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第第第 第第第第第第第第 第第第第第第第第第第第第第第第第 第第第第第第第第第第第 Chapter 2 Processing Chapter 2 Processing Hardware Hardware Turning Data into Turning Data into Something You Can Use Something You Can Use 计计计计计 (2) 第第第第第第第第第第第第 第第第第第第第第第第第第 2003 2003 10 10 第

第二章 数据处理系统 把数据转换成有用的信息

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计算机导论 (2). 第二章 数据处理系统 把数据转换成有用的信息. Chapter 2 Processing Hardware Turning Data into Something You Can Use. 莆田学院现代教育技术中心 2003 年 10 月. 本章主要内容 Key Questions. 2.1 数据和程序在计算机内部如何表示 什么是二进制编码方案? 2.2 处理器、主存储器和寄存器 什么是计算机处理器,它由什么组成? 2.3 如何评定计算机:内存容量,字长和处理器速度 计算机的内存、字长和处理速度是如何计量的? - PowerPoint PPT Presentation

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第二章 数据处理系统第二章 数据处理系统把数据转换成有用的信息把数据转换成有用的信息

Chapter 2 Processing HardwareChapter 2 Processing HardwareTurning Data intoTurning Data into

Something You Can UseSomething You Can Use

计算机导论 (2)

莆田学院现代教育技术中心 莆田学院现代教育技术中心 20032003 年年 1010月

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2.1 2.1 数据和程序在计算机内部如何表示数据和程序在计算机内部如何表示 什么是二进制编码方案?什么是二进制编码方案?

2.2 2.2 处理器、主存储器和寄存器处理器、主存储器和寄存器 什么是计算机处理器,它由什么组成?什么是计算机处理器,它由什么组成?

2.3 2.3 如何评定计算机:内存容量,字长和处理器速如何评定计算机:内存容量,字长和处理器速度度

计算机的内存、字长和处理速度是如何计量的?计算机的内存、字长和处理速度是如何计量的?2.4 2.4 打开微机机箱看看:里面有什么?打开微机机箱看看:里面有什么?

购买微机前应该考虑哪些因素?购买微机前应该考虑哪些因素?2.5 2.5 挡不住的诱惑?挡不住的诱惑?

未来我们将使用哪些处理技术?未来我们将使用哪些处理技术?

本章主要内容本章主要内容Key QuestionsKey Questions

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2.1 2.1 数据和程序在计算机内部如何表示数据和程序在计算机内部如何表示How Data & Programs Are Represented How Data & Programs Are Represented

in the Computerin the Computer

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现代社会:“数字世界”?现代社会:“数字世界”?你是否曾经感到困惑:为什么会有人说我们正生你是否曾经感到困惑:为什么会有人说我们正生活在一个“活在一个“数字世界数字世界”中?答案很简单:因为在”中?答案很简单:因为在现代社会中几乎无所不在的计算机不能识别人类现代社会中几乎无所不在的计算机不能识别人类使用的信息,只能使用“数字化”的信息。使用的信息,只能使用“数字化”的信息。人们使用字母、数字和各种特殊符号来执行指令人们使用字母、数字和各种特殊符号来执行指令和处理数据。比如,如果我们要求某人做一个和处理数据。比如,如果我们要求某人做一个 33和和 55 的加法运算,并给出答案。我们可以这样说:的加法运算,并给出答案。我们可以这样说:“请将“请将 33 和和 55 相加,然后将运算结果写在一张纸相加,然后将运算结果写在一张纸上。”上。”

可是计算机是一种电子装置,不能直接处理这样可是计算机是一种电子装置,不能直接处理这样的请求。计算机必须使用的请求。计算机必须使用电子数据和电子指令电子数据和电子指令。。

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电子数据与电子指令电子数据与电子指令如前所述,在计算机进行数据处理前,必须将人如前所述,在计算机进行数据处理前,必须将人类能够理解的信息转换为计算机系统能够处理的类能够理解的信息转换为计算机系统能够处理的电子数据与电子指令。电子数据与电子指令。

电子形式的数据与指令,可以有各种各样的形式。电子形式的数据与指令,可以有各种各样的形式。其中最简单最容易实现的是所谓“开关型”(其中最简单最容易实现的是所谓“开关型”( on/on/offoff )的形式。计算机系统使用的就是这种形式的)的形式。计算机系统使用的就是这种形式的数据和指令。换言之,在计算机内部使用两种状数据和指令。换言之,在计算机内部使用两种状态即所谓“二进制数”形式来表示各种数据和指态即所谓“二进制数”形式来表示各种数据和指令。令。

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计算机与二进制计算机与二进制第一章中讨论过,计算机使用二进制最简单的理由第一章中讨论过,计算机使用二进制最简单的理由是可以使用最简单的电路:或为是可以使用最简单的电路:或为 ON(ON( 通通 )) ,或为,或为OFF (OFF ( 断断 )) 。其实,计算机涉及的其他相关技术亦。其实,计算机涉及的其他相关技术亦使用这种通使用这种通 // 断型的双态模式:磁盘或磁带上的磁断型的双态模式:磁盘或磁带上的磁脉冲或为脉冲或为有有,或为,或为没有没有;电流或为;电流或为高电平高电平,或为,或为低低电平电平;穿孔卡片或纸带或;穿孔卡片或纸带或有孔有孔,或,或无孔无孔…………

计算机内部工作时的所有数据和程序都必须使用二计算机内部工作时的所有数据和程序都必须使用二进制形式来表示:用进制形式来表示:用 00 表示状态“断”(或低电平,表示状态“断”(或低电平,或无磁脉冲,或无孔),用或无磁脉冲,或无孔),用 11 表示 “通”(或高表示 “通”(或高电平,或有磁脉冲,或有孔)。电平,或有磁脉冲,或有孔)。

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二进制编码方案二进制编码方案既然计算机内部只能使用只有既然计算机内部只能使用只有 11 和和 00 两个数字的两个数字的二进制数,那么人们从键盘上输入的各种字符二进制数,那么人们从键盘上输入的各种字符———— 字母 字母 (a(a ~~ z , A z , A ~ ~ Z)Z) 、数码 、数码 (0 (0 ~ ~ 9) 9) 和特和特殊符号殊符号 (( 标点符号、数学符号、希腊字母等标点符号、数学符号、希腊字母等 ) ) ———— 在计算机内又是如何表示的呢?在计算机内又是如何表示的呢?在计算机中,使用各种在计算机中,使用各种二进制编码方案二进制编码方案来表示各来表示各种字符(和其他一切信息,如图象、声音等)。种字符(和其他一切信息,如图象、声音等)。最常用的二进制编码方案有:最常用的二进制编码方案有: EBCDICEBCDIC 和和 ASCIIASCII 。。它们都是用它们都是用 88位二进制数字来表示各种信息, 分位二进制数字来表示各种信息, 分别可以表示别可以表示 256256 个常用西文字符。此外还有一种个常用西文字符。此外还有一种新的编码方案使用了新的编码方案使用了 1616位二进制数字,可以表示位二进制数字,可以表示多达多达 6553665536 个不同字符。个不同字符。

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理解“编码”理解“编码”所谓“编码”,就是用一定位数的若干数字组合所谓“编码”,就是用一定位数的若干数字组合(或字母等)来表示某个事物。(或字母等)来表示某个事物。生活中我们经常遇到用“编码”表示一个人的实生活中我们经常遇到用“编码”表示一个人的实例,如编码例,如编码 420684198410071544420684198410071544 (用(用 1818位位00 ~~ 99 表示的身份证号)和 表示的身份证号)和 0342068415068403420684150684(用(用 1414位位 00 ~~ 99 表示的考生号)分别来自湖北襄表示的考生号)分别来自湖北襄樊宜城的某位樊宜城的某位 0303级新生。同学们入学要还要被进级新生。同学们入学要还要被进行新的编码,如用行新的编码,如用 2207223822072238 (( 88位学号)表示位学号)表示0202级某位同学,用级某位同学,用 1212 表示某班第表示某班第 1212 号同学。号同学。在计算机内部一切数据和指令都要用一定位数的在计算机内部一切数据和指令都要用一定位数的两个数字(两个数字( 00 和和 11 )组合来表示。)组合来表示。

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我们可以用 007“ 表示”一个著名的特工,我们同样可以用 0 和 1 表示许多

007 = 007 = 詹姆斯詹姆斯 ·· 邦德邦德0100 0001 = A0100 0001 = A0100 0010 = B0100 0010 = B…………

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EBCDICEBCDIC 编码方案编码方案扩充的二进制编码的十进制交换码扩充的二进制编码的十进制交换码

通常用于通常用于 IBMIBM大型计算机系统。大型计算机系统。 EBCDICEBCDIC 编编码方案使用码方案使用 88位二进制数 位二进制数 (( 一个字节一个字节 ) ) 表示表示一个字符,一共可以表示一个字符,一共可以表示 256256 个不同的字符。个不同的字符。

对照对照 P2.9P2.9 图图 2.22.2 ,想一想: ,想一想: EBCDICEBCDIC 码为码为 1100011111000111 和和 1111001011110010 分别表分别表示什么字符?示什么字符? 在在 IBMIBM 大型机的键盘上敲入字母“大型机的键盘上敲入字母“ Z”Z” 和数字和数字““ 0”0” ,计算机内部对应的二进制代码是什么?,计算机内部对应的二进制代码是什么?

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ASCIIASCII 编码方案编码方案美国信息交换标准码美国信息交换标准码

广泛用于非广泛用于非 IBMIBM公司制造的大型计算机及所公司制造的大型计算机及所有的微型计算机。标准有的微型计算机。标准 ASCIIASCII 编码方案使用编码方案使用77位二进制数,只能表示位二进制数,只能表示 128128 个字符,扩展个字符,扩展ASCIIASCII 编码方案使用编码方案使用 88位二进制数表示一个位二进制数表示一个字符,一共可以表示字符,一共可以表示 256256 个字符。个字符。对照对照 P2.9P2.9 图图 2.22.2 ,想一想: ,想一想:

ASCIIASCII 码为码为 0100 00110100 0011 和和 0011 00100011 0010 分别表示分别表示什么字符?什么字符? 在个人计算机的键盘上敲入字母“在个人计算机的键盘上敲入字母“ Z”Z” 和数字和数字““ 0” ,0” ,

计算机内部对应的二进制代码是什么计算机内部对应的二进制代码是什么??

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使用使用 ASCIIASCII码作码作 3+53+5 运算时的转换情况运算时的转换情况

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UnicodeUnicode 编码方案编码方案统一的字符编码标准统一的字符编码标准

ASCIIASCII 编码方案可以实现用二进制形式表示编码方案可以实现用二进制形式表示英语和欧洲语言中的各种字符,但无法处理英语和欧洲语言中的各种字符,但无法处理中国、日本等国的非字母类的文字字符。中国、日本等国的非字母类的文字字符。 UUnicodenicode 编码方案即于此类文字的编码。它编码方案即于此类文字的编码。它使用使用 1616位二进制数表示一个字符,一共可位二进制数表示一个字符,一共可以表示以表示 6553665536 个不同的字符。个不同的字符。

你知道吗,字符“南”和“京”在计算机内你知道吗,字符“南”和“京”在计算机内部是如何表示的?部是如何表示的?

