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第一章 计算机基础
本单元概览
一、计算机概述。
二、计算机硬件系统。
三、计算机软件系统。
四、多媒体技术基础。
一、计算机概述
1.计算机的特点
高速自动进行信息处理的电子设备,它能按照人们预先编写的程序对输入的数据进行处理、存储、传送,从而输出有用的信息或知识,
2.计算机的发展阶段
计算机发展的 5 个阶段:
(1)大型主机阶段:主要电子管时代
(2)小型计算机阶段:晶体管时代
(3)微型计算机阶段:大规模集成电路时代
(4)客户机/服务器阶段: 网络阶段
(5)Internet 阶段:从 APPANET 开始到 Internet 阶段
3.计算机应用领域
(1)科学计算
(2)事务处理
(3)过程控制
(4)辅助工程
(5)人工智能
(6)多媒体应用
二、计算机硬件系统
1.计算机硬件分类
服务器:提供服务的计算机。特点:处理能力强、存储容量很大、并且有高速的输入/输出通道和联网能力。
按应用的范围划分:入门级、工作组级、部门级、企业级
按处理器体系结构分:复杂指令集(CISC),精简指令集(RISC),超长指令字(VLIW)。
按用途划分:文件服务器、数据库服务器、电子邮件服务器、应用服务器等。
按机箱结构划分:台式服务器、机架式服务器、机柜式服务器、刀片式服务器。
工作站:面向计算机辅助设计等应用领域的高性能计算机。
分类:(1)基于 RISC(精简指令系统)和 UNIX 操作系统的专业工作站(2)基于 Intel 处理器和 Windows 操作系统的 PC 工作站。
台式机:微型计算机(或个人计算机)。
笔记本:便携机或移动 PC 机。
手持设备:掌上电脑或亚笔记本。
2.计算机配置
不同的计算机基本上分为:
处理器:双核处理器,服务器工作站可采用多个 CPU。
内存:1M~几十 G
硬盘:几十到几百 G 以上
缓存:一级或二级缓存,容量 1M 左右
光驱:CD-ROMDVD 等,具有不同倍速
显卡:具有显示内存容量,支持颜色分辨率等
网卡:以太网卡
操作系统:windows,unix,linux 等
3.计算机技术指标
字长:计算机的寄存器的字长。8,16,32,64 等。1 字节=8bit,1word=16bit ,计算机只识别 0 和 1,称为二进制。
速度:每秒钟处理指令的数目。运算速度与施工频率有关,有时用主频衡量 CPU 的速度。容量:内存和外存之分。内存必需。单位有 1K=1024,1M=1024K,1G=1024M
数据传输率: 单位 bps,每秒钟传送的 bit 的位数。
可靠性:无故障时间越长,修复故障的时间越短,可靠性越高。
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产品名称与版本:一般版本不能做技术指标,但因为计算机行业发展快,高版本一般性能优于低版本。4.微处理器的技术特点
奔腾芯片的技术特点:
(1)超标量技术
通过内置多条流水线同时执行多个处理,其实质是以空间换时间。
(2)超流水线技术
通过细化流水,提高主频,在一个周期内完成一个或多个操作,实质是以时间换空间。
(3)分支预测
通过设置分支目标缓冲器,动态预测分支转移情况,使得流水线的吞吐率能保持较高水平。
(4)双高速缓存的哈佛结构:指令与数据分开。
两个缓存,一个用于存指令,一个用于存数据,提高访问缓存的命中率。
(5)固化常用指令。常用指令用硬件实现
(6)增强的 64 位数据总线。内部 32 位,但与存储器之间外部总线增为 64 位。
(7)采用 PCI 标准的局部总线主要用于解决 I/O 瓶颈问题。
(8)错误检测以及功能冗余检验技术
内部错误检测采用偶检验,冗余判断系统是否出现异常。
(9)内置能源效率技术,系统不工作时进入睡眠模式,在几个毫秒时间内可进入全速运行状态。
(10)支持多重处理,多 CPU,支持并行处理技术中最常用的体系结构。
安腾芯片的技术特点:
安腾是 64 位的处理器,主要用于服务器和工作站;而奔腾是 32 位的处理器,主要用于台式机和笔记本
计算机
286,386 采用的是复杂指令系统(CISC),奔腾采用精简指令系统(RISC),安腾使用简明并行指令计算技术(EPIC)
5.主板与插卡
(1)主板的组成:
CPU,存储器,总线,插槽以及电源。
(2)主板的分类
可按不同角度分类,如:
CPU 插座分类:Socket 7、slot 1 主板等;
按芯片集分类:TX 主板,LX 主板,BX 主板等
(3)网卡
网卡是组网的关键部件也叫适配卡。
功能:实现与主机总线的通信连接,解释并执行主机控制指令;实现链路层功能(形成帧,差错校验,发送接收等);实现物理层功能(传输驱动,信号侦听与接收等)三、计算机软件系统
(1)软件的基本概念
软件是程序以及开发、使用和维护程序所需要的所有文档的总和。
(2)
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