计算机应用基础教学课件作者熊云第2章

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1、第2章 微型计算机,2.1 微型计算机的主要性能指标 2.2 微型计算机基本组成,最早比较有影响的微型计算机是苹果计算机，它采用的是Motorola公司生产的M6502微处理器。接着，计算机生产巨头IBM公司推出了微型计算机的标志性产品IBM PC/XT，它采用的是Intel公司生产的8088微处理器。IBM公司此举使Intel公司的微处理器后来几乎主宰了整个微型计算机市场。IBM推出IBM PC/XT的同时，推出了相应的操作系统软件IBMDOS。也正是在同一个时期，冒出了许多生产PC的小厂家，都采用Intel的微处理器生产和IBM PC/XT兼容的微型计算机。它们中的一些后来变成了生产PC的

2、大厂商。就在这一时期，微软（Microsoft）公司产生了，它把IBMDOS操作系统作了改进，推出MSDOS操作系统，供兼容机使用。 当Intel公司推出80386微处理器时，它的功能和速度已有很大的提高。由于IBM公司想推出自己的微处理器，没有及时推出使用80386微处理器的微型计算机。这给其他厂家一个极大的机会，他们迅速推出使用80386微处理器的计算机并很快占领了市场，使IBM公司在微型计算机市场失去了领头羊的地位。同时，市场的激烈竞争使得PC的价格不断下降。,第2章 微型计算机,下一页,返回,各软件公司针对PC开发的软件越来越丰富，使得PC被广泛用于科研、教学和办公自动化等，并逐步走向

3、家庭。Intel公司之后又相继推出80486、奔腾（Pentium）、Pentium、Pentium、Pentium4系列的微处理器。在这一时期，经过竞争产生了许多新的微型计算机大厂商，如HP、DELL、Acer、联想等。微软公司在这一时期得到了飞速发展，先后推出操作系统MSDOS 3.0、MSDOS 6.0、MSDOS 6.2、MSDOS 6.22以及Windows 3.0、Windows 95、Windows 98、Windows 2000、Windows XP等，并且得到了市场认可，成为世界上最大的软件公司。 在过去20多年中，微型计算机使用的CPU芯片平均每两年集成度增加一倍，处理速度

4、提高一倍，价格却降低一半。,第2章 微型计算机,上一页,返回,1.字长 字长（Word）是CPU能够直接处理二进制的位数，标志着计算机处理数据的精度。同时，字长与指令长度相对应，因而也代表了指令系统功能的强弱以及处理数据的速度。字长是评价计算机最主要的性能指标，在其他指标相同时，字长越大计算机处理数据的速度就越快。 由于字长是由CPU决定的，而同期的CPU字长通常是相同的，所以往往被忽视。如目前Intel的Pentium、AMD的Athlon都是64位的CPU。早期的个人计算机的字长有过8位、16位和32位。 2.运算速度 计算机的运算速度通常指平均运算速度，即每秒钟所能执行的指令条数，一般用

5、百万条指令每秒（Million Instruction Per Second，MIPS）作单位。运算速度是衡量计算机性能的一项重要指标。 同一台计算机，执行不同的运算所需时间可能不同，因而对运算速度的描述常采用不同的方法。常用的有CPU时钟频率（主频）、每秒平均执行指令数（ips）等。,2.1 微型计算机的主要性能指标,下一页,返回,微型计算机一般采用主频来描述运算速度，例如，Pentium/133的主频为133MHz，Pentium/800的主频为800MHz，Pentium4/1.5G的主频为1.5GHz。一般说来，主频越高，运算速度就越快。最早的个人计算机主频为4.7MHz，现在Inte

6、l公司和AMD公司CPU的主频已在3GHz左右。 3.内存容量 任何程序和数据的存取都要通过内存，内存容量的大小反映了存储程序和数据的能力，从而反映了信息处理能力的强弱。存储容量越大，运行软件的速度就越快。内存储器容量的大小反映了计算机即时存储信息的能力。随着操作系统的升级，应用软件的不断丰富及其功能的不断扩展，人们对计算机内存容量的需求也不断提高。 内存的性能指标如下所述。 （1）存储容量 存储容量即一根内存条可以容纳的二进制信息量，如目前常用内存条的存储容量一般多为1GB或2GB。,2.1 微型计算机的主要性能指标,上一页,下一页,返回,（2）存储器的可靠性 存储器的可靠性用平均故障间隔时

