原来由各种类型的卡所承担的功能。这些功能称为板载功能。 目前,主板的板载功能有显卡、声卡、网卡、1394卡等。,CPU(Central Processing Unit)中央处理器,也称中央处理单元、微处理器. CPU是微机中运算器+控制器+高速缓存组成的一块集成电路芯片,是组成微型计算机的核心部件,承担着的运算和控制任务。 CPU的性能大致反映了微机的性能和档次,结构:运算器、控制器和寄存器。 功能:实现运算功能和控制功能,2.CPU,CPU的性能指标,主频:CPU内核电路的实际工作频率,主频是CPU的工作频率,也称时钟频率,用来表示CPU的运算速度。主频仅仅是CPU性能表现的
11、一个方面,而不代表CPU的整体性能。 CPU字长:单位时间内一次处理的二进制数的位数。 高速缓存(Cache):是可以进行高速数据交换的存储器。分一级缓存和二级缓存。 内部缓存:封闭在CPU芯片内部的高速缓存,暂存CPU运算过程中需要的指令和数据,存取速度与CPU主频一致. 外部缓存:成本高,为降成本,奔2后取消. 生产工艺技术:通常用微米数字来描述(目前0.065um,连接线宽度) 世界上两大主要CPU生产厂商: Intel 1971年推出全球第一个微处理器,(Pentium、Celeron系列) AMD公司(Athlon、Sempron、Opteron Duron系列),CPU产品,(1)
12、奔腾(Pentium)系列 Pentium 是Intel公司于1993年开始推出的第五代CPU,先后推出了Pentium MMX、Pentium 、Pentium ,目前主要在使用的有3种:即用于台式机的普通的奔腾CPU-Pentium 4;专门用于笔记本电脑设计的移动式CPU-Pentium M;双核64位处理器Pentium D。,CPU产品,(2)赛扬(Celeron)系列 Celeron 系列是Pentium的廉价版本,主要用于低端的台式机和笔记本。 使用与Pentium相同的技术,二级缓存仅有Pentium的一半或更少。,CPU产品,(3)酷睿(Core)系列 2005年Intel公
13、司放弃Pentium 4处理器,开始推出酷睿处理器: 酷睿一代(32位CPU) :用于笔记本电脑 Core Sole 单核 Core Duo 双核 酷睿二代(64位CPU):用于笔记本、台式机和服务器 Core2 Solo 单核 Core2 Duo 双核 Core2 Duad 四核 2010年 第二代酷睿架构 i3/i5/i7 智能CPU(低,中,高档) 多核CPU:多核CPU是指集成了两个或多个独立运算核心(内核)的处理器,操作系统利用所有相关的资源,将它的每个执行内核作为分立的逻辑处理器。多核处理器还具有能耗低、产热少的优点。 (4)AMD系列 AMD 公司创办于1969 年,是唯一能与I
14、ntel竞争的CPU生产厂家。,微处理器基本结构演示,3.存储器,存储系统是计算机的重要组成部分,用来存储计算机工作时使用的各类信息(程序和数据)。正是因为有了存储器,计算机才有信息记忆的功能。,存储器分为:内存、外存、高速缓存。 (1) 内存(主存):包括RAM和ROM两部分 速度快、容量小,价格较高;可由CPU直接访问,直接为CPU提供数据和指令,并存入由运算器送来的数据。 内存储器的特点和分类 只读存储器(ROMRead Only Memory) ROM: 存放内容只能读不能写。(用特殊方法写入) 特点:ROM中的数据断电后仍然保存。 随机存取存储器(RAM Random Access
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