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計算機的組成原理
計算機領(lǐng)域中所運用的技術(shù)方法和技術(shù)手段。計算機技術(shù)具有明顯的綜合特性，它與電子工程、應用物理、機械工程、現代通信技術(shù)和數學(xué)等緊密結合，發(fā)展很快。以下是關(guān)于計算機的組成原理，希望大家認真閱讀!
1.計算機主機所使用的元器件的更新作為計算機劃代的主要標志，計算機的發(fā)展分為四代。目前使用的計算機依舊是集成電路計算機，計算機的新開(kāi)發(fā)著(zhù)眼于智能化，以知識處理為核心，稱(chēng)呼為：新一代計算機。而不是第五代計算機。
2.計算機系統 = 硬件系統 + 軟件系統
3.計算機硬件組成：
系統總線(xiàn) 運算器
主機
中央處理器(CPU)
控制器
計算機硬件 內存儲器
存儲器
外存儲器
輸入設備
外圍設備(或外設)
輸出設備
4. 計算機的分類(lèi)：按性能、用途、價(jià)格分巨型機、大型機、小型機、微型機
按內部邏輯結構分單處理機(1個(gè)CPU)、多處理機(多個(gè)CPU)
5.目前我們使用的計算機的工作原理：“存儲程序與程序控制”。該思想由馮·諾依曼提出。
6.CPU的工作：執行指令。
7.CPU的一般結構：
寄存器：暫存數據
運算器：完成數據的算術(shù)運算和邏輯運算。運算器的核心是算術(shù)邏輯運算部件(ALU)，可以有多個(gè)ALU。
控制器：CPU的指揮中心。協(xié)調和控制計算機的各個(gè)部件統一工作
8.高速緩沖存儲器(Cache)：介于高速的CPU和相對低速的主存之間，解決cpu和主存間速度不匹配問(wèn)題，其存儲容量越大命中率就越高，cpu運算速度就越快。
9.影響CPU速度的主要因素：總線(xiàn)頻率、工作頻率、Cache容量、寄存器、運算器的位數等 新指導P42
10. CPU的度量單位：MIPS(100萬(wàn)條定點(diǎn)指令/秒)、MFLOPS(100萬(wàn)條浮點(diǎn)指令/秒)T億
11.計算機內部，程序的基本單位是指令。
指令的形式：二進(jìn)制
指令的格式： 操作碼 操作數地址
操作碼：告訴計算機做何種操作
操作數地址：指令要處理的數據或數據的位置。
12. 指令的執行過(guò)程：取指令、指令譯碼、執行指令、保存結果
13. 指令系統：一臺計算機的所有指令的集合。不同的計算機，它們的指令系統可以不一樣。因此，一臺計算機上可以執行的程序，在另一臺不同的計算機上可能無(wú)法執行。為了克服這一問(wèn)題，采用“向下兼容方式”：新處理器保留老處理器的所有指令，同時(shí)擴充功能更強的指令。舊計算機上的程序(軟件)就可以在新計算機上繼續執行了。反之不行。同一個(gè)公司生產(chǎn)的處理器采用“向下兼容方式”。不同公司的處理器不一定相互兼容。例，Pentium處理器與Power PC處理器的指令系統互相不兼容。
15. 主板又稱(chēng)母板,在主板上通常安裝有處理器插座、主板芯片組、存儲器插座(SIMM 或DIMM)、I/O總線(xiàn)插槽、BIOS ROM、時(shí)鐘/CMOS RAM、電池、顯示卡插槽、硬盤(pán)插槽等。
16.芯片組是主板電路的核心。由兩塊超大規模集成電路芯片組成，包括存儲器總線(xiàn)、內存控制器、I/O控制器。
17.主板上有兩塊特別有用的集成電路芯片: 1.BIOS ROM芯片:存放BIOS 2.CMOS存儲器
BIOS(Basic Input/Output System)包含四個(gè)部分的程序：POST(Power On Self Test)加電自檢程序，系統自舉程序(BOOT),CMOS設置程序，基本外圍設備的驅動(dòng)程序