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汉字字符在机内如何表示为二进制形式?汉字字符在机内如何表示为二进制形式? 汉字是一种特殊的字符,同样采用编码的形式在汉字是一种特殊的字符,同样采用编码的形式在计算机内表示和存储它。《信息交换用汉字编码计算机内表示和存储它。《信息交换用汉字编码字符集 ─ 基本集》即国家标准 字符集 ─ 基本集》即国家标准 GB2312 - 80 GB2312 - 80 就就是这样的编码表。汉字编码表比是这样的编码表。汉字编码表比 ASCIIASCII 编码表要编码表要大得多,它由大得多,它由 94×9494×94 的表构成,即有的表构成,即有 9494 行,行, 9494列。每一行称为一个“区”,共有列。每一行称为一个“区”,共有 9494区,编号为区,编号为第第 0101区、第区、第 0202区、…、第区、…、第 9494区; 每一列称为区; 每一列称为一个“位”, 共一个“位”, 共 9494位,编号为第位,编号为第 0101位、第位、第 0202位、…、第位、…、第 9494位。位。汉字的表示就使用该编码表提供的编码,即汉字的表示就使用该编码表提供的编码,即用用 ""区码区码 "" 和和 ""位码位码 "" 作为汉字的编码,作为汉字的编码, ""区区码码 "" 为高位(在左),为高位(在左), ""位码位码 "" 为低位(在右)。 为低位(在右)。

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区位码表(局部)区位码表(局部)0101 0202 0303 0909 4747 9494

0101

0202

0303

3030 京

3636 南

9494

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示例示例从汉字编码表中求得的汉字编码称为汉字的从汉字编码表中求得的汉字编码称为汉字的 ""区区位码 位码 "" 。例如,。例如, ""南京南京 "" 二字,根据汉字编码表二字,根据汉字编码表可知其编码分别为:可知其编码分别为:

     [ [ 南南 ] ] 十进制码是:十进制码是: 36 4736 47    二进制码是:    二进制码是: 0100100 01011110100100 0101111         [ [ 京京 ] ] 十进制码是:十进制码是: 30 09 30 09     二进制码是:    二进制码是: 0011110 00010010011110 0001001         

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机内码机内码国标码 国标码

在区位码的基础上产生,方法是分别在“区”码和在区位码的基础上产生,方法是分别在“区”码和“位码”上各加““位码”上各加“ 32”32” (即二进制(即二进制 0010000000100000 )得到。)得到。

南南 1000100 10011111000100 1001111 京京 0111110 01010010111110 0101001

机内码 机内码 在国标码的基础上产生,分别在在国标码的基础上产生,分别在 "" 高位高位 "" 码和码和 "" 低低位位 "" 码上个各加码上个各加 "128""128" (即二进制(即二进制 1000000010000000 )得到。)得到。

南南 11000100 1100111111000100 11001111 京京 10111110 1010100110111110 10101001

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奇偶位:用于出错校验奇偶位:用于出错校验在计算机内部保证数据的正确性是极其重要的。在计算机内部保证数据的正确性是极其重要的。在传输后被改变、出现错误的信息是不可用的信息。

尘埃、电气干扰、气候条件和其他因素可能使电路或传输尘埃、电气干扰、气候条件和其他因素可能使电路或传输线路产生干扰。计算机是如何知道出现传输错误了?方法线路产生干扰。计算机是如何知道出现传输错误了?方法之一是使用 之一是使用 parity bit (parity bit ( 奇偶位奇偶位 )) 技术。所谓“奇偶位”技术。所谓“奇偶位”(( 亦称“校验位”亦称“校验位” )) 是在一个“字节”的末尾添加一个专用是在一个“字节”的末尾添加一个专用于精度校验的二进制位。于精度校验的二进制位。

奇偶校验技术方案有两种形式:奇偶校验技术方案有两种形式: 偶校验 偶校验 (even parity)(even parity) 添加一位使添加一位使 11 的个数为偶数的个数为偶数 奇校验 奇校验 (odd parity)(odd parity) 添加一位使添加一位使 11 的个数为奇数的个数为奇数

示例:示例: P2.6P2.6 图图 2.32.3

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奇偶校验技术示意图奇偶校验技术示意图

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奇偶校验可以检测出所有的奇偶校验可以检测出所有的 11位差错,但只能检测差错数为奇位差错,但只能检测差错数为奇数的多位差错。差错漏检率≈数的多位差错。差错漏检率≈ 1/21/2 。。

【例】【例】原始数据原始数据 000111011000111011 ,采用偶校验。,采用偶校验。 则发送端通过线路传输发出的码字为则发送端通过线路传输发出的码字为 11000111011000111011 。。 若接收端接收到的是 若接收端接收到的是 11111111111011 111011 或或 01101101110110111011 或 或 11110000001100011011 将均被拒收。将均被拒收。 但若接收端接收到的是但若接收端接收到的是 11111101110110111011 或或 11110000001101111011 或或 10001000001101110100 ,, 仍会通过验收(漏检)。仍会通过验收(漏检)。

奇偶校验的不足奇偶校验的不足

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机器语言:计算机本身的语言机器语言:计算机本身的语言

仅仅采用仅仅采用 ASCIIASCII 码之类二进制编码方案还是不够。码之类二进制编码方案还是不够。不同硬件平台(处理器)使用不同的机器语言,所不同硬件平台(处理器)使用不同的机器语言,所以会出现诸如在以会出现诸如在 IBM PCIBM PC 类微型机上使用的字处理类微型机上使用的字处理软件在软件在 MacintoshMacintosh 类微型机上不能使用的情况。这类微型机上不能使用的情况。这种不能通用的情况称为“不兼容” 种不能通用的情况称为“不兼容” ( incompatible)( incompatible) 。。

机器语言是计算机可能直接执行的二进制编程语言。机器语言是计算机可能直接执行的二进制编程语言。但用机器语言但用机器语言 (( 只有只有 00 和和 11 两种符号两种符号 ) ) 编写的程序,编写的程序,一则对大多数人来说犹如天书(可读性差,如同中一则对大多数人来说犹如天书(可读性差,如同中国人读西文),二则不同机器语言编写的程序不能国人读西文),二则不同机器语言编写的程序不能互相通用(可移植性差,如同英文和法文都用相同互相通用(可移植性差,如同英文和法文都用相同的的 2626 个字母,但写出来的东西互不通用)。个字母,但写出来的东西互不通用)。

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计算机的存储容量如何表示:按位计算机的存储容量如何表示:按位

一台计算机的主存储器或辅助存储器(如硬盘)可以存储多一台计算机的主存储器或辅助存储器(如硬盘)可以存储多少个少个 00 和和 11 呢?通常使用以下单位来表示计算机的存储容量:呢?通常使用以下单位来表示计算机的存储容量:

Bit (Bit ( 位位 ,, 比特比特 ) ) 一个二进制数字(问题:一个二进制数字(问题: 01001 01001 是几个是几个 bibit ? )t ? )

Byte (Byte ( 字节字节 ) 1 byte = 8 bit) 1 byte = 8 bit

Kilobyte (Kilobyte (千字节,千字节, KB) 1 KB=1024 byteKB) 1 KB=1024 byte

Megabyte (Megabyte ( 兆字节,兆字节, MB) 1MB=1024KBMB) 1MB=1024KB

Gigabyte (Gigabyte ( 吉字节,吉字节, GB) 1GB=1024MBGB) 1GB=1024MB

Terabyte (Terabyte ( 特字节,特字节, TB) 1TB=1024GBTB) 1TB=1024GB

Petabyte (PB) 1PB=1024TBPetabyte (PB) 1PB=1024TB

Page 23: 第二章 数据处理系统 把数据转换成有用的信息

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补充内容:数制与数制转换补充内容:数制与数制转换

Page 24: 第二章 数据处理系统 把数据转换成有用的信息

• 数值的构成 一个数值各位数字(数码)表示的值不仅与该数字有关,且与所

在位置有关。【例】数 32343.43 可以分解为: 3×104 + 2×103 + 3×102 + 4×101 + 3×100 + 4×10 -1 + 3×10 -2

一、常用数制

位权 位权 位权 位权 位权 位权 位权

基数:相邻位权之比

每个数位上的数字所表示的值 =该数码×位权

位权:基数的 i 次方 ( i 为与位置对应的自然数)

Page 25: 第二章 数据处理系统 把数据转换成有用的信息

常用数制

K 进制数的某些性质: 小数点右移 n 位——相当于乘以 K n (增加 K n

倍) 小数点左移 n 位——相当于除以 K n (为 K n 份之一)

可用数码

进位

基数

0…K-1

0 1 2 3 4

5 6 7 8 9

ABCDEF

0 1 2 3

4 5 6 7 0 1

0 1 2 3 4

5 6 7 8 9

逢 K 进 1逢 16 进 1逢 8 进 1逢 2 进 1逢 10 进 1

K168210

K 进制十六进制八进制二进制十进制

Page 26: 第二章 数据处理系统 把数据转换成有用的信息

二、 K 进制数转换为十进制数• 位权展开法【例一】将下列数值转换为十进制数 (101.01)2 (205.4)8 (AF.8)16

解: (101.01)2= 1×22 + 0×21 + 1×20 + 0×2 -1 + 1×2-2 =(5.25)10

(205.4)8= 2×82 + 0×81 + 5×8 0 + 4×8 –1 =(133. 5)10

(AF.8)16= 10×16 1 + 15×160 + 8×16 -1 =(175. 5)10

【思考】以下数值中最大的和最小的分别是哪个? ① (1234)8 (1234)16 (1234)5 (1234)10

  ② (11011011)2 (219)16 (210)8 (219)10

• Windows 98 自带计算器(科学型)——适合于整数部份 , 其他进制向十进制转换时,小数部分亦可用计算机求出。

二进制转十进制简便算法:

1 1 0 1 1 0 1 1 128 64 32 16 8 4 2 1

计算:128+64+16+8+2+1= 219

Page 27: 第二章 数据处理系统 把数据转换成有用的信息

将整数部份和小数部份分开来算,位权展开法• 整数部份:除以K取余数,直到商为 0,余数从自下而上排列 小数部份:以小数部分乘以K取积的整数,并将其自上而下排列,直 到小数部份为 0或规定精度为止【例】将 (100.345)10 转换为二、八、十六进制2 100 低位 2 50 0 8 100 0.3452 25 0 8 12 4 ×   2 高位2 12 1 8 1 4 0.6902 6 0 0 1 × 22 3 0 1.3802 1 1 16 100 × 2 0 1 16 6 4 0.760 高位 0 6 × 2 1.520                    × 2      …

… 低位

三、十进制数转换为 K 进制数

结果: (100.345)10 ≈ ( 1100100.0101)2

(100)10= (144)8 = (64)16

Page 28: 第二章 数据处理系统 把数据转换成有用的信息

四 . 八、十六进制与二进制相互转换

法则:以小数点为界,每个八进制数对应三位二进制数,每个十六进制数对应四位二进制数。 【注意】小数部分不足之处应补零 【例】 (2C1.D)16=(0010 1100 0001. 1101)2

2 C 1 D

记住——8 4 2 1

1 1 1 1

【例】 (71.23)8=( 111 001 . 010 011)2

7 1 2 3 【例】 ( 11 0110 1110 . 1101 01)2 = (36E.D4)16

3 6 E D 4

01应补 00 为 0100

Page 29: 第二章 数据处理系统 把数据转换成有用的信息

五、二进制数的简单运算

算术运算(加减乘除)• 加法:逢 2进 1 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=10 (进位)• 减法:借 1当 2 0-0=0 1-0=1 1-1=0 0-1=1 (借位)• 乘法:加法 +移位 0 * 0=0 0*1=0 1*0=0 1*1=1

• 除法:减法 +移位 0÷1=0 1÷1=1

例一 1101

+ 101

10010

例二 1011

- 101

  110

例三 1110

× 101

1110

1110

1000110

例四 110

10 1100

10

100

10

0

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二进制数的逻辑运算

例四 ~ A

~ A=0010

•与运算:都是 1 时才为 1 运算符: A&B •或运算:都是 0 时才为 0 运算符: A|B•异或运算:相异为 1 运算符: A^B•非运算: 0 变 1 , 1 变 0 运算符:~ A

例:设 A=1101 , B=1001 ,求: A&B 、 A|B 、 A^B 、 ~ A

例一 A&B 1101

& 1001

1001

例二 A|B 1101

| 1001

1101

例三 A^B 1101

^ 1011

0110

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2.2 2.2 处理器、主存储器和寄存器处理器、主存储器和寄存器The Processor, Main Memory & RegistersThe Processor, Main Memory & Registers

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ENIACENIAC 与与 CPUCPU从技术上而言,从技术上而言, ENIACENIAC 是没有太清晰的是没有太清晰的 CPUCPU概概念的。因为它采用电子管作为基本电子元件。用念的。因为它采用电子管作为基本电子元件。用了足足了足足 1880018800 个电子管,而每个电子管大约有一个电子管,而每个电子管大约有一个普通家用个普通家用 2525瓦灯泡那么大。这样整部电脑就有瓦灯泡那么大。这样整部电脑就有了了 88英尺高、英尺高、 33英尺宽、英尺宽、 100100英尺长的身躯,重英尺长的身躯,重达达 3030吨,耗电高达吨,耗电高达 140140千瓦。每秒能进行千瓦。每秒能进行 50005000次加法运算(而人最快的运算速度每秒仅次加法运算(而人最快的运算速度每秒仅 55次加次加法运算),还能进行平方和立方运算,计算正弦法运算),还能进行平方和立方运算,计算正弦和余弦等三角函数的值及其它一些更复杂的运算。和余弦等三角函数的值及其它一些更复杂的运算。这样的速度在当时已经是人类智慧的最高水平。这样的速度在当时已经是人类智慧的最高水平。

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四十年代的编程是这样的…四十年代的编程是这样的…

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CPUCPU :计算机系统的主管者:计算机系统的主管者

大型计算机的大型计算机的 CPUCPU 制作在几块相当大的印刷电制作在几块相当大的印刷电路板上。微型计算机的路板上。微型计算机的 CPUCPU称为“微处理器”称为“微处理器”(( microprocessormicroprocessor ),其电路是通过蚀刻技术),其电路是通过蚀刻技术生成在拇指指甲大小或略大一点的硅芯片上。生成在拇指指甲大小或略大一点的硅芯片上。

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带风扇的带风扇的 CPUCPU

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CPUCPU芯片是如何制造的芯片是如何制造的??