7、间来衡量，可以理解为两次故障之间的平均时间间隔。 （3）性能价格比 性能主要包括存储器容量、存储周期和可靠性三项内容，性能价格比是一个综合性指标，对于不同的存储器有不同的要求。 4.存取周期 存取周期是指对内存储器完成一次完整的读或写操作所需的时间。存取周期越短，则存取速度越快。 以上列出了微型计算机一些主要的性能指标，除此之外，微型计算机还有其他一些指标，例如，所配置外围设备的性能指标以及所配置系统软件的情况等。对于微型计算机的优劣不能根据一两项指标来评定，而是需要综合考虑经济合理、使用效率及性能价格比等多方面因素，以满足应用需求为目的。,2.1 微型计算机的主要性能指标,上一页,返回,微型

8、计算机由主板、CPU、内存、硬盘、光盘驱动器、显示器、各种适配器（卡）、键盘、鼠标、音箱、机箱、打印机、调制解调器等组成。一台典型的微型计算机如图2-1所示。 1.主板 主板（Main Board）又称为系统板（System Board）或母板（Mother Board），是装在主机箱中的一块最大的多层印刷电路板（如图2-2所示）。主板的中心任务是维系CPU与外部设备之间的协同工作，使之不出差错。主板上面分布着构成微型计算机主系统电路的各种元器件和接插件。尽管它的面积不同，但基本布局和安装孔位都有严格的标准，使其能够方便地安装在任何标准机箱中。主板的性能不断提高而面积并不增大，主要原因是采用了

9、集成度极高的专用外围芯片组和非常精细的布线工艺。 主板是微型计算机的核心部件，它的性能和质量基本决定了整机的性能和质量。主板又称主机板、系统板、母板，是微型计算机最基本也是最重要的部件之一。,2.2 微型计算机基本组成,下一页,返回,现在的主板上留有CPU的插槽、内存的插槽、扩充槽（扩充槽可以插显卡、声卡、网卡等），还有硬盘、光盘驱动器、软盘驱动器、键盘、鼠标、打印机、游戏手柄等的接口，主板有连接这些设备所需的控制电路。随着集成度的提高，还有一些厂家将显卡、声卡、网卡等都集成到主板上，使主板具有了更多的功能。根据所支持的CPU的不同，主板主要的性能指标是所使用的芯片组。 2.CPU 目前广泛使

10、用的微型计算机，其CPU芯片主要由Intel公司和AMD公司生产（见图2-3）。Intel公司的主要产品有赛扬、奔腾、酷睿，AMD公司的主要产品有速龙、羿龙系列。其中Intel公司在市场上占有的份额最大，影响也最大。 CPU内部可分为控制单元、逻辑单元和存储单元三大部分。这三大部分相互协调，进行分析、判断、运算并控制计算机各部分协调工作，是整个微型计算机系统的核心。,2.2 微型计算机基本组成,上一页,下一页,返回,CPU的性能指标直接决定了由它构成的微型计算机系统的性能指标。CPU的主要性能指标包括字长和时钟频率（主频）。 （1）主频 主频是决定微处理器性能优劣的另一个重要指标。一般说来，主

11、频越高，CPU处理数据的速度越快。现在常用的计算机的主频有2.4GHz、3.2GHz、4.4GHz、6.0GHz等。随着主频的不断提高，为了协调CPU与内存之间的速度差问题，在CPU芯片中集成了高速缓冲存储器（Cache，简称高速缓存）。 （2）外频 CPU外频是指外部系统总线的工作频率，是主板为CPU提供的基准时钟频率，而且目前的绝大部分电脑系统中，外频也是内存与主板之间的同步运行频率。当CPU外频提高后，与内存之间的交换速度也相应得到了提高，这对提高电脑整体运行速度影响较大。现在Pentium4可采用高达800MHz的外频。而倍频则是外频与CPU主频间的倍数，又称倍频系数。主频、外频和倍频