CMOS RAM芯片存儲的是用戶(hù)對計算機硬件所設置的參數，可通過(guò)運行BIOS中CMOS設置程序修改CMOS中保存的系統參數。
BIOS是一組機器語(yǔ)言程序存放在主板的ROM中，是計算機軟件中的最基礎的部分，它啟動(dòng)計算機，診斷故障，控制輸入/輸出操作 順序：開(kāi)機—post-cmos-自舉程序-引導程序
18.存儲器的層次結構：
容量 速度 價(jià)格/位
寄存器 小 快 高
Cache存儲器
內 主存儲器
外 外存儲器
后備存儲器 大 慢 低
主存：
主存儲器每個(gè)單元存儲一個(gè)字節(8個(gè)二進(jìn)制位)。每個(gè)單元有一個(gè)地址編碼。CPU根據地址訪(fǎng)問(wèn)主存。分RAM (DRAM(DDR SDRAM),SRAM)新指導P49和ROM(MASK ROM、PROM、EPROM、Flash ROM)
外存
軟盤(pán)：磁性材料作為存儲介質(zhì)。磁道(同心圓軌道)、扇區(512字節)
存儲容量=2×每個(gè)記錄面上的磁道數×每個(gè)磁道上的扇區數×512(B)
硬盤(pán)硬盤(pán)存儲器：由硬盤(pán)的盤(pán)片、硬盤(pán)驅動(dòng)器及硬盤(pán)控制器組成。又稱(chēng)為溫徹斯特硬盤(pán)。存儲介質(zhì)為涂有磁性材料的鋁合金或玻璃圓盤(pán)
存儲容量=磁頭數×柱面數×每個(gè)磁道上的扇區數×512(B)
硬盤(pán)上數據的地址參數有三個(gè)：柱面號、扇區號和磁頭號
讀寫(xiě)硬盤(pán)數據的過(guò)程：尋道、定位、讀寫(xiě)
硬盤(pán)接口：IDE接口、SCSI接口
移動(dòng)存儲器：采用半導體存儲芯片Flash ROM作為存儲介質(zhì)
特點(diǎn)：體積小、重量輕、使用攜帶方便、可長(cháng)期保存數據 (刪)
接口：USB接口、IEEE-1394接口
USB：高速、串行接口;所有設備共享總線(xiàn)帶寬;可通過(guò)USB接口由主機向外設提供電源(+5V，100—500mA刪);在win98需要驅動(dòng)，XP中不需要;支持即插即用;使用總線(xiàn)集線(xiàn)器，一個(gè)USB接口最多能連接127個(gè)外設;數據傳輸速率有
1.5MB/s(USB1.0，1.1)和60 MB/s(USB2.0)刪
IEEE-1394(Fire Wire)接口：數字視頻設備 100MB/s
光盤(pán)：CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD
CD-ROM：只讀型光盤(pán);存儲二進(jìn)制信息原理為壓制凹坑，凹坑邊緣為“1”，內外平坦部分為“0”;信息記錄軌道是一條從里向外的螺旋形軌道;存儲容量可達700MB;CD-ROM驅動(dòng)器的主要性能指標為數據傳輸速率， 倍速
CD-R： 只寫(xiě)一次 刪
CD-RW： 讀寫(xiě)多次 刪
DVD： DVD-ROM、DVD-R、DVD-RW;容量：1.46GB—17GB
19. I/O設備：輸入/輸出設備、外設。
輸入設備：A 鍵盤(pán)：分類(lèi)(機械式、電容式);接口類(lèi)型(PS/2接口、USB接口、無(wú)線(xiàn)
接口);常用控制鍵 新指導P54。 Ctrl+Alt+Del
B 鼠標器：一種能方便、準確定位屏幕位置的指示設備。中間滾輪的作用
鼠標器的分類(lèi)：機械式、光機式、光電式
鼠標器的性能指標(分辨率dpi)：鼠標每移動(dòng)一英寸距離可分辨的點(diǎn)的
數目。分辨率高，定位精度高。
鼠標接口：串行口、PS/2接口、USB接口、無(wú)線(xiàn)接口等。