CPU是如何工作的?

访问访问 IntelIntel公司网站 公司网站 ————

相关网址:北 京 英 特 尔 博 物 馆 http://intel.com/cn/museum/

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P2.8 Figure 2.4CPUCPU 由控制由控制器和运算器两器和运算器两个部分组成。个部分组成。两个部分之间两个部分之间通过称为“总通过称为“总线” 线” (bus)(bus) 的的电子线路连接。电子线路连接。CPUCPU 与微型与微型计算机的其他计算机的其他设备之间也是设备之间也是通过总线连接。通过总线连接。

控制器告诉运算器执行什么样的逻辑运算或算术运算

要处理的数据从辅助存储器到达内存储器

要处理的数据通过总线进入运算器中的寄存器

处理过的数据被送进内存储器,之后送往输出设备或辅助存储器

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CISCCISC,, RISCRISC和和 MPPMPP :不同的:不同的 CPUCPU 制造技制造技术术

CISCCISC (复杂指令集计算机)技术(复杂指令集计算机)技术 传统的大型机和个人计算机多用之。其指令系统多达几百传统的大型机和个人计算机多用之。其指令系统多达几百条指令,影响了处理速度,价格较贵,耗电亦较大。条指令,影响了处理速度,价格较贵,耗电亦较大。RISCRISC (精简指令集计算机)技术(精简指令集计算机)技术

由于指令数量减少了,所以执行指令的时间也减少了,价由于指令数量减少了,所以执行指令的时间也减少了,价格亦降低了(所用的晶体管数减少)。格亦降低了(所用的晶体管数减少)。

其实质是将计算任务的负担从硬件转移给软件。其实质是将计算任务的负担从硬件转移给软件。MPPMPP (海量信息并行处理)技术(海量信息并行处理)技术

与使用与使用 CISCCISC 和和 RISCRISC 技术一次执行一条指令的计算机不技术一次执行一条指令的计算机不同,超级计算机等有多个处理器,可以一次执行多条指令,同,超级计算机等有多个处理器,可以一次执行多条指令,故称为“并行处理”。故称为“并行处理”。 MPPMPP 技术可以实现将繁重的计算技术可以实现将繁重的计算任务分散给成千上万个微机上所用的廉价标准微处理器同任务分散给成千上万个微机上所用的廉价标准微处理器同时处理。时处理。

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补充内容补充内容 : PC: PC 机两大主流机型机两大主流机型

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个人计算机两大主流机型个人计算机两大主流机型IBMIBM公司的公司的 PCPC机及其兼容机机及其兼容机(在国内占(在国内占 95%95%以上)以上)

核心硬件核心硬件 IntelIntel 公司制造的公司制造的 X86X86 系列、系列、 PentiumPentium 系列系列 CPUCPU 芯片及芯片及 AMDAMD 等公司等公司

制造的兼容芯片制造的兼容芯片 核心软件核心软件 MicrosoftMicrosoft 公司开发的公司开发的 DOSDOS 系列、系列、 WindowsWindows 系列的操作系统系列的操作系统

APPLEAPPLE 公司的公司的 APPLEAPPLE系列、系列、 MacintoshMacintosh系列个人电脑系列个人电脑※※ 核心硬件核心硬件 MotorolaMotorola 公司制造公司制造 MC680MC680XX00 系列及系列及 IBMIBM公司制造的公司制造的 PowerPC GPowerPC GXX

系列系列 CPUCPU 芯片芯片 核心软件核心软件 APPLEAPPLE公司开发的公司开发的 SYSTEMSYSTEM 以及与微软公司合作开发的以及与微软公司合作开发的 MAC OS MAC OS XX

系列操作系统系列操作系统

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1976 :改变世界的开始 计算机发明距今已有 50余年的历史,但是在早期它却没有象电话、电灯那样很快地走进千家万户,为大众所享用。由于那时的计算机昂贵、庞大、不易于使用,在问世 30 年后,仍然还局限于国防、科研等尖端领域应用。而且,从它诞生之日起,在大众的心目中它就是一部机器,一部冰冷的高速运算的机器。 二十世纪七十年代,有一群与众不同的年轻人在试图改变这一事实,他们期望为劳苦大众奉献一个助手,一个伙伴,一个温情的人性化的电脑,跨越生活与工作的鸿沟,改变世界,这是年轻的他们的梦呓。就是这样两个梦想改变世界的年轻人—— Steve Jobs 和 Steve Wozniak—— 在养父母的车库中创建了自己的公司——苹果电脑公司——不小心改写了计算机的历史。

请记住:1976——改变世界的开始:一个叫苹果电脑的公司成立;有了一台称为Apple I 型的供个人使用的电脑;于是之后就有了 Apple II ,于是就有了许许多多的第一次,和个人电脑的两大流派——Macintosh 和 IBM PC 及其兼容机。

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斯蒂夫 ·乔布斯( Steve Jobs ):苹果创始人、 CEO

那个在苹果上咬了一口,现在又努力复原的家伙 1955 年 2 月 24日,生于旧金山,是私生子,被人收养。 1972 年,进入波特兰大的里德学院,第二年被勒令退学,只身去印度参禅修行。1974 年,返回美国,并加入“家酿”俱乐部。不久在阿泰利( Atari )找到工作。 1976 年 4 月 1日,和沃兹尼克在养父的车库里,创立苹果。 85 年在权力争斗失败后,他被迫下岗并辞职 ,但在 97 年众人都为苹果敲响丧钟时,他却涉险而上,再次成为苹果 CEO ,使即将腐烂的苹果重新焕发了生机。 ※

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斯蒂夫·沃兹尼亚克( Steven Wozniak)苹果共同创始人

在硅谷在硅谷 408408区号的人们,如区号的人们,如果想拨打果想拨打 800800 电话预定泛美航电话预定泛美航空的机票,他们常常发现电话空的机票,他们常常发现电话拨到一个莫名其妙的地方。有拨到一个莫名其妙的地方。有时听到的是笑话,有时会告诉时听到的是笑话,有时会告诉你是泛美第一百万旅客,可终你是泛美第一百万旅客,可终身免费,而在记录个人材料时,身免费,而在记录个人材料时,电话又会突然中断,让你火急电话又会突然中断,让你火急火燎地重拨,想捡回这个突如火燎地重拨,想捡回这个突如其来的“大馅饼”。 其实玩这其来的“大馅饼”。 其实玩这些恶作剧的,就是后来名震遐些恶作剧的,就是后来名震遐迩,与乔布斯一起创办苹果,迩,与乔布斯一起创办苹果,点燃计算机革命的斯蒂夫点燃计算机革命的斯蒂夫 ·G··G·沃兹尼亚克(简称沃兹)。沃兹尼亚克(简称沃兹)。

1950 年 8月 11日出生

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APPLE I APPLE I 型个人计算机型个人计算机※※

Apple I and Apple I BoardApple I and Apple I Board

MOS 技术公司的 6502 型 CPU

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APPLE IIAPPLE II 型个人计算机型个人计算机1977 年 6 月 5日,苹果推出划时代的 Apple II 电脑

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形形色色的形形色色的 APPLEAPPLE计算机计算机

1998年八月十五日,苹果公司推出 iMac,从此个人电脑进入了色彩缤纷的年代。※

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iMACiMACMac OS X v10.2 Mac OS X v10.2

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PowerPC G5PowerPC G5 和和 Power Mac G5Power Mac G5

20032003 年年 88 月月 IBMIBM 与苹果电脑联合推出了全球首与苹果电脑联合推出了全球首款款 6464位桌上型电脑处理器——“位桌上型电脑处理器——“ PowerPC G5”PowerPC G5” 。。PowerPC G5PowerPC G5 处理器基于处理器基于 IBMIBM业界领先的业界领先的 POWPOWERER体系结构,已针对个人电脑进行了优化,是体系结构,已针对个人电脑进行了优化,是苹果公司刚刚宣布的“苹果公司刚刚宣布的“ Power Mac G5”Power Mac G5” 的核心。的核心。““PowerPC G5 PowerPC G5 改变了所有规则。这辆改变了所有规则。这辆 6464位赛车位赛车是我们新推出的是我们新推出的 Power Mac G5Power Mac G5 电脑的核心,”电脑的核心,”苹果公司首席执行官苹果公司首席执行官 Steve JobsSteve Jobs 表示,“表示,“ IBMIBM提供了世界上最先进的处理器设计和制造专业技提供了世界上最先进的处理器设计和制造专业技能,而这只是我们长期建设性关系的开始。” 能,而这只是我们长期建设性关系的开始。”

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6464位个人电脑用位个人电脑用 CPUCPU :: PowerPC G5PowerPC G5

在小到只有 在小到只有 118 118 平方毫米的芯片上(拇指指甲大小的空平方毫米的芯片上(拇指指甲大小的空间中 ),集成了间中 ),集成了 58005800万个晶体管。在 万个晶体管。在 IBM IBM 公司完善的公司完善的工序技术精炼之下,晶体管的宽度只有 工序技术精炼之下,晶体管的宽度只有 130 130 毫微米。这 毫微米。这 5,8005,800万个晶体管是由超过 万个晶体管是由超过 400 400 米长、直径只有头发 米长、直径只有头发 1/81/800 00 宽的铜导线连结起来的。这么细微的通路,意味着电宽的铜导线连结起来的。这么细微的通路,意味着电子完成一个序列所需要的时间更短,因为电子不必通过很子完成一个序列所需要的时间更短,因为电子不必通过很长的通路。 长的通路。 PowerPC G5PowerPC G5 是是 IBMIBM利用业界领先的制造技术在其耗资利用业界领先的制造技术在其耗资 3300亿美元建立的全新的现代化晶圆厂亿美元建立的全新的现代化晶圆厂 ((位于美国纽约位于美国纽约 East East Fishkill)Fishkill) 生产的。生产的。 IBM IBM 用超细的用超细的 130130纳米电路纳米电路 (( 比人的头比人的头发细发细 800800倍倍 )) 在该处理器中内置了出色的性能和新特性。在该处理器中内置了出色的性能和新特性。PowerPC G5PowerPC G5拥有拥有 1,1311,131英尺铜缆互连和基于英尺铜缆互连和基于 IBMIBM 高效的高效的绝缘硅片 绝缘硅片 (SOI)(SOI) 技术的技术的 5,8005,800万个晶体管。 万个晶体管。

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PowerPC G5The World’s First 64-Bit Desktop Processor

June 2003

3232位 位 PC PC 最多只能使用 最多只能使用 4GB 4GB 的存的存储器。如果需要更多存储空间的话,储器。如果需要更多存储空间的话,就必须使用硬盘驱动器上的虚拟存就必须使用硬盘驱动器上的虚拟存储器,而虚拟存储器的速度比使用储器,而虚拟存储器的速度比使用RAMRAM 要慢要慢 40 40 倍。全新的 倍。全新的 Power MPower Mac G5 ac G5 由于采用了 由于采用了 6464位 位 G5 G5 处理处理器,因此能够提供多达 器,因此能够提供多达 8GB 8GB 的存的存储容量。这样,您可以将整个 储容量。这样,您可以将整个 3D 3D 场景、巨额的科学运算数据资料、场景、巨额的科学运算数据资料、以及超大的 以及超大的 2D 2D 图像全部存储在内图像全部存储在内存中,内存可以更快的处理所有资存中,内存可以更快的处理所有资料。有多快?再提醒您一次:料。有多快?再提醒您一次: 40 40 倍那么快。 倍那么快。