12、间的关系为：主频=外频倍频。,2.2 微型计算机基本组成,上一页,下一页,返回,外频和倍频都可以根据CPU参数通过主板跳线或程序来设置，从而设定CPU主频。通过适当提高外频或倍频，有些CPU的主频可以超过它的标称工作频率，这就是习惯上称的“超频”。超频可以在一定程度上提升系统的性能，但是它将增加CPU的功耗，并使CPU温度升高，甚至损坏CPU。 （3）一级高级缓存（L1 Cache） 它是封闭在CPU内部的高速缓存，用于暂时存储CPU运算时的部分指令和数据，容量HJ2.0mm单位一般为KB。 （4）二级高级缓存（L2 Cache） 一般与CPU封装在一起，可以提高内存和CPU之间的数据交换频率

13、，提高计算机的总体性能。 （5）指令集 指令集是指CPU能够执行的全部指令的集合。CPU的功能依赖于其指令系统，不同CPU的指令系统是不同的。一般说来，CPU的指令集中指令越多，其功能也就越强。,2.2 微型计算机基本组成,上一页,下一页,返回,目前主流的CPU指令集有如Intel公司推出的MMX、SSE、SSE2指令集和AMD公司的3D Now扩展指令集。 3.内存 随着集成电路集成度的提高，同样容量的内存体积越来越小。现在内存都是做成条状的电路板，称为内存条（见图2-4），它可以直接插在主板上。 最早的个人计算机的内存在64KB左右，现在常见内存条的容量为：512MB、1GB和2GB。目前

14、内存的类型有同步动态随机存储器SDRAM（Synchronous Dynamic RAM）、双倍数据传输同步动态随机存储器DDRSDRAM（Double Data Rate SDRAM）和Rambus动态随机存储器RDRAM（Rambus Dynamic RAM），不同的芯片组的主板需要配置不同类型的内存。其中DDRSDRAM的数据传输速率为SDRAM的两倍，是目前的主流品种。一般来说，内存越大，计算机执行大型程序的速度就越快。 除内存外，位于内存和CPU之间的还有一组高速暂存寄存器（Cache），用于存储CPU经常访问的数据，使CPU能以较快的速度访问数据。,2.2 微型计算机基本组成,上一

15、页,下一页,返回,Cache分为两种：一种集成在CPU内部，工作速度是CPU的一半，大小由CPU型号决定；另一种在主板上，工作速度与内存相同，大小由主板型号决定。 4.适配器（卡） 适配器是一个控制电路，由它控制一个设备和计算机的连接。适配器经常被制作成卡状，可以插入扩充槽，也称为适配卡。如显示器和计算机之间所配的控制电路称为显示适配器，简称显卡，音箱和计算机之间所配的控制电路称为声卡等。 所有的设备（如硬盘、光盘驱动器、软盘驱动器、显示器、打印机、音箱）与计算机的连接，包括计算机与计算机之间的连接都需要适配器。过去，硬盘、光盘驱动器、软盘驱动器、打印机的适配器，是单独或者几个合起来成为一个卡

16、，而现在都集成在主板上，这些卡已经不再单独存在，甚至有些主板已经将显卡、声卡、网卡都集成到了主板上，现在单独的适配器一般有显卡、声卡、网卡等，其中显卡是最主要的，它决定了计算机显示信息的处理能力。显卡最重要的指标是使用的图形芯片运算频率以及显存的大小（512MB左右）。,2.2 微型计算机基本组成,上一页,下一页,返回,5.硬盘、光盘和U盘 硬盘是微型计算机必选的外存储器。硬盘盘片是直接固定在硬盘驱动器内的，硬盘的容量从过去的10MB发展到现在常见的120GB以上。硬盘的容量越大，能够保存的数据也就越多。硬盘的性能指标除了容量外，还有转速（5400转/分钟、7200转/分钟）和Cache的大小。 光盘应和相应的光驱配套使用，光盘根据制造材料的不同可以分为只读光盘（CDROM）、一次性写入光盘（CDR）和可擦写光盘（CDRW）。这三种光盘都可以在CDROM驱动器中读取数据，但要向CDR、CDRW中写入数据必须使用可读写光盘驱动器（CDR/W）（常称光盘刻录机）完成。DVDROM是CDROM的后续产品，并保持了向下兼容，不同之处是采用了较短