C 掃描儀：將原稿(如照片、圖片、書(shū)稿(OCR軟件)等)輸入計算機的一種輸入圖像設備。分手持式，平板式，膠片式
D 數碼相機：一種圖像輸入設備。成像芯片(數碼相機的核心)：CCD、CMOS
存儲器：快擦除存儲器(閃爍存儲器、Flash ROM)。
輸出設備：A顯示器：一種圖文輸出設備。數字電信號轉換為光信號后，將圖形和文字顯示出來(lái)。由顯示控制器(顯示卡)和監視器組成B監視器：監視器分CRT和LCD，通過(guò)顯示控制器連接到主板上主要性能指標：顯示屏尺寸，顯示屏橫向與縱向的比例，最大顯示分辨率，最大可顯示顏色數目，刷新率等。 顯示器中所有顏色信息保存在顯示存儲器中VRAM
顯示器的分辨率：整屏可顯示像素的多少，用水平分辨率垂直分辨率表示。
C 打印機
(硬拷貝)
針式打印機：打印質(zhì)量差，耗材成本便宜，在銀行、商業(yè)等領(lǐng)域有著(zhù)優(yōu)勢，可多層套打。
激光打印機：高質(zhì)量、高速度、價(jià)格適中。
噴墨打印機：在彩色打印中有優(yōu)勢，關(guān)鍵是噴頭。
性能指標：打印分辨率、打印速度、色彩數目、噪音、耗材、幅面大小等
20. I/O操作：實(shí)現I/O設備與內存之間的數據傳輸，包括輸入輸出兩個(gè)方面。
特點(diǎn)：其操作常與cpu操作并行進(jìn)行;多個(gè)I/O設備能同時(shí)工作。
它與主機連接不同，有各自專(zhuān)用的控制器，獨立控制I/O操作。
21. I/O控制器：I/O設備通過(guò)I/O控制器與主機連接。如聲卡，網(wǎng)卡
22. I/O接口：主機箱上的各種插座和插頭，I/O設備和I/O控制器之間的連接器。
按傳輸方式(串行和并行)：
a串行：鼠標，鍵盤(pán)，數碼相機，USB2.0，移動(dòng)盤(pán)
b并行：硬盤(pán)，光驅?zhuān)涷專(zhuān)蛴C，掃描儀，顯示器
按速率(低速和高速)
按能否連接多個(gè)設備(總線(xiàn)式和獨占式);
按是否標準化(標準接口和專(zhuān)業(yè)接口)
23.I/O總線(xiàn)分類(lèi)：(地址總線(xiàn)，數據總線(xiàn)，控制總線(xiàn))
總線(xiàn)帶寬的計算公式：數據線(xiàn)寬度/8×總線(xiàn)有效工作頻率(MHz)
學(xué)編程需要以下基礎知識：
1、數學(xué)基礎。從計算機發(fā)展和應用的歷史來(lái)看，計算機的數學(xué)模型和體系結構等都是有數學(xué)家提出的，最早的計算機也是為數值計算而設計的。因此，要學(xué)好計算機就要有一定的數學(xué)基礎，初學(xué)者有高中水平就差不多了。
2、邏輯思維能力的培養。學(xué)程序設計要有一定的邏輯思維能力，邏輯思維能力的培養要長(cháng)時(shí)間的實(shí)踐鍛煉。要想成為一名優(yōu)秀的程序員，最重要的是掌握編程思想。要做到這一點(diǎn)必須在反復的實(shí)踐、觀(guān)察、分析、比較、總結中逐漸地積累。
3、要有一定的編程思想。學(xué)習一門(mén)語(yǔ)言或開(kāi)發(fā)工具，語(yǔ)法結構、功能調用是次要的，最主要是學(xué)習它的思想。
學(xué)會(huì )編程語(yǔ)言，可以從事軟件工程師，就目前而言，軟件工程師就業(yè)前景一片大好，我國仍然還存在很大的軟件開(kāi)發(fā)人才缺口，并且以每年20%左右的速度增長(cháng)。編程語(yǔ)言發(fā)展前景如此好，已經(jīng)成為多數同學(xué)心中理想的職業(yè)。
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