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PowerPC G5PowerPC G5 :世界上最快的处理器:世界上最快的处理器““ 世界上最快的处理器”的评价是根据世界上最快的处理器”的评价是根据 SPEC@ CPU 2000 SPEC@ CPU 2000 基准测试结基准测试结果、以及专业应用程序性能测试比较的结果获得的,比较对象为配备 果、以及专业应用程序性能测试比较的结果获得的,比较对象为配备 3 3 GHz Pentium 4 GHz Pentium 4 处理器的 处理器的 Dell Dimension 8300 Dell Dimension 8300 与 与 3.06 GHz 3.06 GHz 双 双 Xeon Xeon 处理器的 处理器的 Dell Precision 650Dell Precision 650 。。 SPEC@CPU 2000 SPEC@CPU 2000 基准由独立的公正第基准由独立的公正第三者进行测试;专业应用程序测试由苹果公司在 三者进行测试;专业应用程序测试由苹果公司在 2003 2003 年 年 6 6 月进行。 月进行。

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补充内容补充内容 : Intel: Intel 公司公司 CPUCPU 谱系谱系

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IntelIntel (英特尔)公司的创建(英特尔)公司的创建6060 年代末,由于不满意所工作的年代末,由于不满意所工作的 Fairchild Fairchild (( 仙童仙童 )) 半导体公司的运作方式,许多博学半导体公司的运作方式,许多博学多才的硅谷工程师都离开了多才的硅谷工程师都离开了 FairchildFairchild 半导半导体公司,创建了新的公司,这样,继体公司,创建了新的公司,这样,继 FaircFairchildhild 之后又出现了许多个“之后又出现了许多个“ Fairchildren”Fairchildren” 。。其中由其中由 Robert NoyceRobert Noyce 与与 Gordon MooreGordon Moore 共共同创立了英特尔公司,那时也只有他们两同创立了英特尔公司,那时也只有他们两名员工。名员工。 Andy GroveAndy Grove 离开离开 FairchildFairchild 后,后,成为了英特尔的第四名员工。成为了英特尔的第四名员工。

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鲍 勃 • 诺 思 半 导 体 业 界 升 起 的 一 颗 明 星 , 因 1959 年 发 明 了 集 成 电 路 而 享 誉 世 界 。

戈 登 • 摩 尔负 责 仙 童 公 司 的 研 发 工 作 。

安 迪 • 葛 鲁 夫在 仙 童 半 导 体 公 司 工 作 时 是 工 艺 过 程 开 发 的 专 家 。

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IntelIntel 公司公司 CPUCPU 谱系:谱系: x86x86架构微处理架构微处理器器

英特尔英特尔 (Intel)(Intel) 公司是世界是微处公司是世界是微处理器芯片——理器芯片—— PCPC 机用机用 CPU——CPU——制造界的制造界的 Number oneNumber one 。。

从从 19711971 年年 44位微处理器位微处理器 40044004(单片集成度达(单片集成度达 23002300 只晶体只晶体管),管), 19731973 年的年的 88位微处理器位微处理器 88080080 (( 48004800 只晶体管)只晶体管) ,, 到今天到今天的“奔腾的“奔腾 44 代”和“迅弛代”和“迅弛 ((CentriCentrinono)) 技术”……技术”…… IntelIntel公司一直是公司一直是世界世界 CPUCPU产业的霸主。产业的霸主。

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IntelIntel的第一个微处理器:的第一个微处理器: 4004400419711971 年英特尔诞生了第一个微处理器年英特尔诞生了第一个微处理器40044004 。该芯片其实是为。该芯片其实是为 Busicom Busicom 计计算器专门设计制造的,但已经可以看算器专门设计制造的,但已经可以看到个人电脑的影子在里面了。到个人电脑的影子在里面了。 40044004 的的集成度只有集成度只有 23002300 个晶体管,功能其实个晶体管,功能其实比较弱,且计算速度较慢,以致只能比较弱,且计算速度较慢,以致只能用在用在 BusicomBusicom 计算器上,更不用说进计算器上,更不用说进行复杂的数学计算了。行复杂的数学计算了。

据说当时有一位留着长发的美国人在无线电杂志上读到据说当时有一位留着长发的美国人在无线电杂志上读到 40400404 的消息,立即就想能用这个的消息,立即就想能用这个 CPUCPU 来开发个人使用的操来开发个人使用的操作系统。结果经过一番仔细折腾之后,发现作系统。结果经过一番仔细折腾之后,发现 40044004 的功能的功能实在是太弱,而他想实现的系统功能与实在是太弱,而他想实现的系统功能与 BasicBasic语言并不能语言并不能在上面实现只好作罢,这个人就是比尔在上面实现只好作罢,这个人就是比尔 .. 盖茨——微软公盖茨——微软公司的老板。不过从此之后,他对英特尔的动向非常关注,司的老板。不过从此之后,他对英特尔的动向非常关注,终于在终于在 19751975 年成就了微软公司。年成就了微软公司。

4004 的样子很像小虫子

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40044004 的改进型:的改进型: 80088008

1972 年推出了运算能力比 4004强劲 2倍的 8008 。 1974 年,《 无 线 电 电 子 学 》杂志刊登了一种使用 8008作处理器的机器,叫做“ Mark-8(马克八号 )” ,这也是目前已知的最早的个人电脑的雏形。虽然从今天的角度看来,“ Mark-8”非常难以使用、控制、编程及维护,但是这在当时却是一种伟大的发明。

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19741974 :: Intel 808Intel 80800

在在 40044004发布后不久,英特尔连续的发布后不久,英特尔连续的发布了几款发布了几款 CPUCPU :: 40404040 、、 80088008 ,,但市场反响平平,不过却为开发但市场反响平平,不过却为开发 88位微处理器打下了良好基础。位微处理器打下了良好基础。 19741974年,英特尔公司又在年,英特尔公司又在 80088008 的基础上的基础上研制出了研制出了 80808080 处理器、拥有处理器、拥有 1616位位地址总线和地址总线和 88位数据总线,包含位数据总线,包含 77个个 88位寄存器(位寄存器( A,B,C,D,E,F,G,A,B,C,D,E,F,G, 其其中中 BC,DE,HLBC,DE,HL组合可组成组合可组成 1616位数据位数据寄存器),支持寄存器),支持 1616位内存,同时它位内存,同时它也包含一些输入输出端口,这是一也包含一些输入输出端口,这是一个相当成功的设计,还有效解决了个相当成功的设计,还有效解决了外部设备在内存寻址能力不足的问外部设备在内存寻址能力不足的问题。 题。

8080被用于当时一种品牌为 Altair(牵牛星,这个名字来源于当时电视节目里一个流行的科幻剧)的电脑上。这也是有史以来第一个知名的个人电脑。当时这种电脑的套件售价是 395美金,短短数月的时间里面,销售业绩达到了数万部,创造了个人电脑销售历史的一个里程碑。

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X86X86 王朝的开始:王朝的开始: 80868086

19781978年,年, 80868086处理器诞生了。这个处理处理器诞生了。这个处理器标志着器标志着 x86x86 王朝的开始,为什么今年人王朝的开始,为什么今年人们要纪念英特尔们要纪念英特尔 x86x86 架构架构 2525周年?主要原周年?主要原因是从因是从 80868086开始,才有了目前应用最广泛开始,才有了目前应用最广泛的的 PCPC 行业基础。虽然从行业基础。虽然从 19711971 年,英特尔年,英特尔制造制造 40044004至今,已经有至今,已经有 3232 年历史;但是年历史;但是从没有像从没有像 80868086这样影响深远的神来之作。这样影响深远的神来之作。

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IntelIntel 的神来之作:的神来之作: 80868086※※

x86 的鼻祖: 8086 8086 的芯片内核 8086 的协处理器: 8087

当时 IBM公司正在研究新的 PC 机来打击苹果的个人电脑,需要选择一款强大,易于扩展的处理器,英特尔的 x86 处理器取得了绝对的胜利,成为 IBM PC 的新“大脑”。这个历史的选择也将英特尔公司日后带入了财富 500强大公司的行列,并被财富杂志称之为:“七十大商业奇迹之一 ”。 IBM公司的 PC大获成功,不但带旺了英特尔的生意,还造就了另外一个商业奇迹——微软公司。比尔 .盖茨搭车销售了 DOS操作系统,为今天称霸软件行业攫取了第一桶金。不但如此,因为 IBM公司的远见,开放了 PC架构的授权,康柏(今天已经变成 HP 的一部分)等第三方的制造商也大获其利。

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第一款风靡全球的第一款风靡全球的 CPUCPU :: 8028802866

19821982 年,英特尔发布了年,英特尔发布了 8028802866 处理器,也就是俗称的处理器,也就是俗称的 286286 。。8028680286芯片集成了芯片集成了 14.314.3万只万只晶体管,晶体管, 286286 (即(即 8028680286 )是)是英特尔第一台能够运行所有为英特尔第一台能够运行所有为其前代产品编写的软件的处理其前代产品编写的软件的处理器。这种软件兼容性是英特尔器。这种软件兼容性是英特尔微处理器家族的一个重要印记。微处理器家族的一个重要印记。在在 286286推出后的六年内,全球推出后的六年内,全球销售了大约销售了大约 1,5001,500万台基于万台基于 282866 的个人电脑。的个人电脑。

80286 ,成就了康柏公司

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IBM PC ATIBM PC AT ::使用使用 8028680286 的个人电的个人电脑脑

IBMIBM公司将公司将 8028680286 用在技术更为先进用在技术更为先进 ATAT 机中,与机中,与 IBM PIBM PCC 机相比,机相比, ATAT 机的外部总线为机的外部总线为 1616位位 (PC XT(PC XT 机为机为 88位位 )) ,,内存一般可扩展到内存一般可扩展到 16MB16MB ,可支持更大的硬盘,支持,可支持更大的硬盘,支持 VGVGAA显示系统,比显示系统,比 PC XTPC XT 机在性能上有了重大的进步。 机在性能上有了重大的进步。

但是这时候,但是这时候, IBMIBM公司内部发生了很大的分歧:内部很多公司内部发生了很大的分歧:内部很多人反对快速转换到人反对快速转换到 286286 计算机的销售,因为计算机的销售,因为 286 PC286 PC 会对会对IBMIBM 的小型机与之前的的小型机与之前的 PC XTPC XT销售有影响,他们希望缓销售有影响,他们希望缓慢过渡。但是慢过渡。但是 intelintel公司并不能等,公司并不能等, 8028680286 处理器已经批处理器已经批量生产了,不可能堆在仓库里等量生产了,不可能堆在仓库里等 IBMIBM慢慢消化;这时候生慢慢消化;这时候生产兼容产兼容 IBM PCIBM PC 的康柏公司就钻了一个空子——快速推出的康柏公司就钻了一个空子——快速推出286286 的的 PCPC 机,一举打败机,一举打败 IBMIBM成为成为 PCPC市场的新霸主。市场的新霸主。

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IBM PC AT

微处理器决定了计算机的性能和速度,谁能制造出性能卓越的高速 PC ,谁便能领导计算机的新潮流,这就是游戏规则。IBM 的人最初顺应的这个规则,因此在 PC市场大获成功,但是到了 286 时代,却又放弃了正确的选择,真是让人为之叹息。

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3232 位元时代的开始:位元时代的开始: 8038680386

19851985 年,英特尔再度发力年,英特尔再度发力推出了推出了 8038680386 处理器。处理器。 383866集成了集成了 2727万万 55千只晶体千只晶体管,超过了管,超过了 40044004芯片的一芯片的一百倍。并且百倍。并且 386386还是英特还是英特尔第一种尔第一种 3232位处理器,同位处理器,同时也是第一种具有“多任时也是第一种具有“多任务”功能的处理器——这对务”功能的处理器——这对微软的操作系统发展有着重微软的操作系统发展有着重要的影响,所谓“多任务”要的影响,所谓“多任务”就是说处理器可以在同时处就是说处理器可以在同时处理几个程序的指令。理几个程序的指令。

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成熟的成熟的 3232位应用: 位应用: 8048680486

19891989 年,英特尔发布了年,英特尔发布了 486486 处处理器,理器, 486486 这一代处理器意味这一代处理器意味着电脑真正实现了从命令操作着电脑真正实现了从命令操作到鼠标计算的转变。史密森学到鼠标计算的转变。史密森学会美国国家历史博物馆科技历会美国国家历史博物馆科技历史学家史学家 DavidK.AllisonDavidK.Allison回忆说:回忆说:“我第一次拥有了彩色电脑,“我第一次拥有了彩色电脑,而且能够以极快的速度实现墙而且能够以极快的速度实现墙纸出版。”英特尔纸出版。”英特尔 486TM486TM 处理处理器是第一台配备有内建数学协器是第一台配备有内建数学协处理器的处理器。因为数学协处理器的处理器。因为数学协处理器为中央处理器提供了复处理器为中央处理器提供了复杂的数学函数,从而提高了计杂的数学函数,从而提高了计算速度。算速度。

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协处理器:协处理器: CPUCPU的工作助理 的工作助理 P2.9P2.9

现代计算机除了配备现代计算机除了配备 CPUCPU ,往往还配备有多个,往往还配备有多个专门从事某方面处理的 专门从事某方面处理的 coprocessors (coprocessors ( 协处理协处理器器 )) 。常见的协处理器有:。常见的协处理器有:

Math coprocessor Math coprocessor 数学协处理器数学协处理器 Graphics coprocessor Graphics coprocessor 图形协处理器图形协处理器

未来的发展趋势是逐渐淘汰这类专用芯片,美国未来的发展趋势是逐渐淘汰这类专用芯片,美国的国家半导体公司和英特尔公司正致力于实现所的国家半导体公司和英特尔公司正致力于实现所谓“谓“ PC on a chip”PC on a chip” ,即将当前,即将当前 PCPC 机上各种不机上各种不同芯片的功能全部集成在一块芯片上。同芯片的功能全部集成在一块芯片上。

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第一种不以数字命名的处理器: 第一种不以数字命名的处理器: PentiumPentium

19931993 年,英特尔发布了年,英特尔发布了 PentiumPentium((奔腾奔腾)处理器。本来按照惯常的)处理器。本来按照惯常的命名规律是命名规律是 8058680586 ,但是因为实际,但是因为实际上“上“ 586”586” 这样的数字不能注册成这样的数字不能注册成为商标使用,因此其他竞争对手为商标使用,因此其他竞争对手(如(如 AMDAMD公司)可以用公司)可以用 586586 来混来混淆概念,扰乱市场。事实上在淆概念,扰乱市场。事实上在 486486发展末期,就已经有公司将发展末期,就已经有公司将 486486 等等级的产品标识成级的产品标识成 586586 来销售了。因来销售了。因此英特尔绝对使用自造的新词来作此英特尔绝对使用自造的新词来作为新产品的商标——为新产品的商标—— PentiumPentium (奔(奔腾处理器)。 腾处理器)。

PentiumPentium 处理器集成了处理器集成了 310310万个晶万个晶体管 。体管 。

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支持多媒体技术的奔腾: 支持多媒体技术的奔腾: Pentium MMXPentium MMX

Pentium MMXPentium MMX ((多能奔腾多能奔腾)处理)处理器是英特尔在器是英特尔在 PentiumPentium 内核基础内核基础上改进,最大的特点是增加了上改进,最大的特点是增加了 5757条条 MMXMMX 指令。这些指令专门用指令。这些指令专门用来处理音视频相关的计算,目的来处理音视频相关的计算,目的是提高是提高 CPUCPU 处理多媒体数据的效处理多媒体数据的效率。率。 MMXMMX 指令非常成功,在之指令非常成功,在之后生产的各型后生产的各型 CPUCPU 都包括这些指都包括这些指令集。据测试,即使最慢的令集。据测试,即使最慢的 PentiPentium MMX 166MHzum MMX 166MHz 也比也比 Pentium Pentium 200MHz200MHz普通版要快。普通版要快。

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PCPC 服务器用处理器的开端:服务器用处理器的开端: Pentium PROPentium PRO

19951995 年秋天,英特尔发布了年秋天,英特尔发布了 Pentium PrPentium Proo ((高能奔腾高能奔腾)处理器。)处理器。 Pentium PROPentium PRO是英特尔首个专门为是英特尔首个专门为 3232 位服务器、工作位服务器、工作站设计的处理器,可以应用在高速辅助站设计的处理器,可以应用在高速辅助设计、机械引擎、科学计算等领域。英设计、机械引擎、科学计算等领域。英特尔在特尔在 Pentium PROPentium PRO 的设计与制造上又的设计与制造上又达到了新的高度,总共集成了达到了新的高度,总共集成了 550550 万个万个晶体管,并且整合了高速二级缓存芯片。晶体管,并且整合了高速二级缓存芯片。

但作为第一代产品,但作为第一代产品, Pentium ProPentium Pro 在市在市场上受到了冷落。最有趣的一件事情是,场上受到了冷落。最有趣的一件事情是,Pentium PROPentium PRO 执行执行 1616 位程序的效能还位程序的效能还不及同频率不及同频率 PentiumPentium 的水平;当然这不的水平;当然这不是一个错误,只是在当时是一个错误,只是在当时 1616 位程序数量位程序数量还很多,还很多, 3232 位软件尚未成为主流的情形位软件尚未成为主流的情形下就显得太过超前。下就显得太过超前。

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全新的芯片封装:全新的芯片封装: Pentium IIPentium II19971997 年英特尔发布了年英特尔发布了 Pentium IIPentium II ((奔奔腾二代腾二代)处理器。其内部集成了)处理器。其内部集成了 750750万个晶体管,并整合了万个晶体管,并整合了 MMXMMX 指令集技指令集技术,可以更快更流畅的播放影音术,可以更快更流畅的播放影音 VideoVideo ,,AudioAudio 以及图像等多媒体数据。以及图像等多媒体数据。 PentiuPentium IIm II首次引入了首次引入了 S.E.CS.E.C 封装(封装( Single ESingle Edge Contactdge Contact )技术,将高速缓存与处)技术,将高速缓存与处理器整合在一块理器整合在一块 PCBPCB板上。通过板上。通过 PentPentium IIium II ,用户可以透过因特网来捕捉、,用户可以透过因特网来捕捉、编辑、共享数码图片给自己的朋友和编辑、共享数码图片给自己的朋友和家人;甚至在影片上加入一些文字、家人;甚至在影片上加入一些文字、音乐、效果等;可以使用视频电话等音乐、效果等;可以使用视频电话等最新的多媒体技术。而之前的处理器最新的多媒体技术。而之前的处理器在效能上就逊色很多了;因此在行销在效能上就逊色很多了;因此在行销宣传上,英特尔特别凸现宣传上,英特尔特别凸现 Pentium IIPentium II的多媒体能力,这也很大促进了多媒的多媒体能力,这也很大促进了多媒体技术的流行。体技术的流行。

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简化版的简化版的 Pentium IIPentium II :: Pentiun IIPentiun II CelerCeleronon

19991999 年,英特尔发布了年,英特尔发布了 Pentium II Pentium II CeleronCeleron ((奔腾二代赛扬奔腾二代赛扬)处理器。)处理器。CeleronCeleron 与与 Pentium IIPentium II 并没有本质上并没有本质上的不同,因为它们的内核是一样的,的不同,因为它们的内核是一样的,最大的区别在于高速缓存上。最初最大的区别在于高速缓存上。最初的的 CeleronCeleron 是没有二级缓存的,目是没有二级缓存的,目的是降低成本来夺取低端市场的份的是降低成本来夺取低端市场的份额,就像当年在额,就像当年在 386386 、、 486486 上,制上,制造造 386SX386SX 、、 486SX486SX 简化版的做法简化版的做法一样。但是很遗憾的是,完全没有一样。但是很遗憾的是,完全没有二级缓存的二级缓存的 CeleronCeleron 处理器效能极处理器效能极差,消费者并不买帐,因此很快英差,消费者并不买帐,因此很快英特尔就调整战略:将特尔就调整战略:将 CeleronCeleron 处理处理器的二级缓存设定为只有器的二级缓存设定为只有 Pentium IIPentium II的一半(也就是的一半(也就是 128KB128KB ),这样既),这样既有合理的效能,又有相对低廉的售有合理的效能,又有相对低廉的售价;这样的策略一直延续到今天。价;这样的策略一直延续到今天。

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PROPRO 的继承者:的继承者: Pentium II XeonPentium II Xeon

19981998 年英特尔发布了年英特尔发布了 Pentium II Pentium II XeonXeon ((至强至强)处理器。)处理器。 XeonXeon 是是英特尔引入的新品牌,取代之前英特尔引入的新品牌,取代之前所使用的所使用的 Pentium ProPentium Pro 品牌。这品牌。这个产品线面向中高端企业级服务个产品线面向中高端企业级服务器、工作站市场;是英特尔公司器、工作站市场;是英特尔公司进一步区格市场的重要步骤。进一步区格市场的重要步骤。 XeXeonon 主要设计来运行商业软件、因主要设计来运行商业软件、因特网服务、公司数据储存、数据特网服务、公司数据储存、数据归类、数据库、电子,机械的自归类、数据库、电子,机械的自动化设计等。动化设计等。

Pentium II XeonPentium II Xeon 处理器不但有更处理器不但有更快的速度,更大的缓存,更重要快的速度,更大的缓存,更重要的是可以支持多达的是可以支持多达 44 路或者路或者 88 路路的的 SMPSMP对称多对称多 CPUCPU 处理功能。处理功能。

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面向面向 3D3D 的网络处理器:的网络处理器: Pentium IIIPentium III 及其及其 CeleronCeleron

19991999 年英特尔发布了年英特尔发布了 Pentium IIIPentium III处理器。从处理器。从 Pentium IIIPentium III 开始,英特开始,英特尔又引入了尔又引入了 7070 条新指令(条新指令( SIMDSIMD ,,SSESSE ),主要用于因特网流媒体扩),主要用于因特网流媒体扩展(提升网络演示多媒体流、图像展(提升网络演示多媒体流、图像的性能)、的性能)、 3D3D 、流式音频、视频、流式音频、视频和语音识别功能的提升。和语音识别功能的提升。 Pentium IPentium IIIII 可以使用户有机会在网络上享受可以使用户有机会在网络上享受到高质量的影片,并以到高质量的影片,并以 3D3D 的形式的形式参观在线博物馆、商店等。参观在线博物馆、商店等。

Pentium IIIPentium III 处理器集成了处理器集成了 950950 万个万个晶体管,并且是首个使用晶体管,并且是首个使用 0.260.26 微米微米技术的微处理器。 技术的微处理器。

Pentium III也有对应型号的 Celeron 处理器,来应对低端市场。

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决战服务器市场:决战服务器市场: Pentium III XeoPentium III Xeonn

19991999 年,英特尔发布了年,英特尔发布了 Pentium III XeonPentium III Xeon 处理器。处理器。作为作为 Pentium II XeonPentium II Xeon 的后继者,除了在内核架构的后继者,除了在内核架构上采纳全新设计以外,也继承了上采纳全新设计以外,也继承了 Pentium IIIPentium III 处理处理器新增的器新增的 7070条指令集,以更好执行多媒体、流媒条指令集,以更好执行多媒体、流媒体应用软件。除了面对企业级的市场以外,体应用软件。除了面对企业级的市场以外, PentiPentium III Xeonum III Xeon 加强了电子商务应用与高阶商务计算加强了电子商务应用与高阶商务计算的能力。在缓存速度与系统总线结构上,也有很的能力。在缓存速度与系统总线结构上,也有很多进步,很大程度提升了性能,并为更好的多处多进步,很大程度提升了性能,并为更好的多处理器协同工作进行了设计。理器协同工作进行了设计。

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今天的主流处理器:今天的主流处理器: Pentium 4Pentium 4

20002000 年英特尔发布了年英特尔发布了 Pentium 4Pentium 4 处理器。处理器。用户使用基于用户使用基于 Pentium 4Pentium 4 处理器的个人电处理器的个人电脑,可以创建专业品质的影片,透过因特脑,可以创建专业品质的影片,透过因特网传递电视品质的影像,实时进行语音、网传递电视品质的影像,实时进行语音、影像通讯,实时影像通讯,实时 3D3D 渲染,快速进行渲染,快速进行 MP3MP3编码解码运算,在连接因特网时运行多个编码解码运算,在连接因特网时运行多个多媒体软件。这是目前空前强大的个人电多媒体软件。这是目前空前强大的个人电脑处理器产品,仍然在继续销售中。脑处理器产品,仍然在继续销售中。

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Pentium 4Pentium 4 处理器处理器Pentium 4Pentium 4 处理器集成处理器集成了了 42004200万个晶体管,万个晶体管,到了改进版的到了改进版的 PentiuPentium 4m 4 (( NorthwoodNorthwood ))更是集成了更是集成了 55千千 55百百万个晶体管;并且开万个晶体管;并且开始采用始采用 0.180.18 微米进行微米进行制造。制造。

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6464位元的时代来临:位元的时代来临: ItaniumItanium

20012001 年英特尔发布了年英特尔发布了 ItaniumItanium(安腾)处理器。(安腾)处理器。 ItaniumItanium 处理处理器是英特尔第一款器是英特尔第一款 6464 位元的产位元的产品。这是为顶级、企业级服务品。这是为顶级、企业级服务器及工作站设计的,在器及工作站设计的,在 ItaniumItanium处理器中体现了一种全新的设处理器中体现了一种全新的设计思想,完全是基于平行并发计思想,完全是基于平行并发计算而设计(计算而设计( EPICEPIC )。对于最)。对于最苛求性能的企业或者需要高性苛求性能的企业或者需要高性能运算功能支持的应用(包括能运算功能支持的应用(包括电子交易安全处理、超大型数电子交易安全处理、超大型数据库、电脑辅助机械引擎、尖据库、电脑辅助机械引擎、尖端科学运算等)而言,端科学运算等)而言, ItaniumItanium处理器基本是处理器基本是 PCPC 处理器中唯处理器中唯一的选择。一的选择。

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企业的新擎天支柱: 企业的新擎天支柱: Itanium 2Itanium 2

20022002 年英特尔发布了年英特尔发布了 ItaniuItanium 2m 2 处理器。代号为处理器。代号为 McKinleMcKinleyy 的的 Itanium 2Itanium 2 处理器是英特处理器是英特尔第二代尔第二代 6464位系列的产品。位系列的产品。Itanium 2Itanium 2 将英特尔架构的效将英特尔架构的效能与量产经济能与量产经济 (volume econ(volume economics)omics) 带给需要运算效能的带给需要运算效能的市场用户,相较于专属型市场用户,相较于专属型 (pr(proprietary)oprietary) 产品,产品,Itanium 2Itanium 2 处理器系列以低成处理器系列以低成本与更高效能,提供高阶服本与更高效能,提供高阶服务器与工作站各种平台与应务器与工作站各种平台与应用支持。用支持。

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花边新闻花边新闻 ::

AMD AMD 正式发布正式发布 Athlon 64Athlon 64 处理器处理器 20032003 年年 99 月月 2323日,超微半导体日,超微半导体 (AMD) (AMD) 公公司在北京时间凌晨司在北京时间凌晨 1:001:00 正式向全世界发布正式向全世界发布了了 Athlon 64Athlon 64 系列处理器,宣布系列处理器,宣布 AMDAMD 正式正式进入进入 6464位时代。 位时代。

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迅驰技术的核心:迅驰技术的核心: Pentium MPentium M

20032003 年年 33 月月 IntelIntel公司正式宣布了新的笔记本电脑技术:公司正式宣布了新的笔记本电脑技术:“迅驰”“迅驰” (Centrino )(Centrino ) ,这是,这是 IntelIntel公司命名并推广的一种公司命名并推广的一种新的无线移动计算解决方案。是集最新的笔记本处理器新的无线移动计算解决方案。是集最新的笔记本处理器 PPentium Mentium M 、、 Intel855Intel855 系列芯片组和系列芯片组和 802.11802.11 (( WiFiWiFi )无)无线网卡在内的一个笔记本电脑平台。它也是线网卡在内的一个笔记本电脑平台。它也是 IntelIntel 第一次第一次将处理器、芯片组以及网卡等不同产品统一包装后以一个将处理器、芯片组以及网卡等不同产品统一包装后以一个品牌进行推广。 品牌进行推广。 ((下图为迅驰技术的三个主要芯片)下图为迅驰技术的三个主要芯片)

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个人计算机用 Intel公司MPU谱系

谱系:286 386 486 Pentium Pentium Pro Pentium II Pentium III

• 型号标识 Pentium 133 MMX

Pentium III 667 Pentium 4 3.06G

奔腾 奔腾 II 代 奔腾 III 代Pentium MMX

(多能奔腾)Celeron

(赛扬)

CPU 主频单位为兆赫( MHz 或 GH

z )(决定 CPU 的运行速度)

高能奔腾

CPU 型号(决定 CPU 的性能档次)

目前家用电脑最新的 CPU芯片为 Pentium Ⅳ( P4 ),即奔腾四代

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摩尔定律的由来摩尔定律的由来19651965 年,戈登年,戈登 ··摩尔在准备一个演讲的时候发现了摩尔在准备一个演讲的时候发现了一个具有历史意义的现象。当他开始制作图表来表一个具有历史意义的现象。当他开始制作图表来表示内存芯片性能增长数据时,他发现了一个惊人的示内存芯片性能增长数据时,他发现了一个惊人的增长趋势。芯片的容量每增长趋势。芯片的容量每 18-2418-24 个月增加一倍。他个月增加一倍。他据此推理,如果按照这一趋势发展下去,在较短的据此推理,如果按照这一趋势发展下去,在较短的时间内计算能力将呈指数规律增长。摩尔的发现,时间内计算能力将呈指数规律增长。摩尔的发现,即现在人们所熟知的摩尔定律,揭示了一个趋势。即现在人们所熟知的摩尔定律,揭示了一个趋势。这个趋势一直延续至今,并且事实证明相当准确。这个趋势一直延续至今,并且事实证明相当准确。它是许多计划者的性能预测基础。在它是许多计划者的性能预测基础。在 2626 年的时间里,年的时间里,芯片上的晶体管数量增加了芯片上的晶体管数量增加了 32003200多倍:从多倍:从 19711971 年年推出的第一款推出的第一款 40044004 的的 23002300 个增加到奔腾个增加到奔腾 IIII 处理器处理器( ( 19971997 年推出)的年推出)的 750750万个。万个。

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摩尔定律与英特尔摩尔定律与英特尔 CPUCPU 发展发展 2626年年

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2.3 2.3 如何评定计算机:如何评定计算机:内存容量,字长和处理器速度内存容量,字长和处理器速度

Telling Computers Apart: Telling Computers Apart: RAM Capacity, Word Size, & Processor SpeedRAM Capacity, Word Size, & Processor Speed

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内存容量内存容量容量单位容量单位 : :

最小存储单位是 最小存储单位是 Byte (Byte ( 字节字节 ))

个人计算机 个人计算机 MB MB

大型计算机 大型计算机 GBGB

超级计算机 超级计算机 TBTB

内存大小决定了程序运行的规模内存大小决定了程序运行的规模计算机内存主要是指计算机内存主要是指 RAMRAM 的大小的大小

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内存容量的配置内存容量的配置

目前个人电脑新机的标准配置是目前个人电脑新机的标准配置是 128MB128MB 或或 256MB256MB 。。部门级网络服务器的标准配置一般应不小于部门级网络服务器的标准配置一般应不小于 512MB512MB 。。企业级网络服务器的标准配置一般为企业级网络服务器的标准配置一般为 11 ~~ 2GB2GB 。。大型机和某些超级计算机的内存一般以大型机和某些超级计算机的内存一般以 GBGB 为单位。为单位。大部分超级计算机的内存以大部分超级计算机的内存以 TBTB 为单位。为单位。单片机的内存一般以单片机的内存一般以 kBkB 为单位。为单位。

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字长(字长( Word SizeWord Size ))““ 字长”是字长”是 CPUCPU 处理能力的重要衡量指标。处理能力的重要衡量指标。CPUCPU 在单位时间内(同一时间)能一次处理的在单位时间内(同一时间)能一次处理的二进制数的位数叫字长。所以能处理字长为二进制数的位数叫字长。所以能处理字长为 88位数据的位数据的 CPUCPU 通常就叫通常就叫 88位位 CPUCPU 。同理。同理 3232位位的的 CPUCPU 就能在单位时间内处理字长为就能在单位时间内处理字长为 3232位的位的二进制数据。 二进制数据。 当前市场上出售的个人计算机都使用当前市场上出售的个人计算机都使用 3232位的位的 CCPUPU ,但是字长的增加是,但是字长的增加是 CPUCPU发展的一个趋势。发展的一个趋势。IntelIntel 的“安腾”和的“安腾”和 IBMIBM 的的 PowerPC G5PowerPC G5 都是都是 6644位的位的 CPUCPU 。未来必然是。未来必然是 6464位位 CPUCPU 的天下。的天下。

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字长字长处理器的“能力”可以用“字长”表示。处理器的“能力”可以用“字长”表示。– 单位:位(单位:位( bitbit ))

4004 44004 4 位位 8008-8080 88008-8080 8 位位 80286 1680286 16 位位 8038680386 ~~ Pentium 32Pentium 32 位位 Itanium 64Itanium 64 位位总线、内存和寄存器亦可用字长来表示其“能总线、内存和寄存器亦可用字长来表示其“能力”。力”。

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处理器速度:主频处理器速度:主频字长越大,表示每个“指令周期”中计算机可字长越大,表示每个“指令周期”中计算机可以处理的数据越多。以处理的数据越多。主频越高,表示每秒钟机器周期重复的次数主频越高,表示每秒钟机器周期重复的次数(频率)越多。(频率)越多。每个计算机都有一个由石英晶体制作的“系统每个计算机都有一个由石英晶体制作的“系统时钟”。时钟”。主频的计量单位: 主频的计量单位: MHz MHz 或或 GHzGHz 。。较大型计算机的处理器速度有时则用较大型计算机的处理器速度有时则用 MIPSMIPS(每秒指令数)和(每秒指令数)和 FLOPSFLOPS (每秒浮点运算(每秒浮点运算数)为单位。数)为单位。

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主频、外频与倍频主频、外频与倍频主频也就是主频也就是 CPUCPU 的时钟频率的时钟频率 , , 简单地说也简单地说也就是就是 CPUCPU 运算时的工作频率。一般说来运算时的工作频率。一般说来 ,,主频越高主频越高 ,, 一个时钟周期内完成的指令数也一个时钟周期内完成的指令数也越多越多 ,,当然当然 CPUCPU 的速度也就越快了。不过的速度也就越快了。不过由于各种各样的由于各种各样的 CPUCPU 它们的内部结构不尽它们的内部结构不尽相同相同 ,, 所以并非所有的时钟频率相同的所以并非所有的时钟频率相同的 CPCPUU 的性能都是一样。的性能都是一样。我们平常经常讲的”我们平常经常讲的” Pentium 4Pentium 4 XXX GHzXXX GHz””讲的就是讲的就是 CPUCPU 的主频。的主频。

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主频、外频与倍频主频、外频与倍频与主频相关的还有“外频”与“倍频”。与主频相关的还有“外频”与“倍频”。外频是系统总线的工作频率外频是系统总线的工作频率 ;;而倍频则是指而倍频则是指CPUCPU 外频与主频相差的倍数。如果把外频外频与主频相差的倍数。如果把外频看做看做 CPUCPU 这台“机器”内部的一条生产线,这台“机器”内部的一条生产线,倍频就是生产线的条数。一台机器生产速倍频就是生产线的条数。一台机器生产速度的快慢(主频)自然就是生产线的速度度的快慢(主频)自然就是生产线的速度(外频)乘以生产线的条数。(外频)乘以生产线的条数。

所以所以 :: 主频主频 == 外频外频 ×× 倍频。倍频。

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2.4 2.4 打开微机看看打开微机看看 : : 里面有什么里面有什么 ??Focus on the Microcomputer:Focus on the Microcomputer:

What’s Inside?What’s Inside?

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主机箱里有什么……主机箱里有什么…… 在许多个人计算机的广告上,我们经常看到这些术语:在许多个人计算机的广告上,我们经常看到这些术语:

电源电源主板主板微处理器微处理器RAMRAM芯片芯片ROMROM芯片芯片其他形式的内存:其他形式的内存: cache, VRAM, flashcache, VRAM, flash端口端口扩展槽和扩展电路板扩展槽和扩展电路板总线和总线和 PCIPCI 插槽及板卡插槽及板卡…………

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打开主机箱……打开主机箱……硬磁盘 机内电源

驱动器架

软盘驱动器

光盘驱动器

电源开关主机板

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主机板主机板

CPU插座

内存插槽

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MPUMPU(微处理器):个人电脑中的大脑(微处理器):个人电脑中的大脑

从早期的从早期的 286286、、 384384 到现在的奔腾到现在的奔腾 33 代、代、奔腾奔腾 44 代、安腾处理器……代、安腾处理器……

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主存储器:主存储器: CPUCPU的工作存储区 的工作存储区 P2.1P2.111

主存储器又称“主存”或“内存”,或称主存储器又称“主存”或“内存”,或称 RAMRAM(随机存取存储器)。其功能有三项:存放将在(随机存取存储器)。其功能有三项:存放将在处理的数据;存放数据处理用的程序指令;存放处理的数据;存放数据处理用的程序指令;存放处理好的数据(有用的信息)以供输出。处理好的数据(有用的信息)以供输出。主存的大小决定了计算机能够运行的软件规模。主存的大小决定了计算机能够运行的软件规模。足够的内存是组装计算机必须重点考虑的一个问足够的内存是组装计算机必须重点考虑的一个问题。题。主存具有易失性(主存具有易失性( volatilevolatile ),即断电将丢失所存),即断电将丢失所存全部信息。所以要养成经常存盘的好习惯(如每全部信息。所以要养成经常存盘的好习惯(如每隔隔 3-53-5分钟存盘一次)。分钟存盘一次)。

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内存:决定程序运行的规模内存:决定程序运行的规模

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内存技术图示内存技术图示

http://intel.com/cn/museum/memory/flash.http://intel.com/cn/museum/memory/flash.htmhtm

让我们到英特尔博物馆看看…让我们到英特尔博物馆看看…

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RAM (RAM ( 随机存取存储器随机存取存储器 ))芯片——芯片—— “数学老师“数学老师 CPUCPU 工作时使用的黑板”工作时使用的黑板”

RAMRAM保存保存 CPUCPU 正在执行的程序和数据,正在执行的程序和数据,是计算机中所谓“是计算机中所谓“临时的临时的”或“”或“易失的易失的””存储区域。之所以称为存储区域。之所以称为暂存区域暂存区域,是因为,是因为当计算机断电后,它所存放的内部会全部当计算机断电后,它所存放的内部会全部丢失:就象教师上课所用的黑板。丢失:就象教师上课所用的黑板。所谓“计算机内存大小”或“主存储器”,所谓“计算机内存大小”或“主存储器”,主要就是指计算机所配的主要就是指计算机所配的 RAMRAM 容量。配备容量。配备足够的内存,是计算机运行大型和复杂程足够的内存,是计算机运行大型和复杂程序的基本条件。序的基本条件。

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主存储器:常见类型主存储器:常见类型 主存使用主存使用 CMOSCMOS (互补金属氧化物半导体)技术制造。(互补金属氧化物半导体)技术制造。

常见类型有——常见类型有——DRAM (DRAM ( 动态随机存取内存)动态随机存取内存)六年前最流行六年前最流行 ,72,72线线

通常使用一个晶体管和一个电容器来代表一个比特,通过通常使用一个晶体管和一个电容器来代表一个比特,通过不断充电刷新保持数据。不断充电刷新保持数据。SDRAM(SDRAM( 同步动态随机存取内存同步动态随机存取内存 ) ) 三年前最流行三年前最流行 ,168,168线线

数据传输速度可以快到和数据传输速度可以快到和 CPUCPU 的时钟频率同步。的时钟频率同步。 常见常见 SDRAM SDRAM 有有 PC-100PC-100 和和 PC-133 PC-133 ,数字表示其时钟,数字表示其时钟频率。频率。DDR(DDR( 双倍速率双倍速率 SDRAM)SDRAM) 当前正流行当前正流行

DDRDDR 内存又分成很多型号:内存又分成很多型号: DDR266DDR266 、、 DDR300DDR300 、、 DDDDR333R333 和和 DDR400DDR400 。新的。新的 DDR-IIIDDR-III 内存将拥有内存将拥有 400-400- 、、 533533 、、667MHz667MHz 等不同的时钟频率,高端的等不同的时钟频率,高端的 DDR-IIDDR-II 内存据称甚内存据称甚至将拥有至将拥有 800800 和和 1000MHz1000MHz 两种频率。 两种频率。

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SDRAMSDRAM 和和 DDRDDR :不同在哪里?:不同在哪里?

SDRAMSDRAM :: SDRAMSDRAM 可以与可以与 CPUCPU同步工作,无等同步工作,无等待周期,减少数据传输延迟。待周期,减少数据传输延迟。 DDR SDRAMDDR SDRAM :: DDRDDR 是是 Double Data RateDouble Data Rate 是缩是缩写,它是现有的写,它是现有的 SDRAMSDRAM 内存的一种进化。内存的一种进化。在设计和操作上,在设计和操作上, DDRDDR 与与 SDRAMSDRAM 很相似,唯很相似,唯一不同的是一不同的是 DDRDDR 在时钟周期的上升沿和下降沿都在时钟周期的上升沿和下降沿都能传输数据,而能传输数据,而 SDRAMSDRAM则只可在上升沿传输数则只可在上升沿传输数据,所以据,所以 DDRDDR 的带宽是的带宽是 SDRAMSDRAM 的两倍,而的两倍,而 DDDDRR 比比 SDRAMSDRAM 的数据传输率也快一倍。如果的数据传输率也快一倍。如果 SDRSDRAMAM 内存的频率是内存的频率是 133MHz133MHz ,则,则 DDRDDR 内存的频率内存的频率是是 266MHz266MHz ,即理论上,即理论上 DDRDDR 有着有着 SDRAMSDRAM 双倍双倍的性能。的性能。

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DDRDDR 内存条一瞥内存条一瞥

-75 表示 Kingmax DDR266内存颗粒为 7.5纳秒

HY 256M DDR266 内存颗粒图片

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内存插槽与内存条安装内存插槽与内存条安装

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ROM (ROM ( 只读存储器只读存储器 ))芯片——芯片—— “数学老师“数学老师 CPUCPU 工作时使用的书本”工作时使用的书本”

与与 RAMRAM 中保存的内容会被不断写入和擦除中保存的内容会被不断写入和擦除的情况不同,而的情况不同,而 ROMROM (又称为“(又称为“ firmwarfirmware”,e”, 固件)中保存的内容不会被用户修改。固件)中保存的内容不会被用户修改。换言之,换言之, RAMRAM 用于暂存用户程序提供的信用于暂存用户程序提供的信息,而息,而 ROMROM 用于永久保存硬件制造商提供用于永久保存硬件制造商提供的程序:就象老师上课所用的书本。的程序:就象老师上课所用的书本。ROMROM 中保存的内容不会因系统断电而丢失,中保存的内容不会因系统断电而丢失,通常保存的是与键盘、磁盘和显示器等硬通常保存的是与键盘、磁盘和显示器等硬件有关的基本操作指令。件有关的基本操作指令。

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ROMROM 的三种变型…的三种变型…PROMPROM (可编程只读存储器)(可编程只读存储器)

空白芯片,用户可使用特殊的设备将程序内容一空白芯片,用户可使用特殊的设备将程序内容一次性写入其中,之后便永久保存不可修改。次性写入其中,之后便永久保存不可修改。EPROMEPROM (可擦除型(可擦除型 PROMPROM ))

同同 PROMPROM ,但写入的内容可以通过紫外线擦除后,但写入的内容可以通过紫外线擦除后重写。重写。EEPROMEEPROM (电可擦除型(电可擦除型 PROMPROM ))

同上,但写入的内容可通过电脉冲擦除后重写。同上,但写入的内容可通过电脉冲擦除后重写。与与 EPROMEPROM 相比,优点是改写时不必将芯片从计相比,优点是改写时不必将芯片从计算机上拆下,而且可以通过键盘操作重新写入新算机上拆下,而且可以通过键盘操作重新写入新的内容,而不需要特殊的可编程设备。的内容,而不需要特殊的可编程设备。

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其他形式的内部存储器①其他形式的内部存储器①高速缓冲存储器 高速缓冲存储器 (Cache)(Cache)

一种特殊的高速一种特殊的高速 RAMRAM 。由于。由于 CPUCPU 直接存取的内存容量直接存取的内存容量越来越大,且工作速度越来越快,通常可达到几亿分之一越来越大,且工作速度越来越快,通常可达到几亿分之一秒的时间执行一条指令的水平,而秒的时间执行一条指令的水平,而 RAMRAM 的工作速度一般的工作速度一般是千万分之一秒读取一次。为此,人们在是千万分之一秒读取一次。为此,人们在 CPUCPU 和和 RAMRAM之间使用之间使用 cachecache 来解决来解决 CPUCPU 与内存之间速度不相匹配的与内存之间速度不相匹配的矛盾。矛盾。

CacheCache对提高对提高 CPUCPU 的性能影响极大,同类型标准的性能影响极大,同类型标准 CPUCPU和赛扬型和赛扬型 CPUCPU 的主要区别就在于的主要区别就在于 CPUCPU 中配备的中配备的 cachecache存储器大小不同。存储器大小不同。

CPUCPU 内部的内部的 cachecache 存储器称为“存储器称为“片内片内 cachecache““ 。现代。现代 CPCPUU 内部一般都有二级的片内内部一般都有二级的片内 cachecache 。。

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补充:关于补充:关于 cache…cache…

实际上实际上 cachecache 是计算机中用于解决各个部件间存是计算机中用于解决各个部件间存取速度不匹配的一种高速缓冲技术。计算机系统取速度不匹配的一种高速缓冲技术。计算机系统一般都采用多级存储器结构,如寄存器、主存、一般都采用多级存储器结构,如寄存器、主存、磁盘、光盘、磁带等。这种多级存储器的特点是磁盘、光盘、磁带等。这种多级存储器的特点是从外存储器到从外存储器到 CPUCPU 中的寄存器逐级向上,存储容中的寄存器逐级向上,存储容量逐级减小,而存取速度逐级提高。由于上下两量逐级减小,而存取速度逐级提高。由于上下两级存储器的速度可以相差级存储器的速度可以相差 ll ~~ 22 个数量级或者更个数量级或者更高,因此,上一级和下一级存储器的数据交换常高,因此,上一级和下一级存储器的数据交换常常成为系统瓶颈,大大降低了系统的性能。为了常成为系统瓶颈,大大降低了系统的性能。为了解决这个问题,通常采用的办法是在两级存储器解决这个问题,通常采用的办法是在两级存储器之间增加一个高速缓冲存储器之间增加一个高速缓冲存储器 CacheCache 。。

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CacheCache 原理原理所谓所谓 CacheCache 是一个速度等于或者接近上一级存储是一个速度等于或者接近上一级存储器访问速度的小容量存储器,其中保存了下级存器访问速度的小容量存储器,其中保存了下级存储器中部分当前所需的数据,因此储器中部分当前所需的数据,因此 CPUCPU 可以直接可以直接从从 CacheCache 中取得所需的数据,而不必访问下一级中取得所需的数据,而不必访问下一级存储器。由于存储器。由于 CacheCache 的速度与上一级存储器相当,的速度与上一级存储器相当,因此保证了系统效率不会降低。因此保证了系统效率不会降低。 CacheCache 的设计依的设计依据是程序存取局部性原理,通常程序存取的一批据是程序存取局部性原理,通常程序存取的一批数据总是存放在存储器相邻的单元中,只要把这数据总是存放在存储器相邻的单元中,只要把这一批数据同时调入一批数据同时调入 cachecache 中,即可保证近期内需中,即可保证近期内需要的数据都能在要的数据都能在 CaclleCaclle 中访问成功。中访问成功。

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现代现代 cachecache 系统系统现代的现代的 CacheCache 系统常常采用分级组织的方系统常常采用分级组织的方法,在法,在 CPUCPU 中集成了一级中集成了一级 Cache(L1)Cache(L1) ,也,也称为片内称为片内 CacheCache ;在主板上配置二级;在主板上配置二级 CachCache (L2)e (L2) 。。 CPUCPU 中的片内中的片内 CacheCache虽然容量较虽然容量较小,但是能够以小,但是能够以 CPUCPU 相同的工作频率工作,相同的工作频率工作,因此速度极快。一般情况下在因此速度极快。一般情况下在 L1L1未命中时,未命中时,才在才在 L2L2 中查找。从赛扬处理器开始,已经中查找。从赛扬处理器开始,已经普遍把普遍把 L2L2集成到集成到 CPUCPU 内部了。这时相应的内部了。这时相应的主板上的二级缓存就成为“三级”缓存了 主板上的二级缓存就成为“三级”缓存了

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硬盘硬盘 cachecache

为了匹配硬盘和主存在数据传送速度上的矛盾,为了匹配硬盘和主存在数据传送速度上的矛盾,微机系统中毫无例外地采用了硬盘高速缓存,或微机系统中毫无例外地采用了硬盘高速缓存,或称为硬盘称为硬盘 CacheCache 。硬盘高速缓存分为两种:硬件。硬盘高速缓存分为两种:硬件高速缓存和软件高速缓存。软件高速缓存是利用高速缓存和软件高速缓存。软件高速缓存是利用软件工具软件工具 (( 如如 Smart Drive)Smart Drive) 在系统主存中开辟的在系统主存中开辟的一块区域作为数据传送缓冲区,硬件高速缓存则一块区域作为数据传送缓冲区,硬件高速缓存则是在磁盘控制器中安装的一块是在磁盘控制器中安装的一块 RAMRAM ,通过,通过 RAMRAM缓冲区读写数据可以得到更高的访问速度。早期缓冲区读写数据可以得到更高的访问速度。早期硬盘中的硬盘中的 cachecache 很小,只有数十很小,只有数十 KBKB 到数百到数百 KBKB ,,目前新型硬盘的高速缓存均达到目前新型硬盘的高速缓存均达到 2MB2MB 。在选购硬。在选购硬盘时除了注意容量、带宽、转速等参数外,还应盘时除了注意容量、带宽、转速等参数外,还应该考虑该考虑 CacheCache 的容量,越大越好。 的容量,越大越好。

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CacheCache ::不同级存不同级存储器间数储器间数据传输的据传输的一条捷径一条捷径

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VRAMVRAM (显存(显存)) 用于存储显示器的显示图像。显存的大小决定了图像显示用于存储显示器的显示图像。显存的大小决定了图像显示

的速度和色彩数。显存芯片通常安装在独立的显示电路上。的速度和色彩数。显存芯片通常安装在独立的显示电路上。目前廉价电脑采用所谓“集成显卡”,其实是不提供显存目前廉价电脑采用所谓“集成显卡”,其实是不提供显存芯片,而是与芯片,而是与 CPU“CPU“共享”主存储器的容量。共享”主存储器的容量。

显卡上被广泛使用的显存是显卡上被广泛使用的显存是 SDRAMSDRAM 和和 DDR SDRAMDDR SDRAM 。。 目前显存颗粒的制造商主要以日本、韩国和台湾的为主。目前显存颗粒的制造商主要以日本、韩国和台湾的为主。日本的如日本的如 ToshibaToshiba (东芝)、(东芝)、 HitachiHitachi (日立),韩国的(日立),韩国的主要是三星和现代(主要是三星和现代( HYUNDAIHYUNDAI ,目前已经改名为,目前已经改名为 HyniHynixx ),台湾的代表是),台湾的代表是 WinbordWinbord 、、 EliteMTEliteMT 、、 EtronTech(EtronTech( 钰钰创创 )) 等。目前市场上的显卡主要就使用了三星,现代,钰等。目前市场上的显卡主要就使用了三星,现代,钰创,创, ESMTESMT 等几个品牌的显存。 等几个品牌的显存。

其他形式的内部存储器②其他形式的内部存储器②

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显存颗粒上的标志示例显存颗粒上的标志示例 显存颗粒上的标志通常标示显存颗粒上的标志通常标示这些参数:厂商代号、类型、这些参数:厂商代号、类型、容量、速度、数据位宽度等容量、速度、数据位宽度等等。等。 EliteMTEliteMT 的的 SGRAMSGRAM显存编号显存编号

5.5Q5.5Q 代表显存的速度为代表显存的速度为 5.5n5.5nss ,对应的额定工作频率,对应的额定工作频率 =1/=1/5.5=183MHz5.5=183MHz ;; 9948S9948S 表示表示封装日期为封装日期为 9999 年第年第 4848周;周;第二行中的第二行中的 32323232 表示容量为表示容量为32MB32MB ,数据带宽为,数据带宽为 32bit32bit 。。※※

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显存颗粒上的标志示例显存颗粒上的标志示例 三星三星 SDRAMSDRAM显存编号 显存编号

K4SK4S 代表三星生产。代表三星生产。 6464 代代表显存类型表显存类型 (64=SDRAM(64=SDRAM , , 6D=DDR SDRAM)6D=DDR SDRAM) ;第一个;第一个3232 代表容量为代表容量为 32MB32MB ;最后;最后一个一个 3232 代表显存的数据带代表显存的数据带宽为宽为 32bit32bit 。。 EE 代表工作电代表工作电压为压为 3.3V(SDRAM3.3V(SDRAM显存工作显存工作电压均为电压均为 3.3V3.3V ,, DDRDDR显存显存工作电压为工作电压为 2.5V)2.5V) ,, TC-50TC-50代表显存的速度为代表显存的速度为 5ns5ns ,即,即额定工作频率为额定工作频率为 200MHz200MHz 。。

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显存颗粒上的标志示例显存颗粒上的标志示例 EtronTech(EtronTech( 钰创钰创 ) DDR S) DDR SDRAMDRAM显存编号 显存编号

EMEM 代表代表 EtronTech(EtronTech( 钰钰创创 ))显存,显存, 6565 代表容量代表容量为为 64MB64MB ,, 1616 代表数据代表数据带宽为带宽为 16bit16bit 。。 TT 代表工代表工作电压为作电压为 2.5V2.5V ,, SS 代表代表种类为种类为 DDR SDRAMDDR SDRAM 。。4.54.5 代表显存速度为代表显存速度为 4.5n4.5nss ,额定工作频率为,额定工作频率为 230230MHzMHz 。。

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其他形式的内部存储器③其他形式的内部存储器③Flash memeryFlash memery (闪存(闪存))

由由 EEPROMEEPROM发展出来的发展出来的一种存储器,主要用于便一种存储器,主要用于便携式计算机,通常又称为携式计算机,通常又称为flash RAM cardflash RAM card (闪存(闪存卡)。它与标准卡)。它与标准 RAMRAM 不不同之处在于它所保存的内同之处在于它所保存的内容是“非易失性”的——容是“非易失性”的——即使断电,也不会丢失。即使断电,也不会丢失。

除此之外,闪存还可以除此之外,闪存还可以作为硬盘的替代品使用,作为硬盘的替代品使用,即现在风靡业界的移动即现在风靡业界的移动存储器存储器 UU 盘。盘。

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寄存器(寄存器( registerregister )) P2.12P2.12

控制器和运算器内含有各种寄存器,它们控制器和运算器内含有各种寄存器,它们是一些专用的高速电路区域,可用来在处是一些专用的高速电路区域,可用来在处理器工作时临时保存数据,并为计算提供理器工作时临时保存数据,并为计算提供工作区间。工作区间。主存位于主存位于 CPUCPU 的外部,存放的是“即将处的外部,存放的是“即将处理的”数据;寄存器位于理的”数据;寄存器位于 CPUCPU 的内部,存的内部,存放的是“马上处理的”数据。放的是“马上处理的”数据。常见寄存器的类型有:指令寄存器、地址常见寄存器的类型有:指令寄存器、地址寄存器、程序寄存器、累加器等。寄存器、程序寄存器、累加器等。

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补充内容:主板上的重要芯片补充内容:主板上的重要芯片

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Motherboard(Motherboard( 主板主板 ))

主板是电脑中最大的一块电路板,是电脑主板是电脑中最大的一块电路板,是电脑系统中的核心部件,它的上面布满了各种系统中的核心部件,它的上面布满了各种插槽(可连接声卡插槽(可连接声卡 // 显卡显卡 /MODEM//MODEM/ 等)、等)、接口(可连接鼠标接口(可连接鼠标 // 键盘等)、电子元件,键盘等)、电子元件,它们都有自己的职责,并把各种周边设备它们都有自己的职责,并把各种周边设备紧紧连接在一起。它的性能好坏对电脑的紧紧连接在一起。它的性能好坏对电脑的总体指标将产生举足轻重的影响。如果将总体指标将产生举足轻重的影响。如果将 CCPUPU 比作电脑的大脑或心脏,那么电脑主板比作电脑的大脑或心脏,那么电脑主板就可称为电脑的神经系统。 就可称为电脑的神经系统。

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主板上的重要芯片:主板上的重要芯片: BIOSBIOS

BIOSBIOS (( Basic Input & Output SystemBasic Input & Output System ,基本输,基本输入入 // 输出系统)芯片。它的全称应该是输出系统)芯片。它的全称应该是 ROM-BIOROM-BIOSS ,意思是只读存储器基本输入输出系统。其实,,意思是只读存储器基本输入输出系统。其实,它是一组固化到计算机内主板上一个它是一组固化到计算机内主板上一个 ROMROM芯片芯片上的程序,它保存着计算机最重要的基本输入输上的程序,它保存着计算机最重要的基本输入输出的程序、系统设置信息、开机上电自检程序和出的程序、系统设置信息、开机上电自检程序和系统启动自举程序。 系统启动自举程序。 主板上没有主板上没有 BIOSBIOS芯片或芯片或 BIOSBIOS芯片内容被破坏,芯片内容被破坏,开机时机器连最基本的显示也不会出现。开机时机器连最基本的显示也不会出现。

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关于关于 BIOSBIOS 芯片……芯片……主板上的主板上的 ROM BIOSROM BIOS芯片是主板上唯一贴有标签芯片是主板上唯一贴有标签的芯片。的芯片。 586586 以前的以前的 BIOSBIOS多为可重写的多为可重写的 EPROMEPROM芯片,芯片,上面的标签起着保护上面的标签起着保护 BIOSBIOS 内容的作用内容的作用 ((紫外线照紫外线照射会使射会使 EPROMEPROM 内容丢失内容丢失 )) ,不能随便撕下。,不能随便撕下。586586 以后的以后的 ROM BIOSROM BIOS多采用多采用 EEPROM(EEPROM( 电可擦电可擦写只读写只读 ROM)ROM) ,通过跳线开关和系统配带的驱动,通过跳线开关和系统配带的驱动程序盘,可以对程序盘,可以对 EEPROMEEPROM 进行重写,方便 地实进行重写,方便 地实现现 BIOSBIOS升级。 常见的升级。 常见的 BIOSBIOS芯片有芯片有 AMIAMI 、、 AwaAwardrd 、、 PhoenixPhoenix 等,在芯片上都能见到厂商的标记。等,在芯片上都能见到厂商的标记。

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主板上的重要芯片:主板上的重要芯片: CMOSCMOS

CMOSCMOS芯片:芯片: CMOSCMOS 是电脑主板上的一块可读是电脑主板上的一块可读写的写的 RAMRAM芯片,用它来保护当前系统的硬件配置芯片,用它来保护当前系统的硬件配置和用户对某些参数的设定。现在的厂商们把和用户对某些参数的设定。现在的厂商们把 CMOCMOSS 程序做到了程序做到了 BIOSBIOS芯片中,当开机时就可按特芯片中,当开机时就可按特定键进入定键进入 CMOSCMOS设置程序对系统进行设置。所以设置程序对系统进行设置。所以又被人们叫做又被人们叫做 BIOSBIOS设置。设置。CMOSCMOS 可由主板的电池供电,即使系统掉电,信可由主板的电池供电,即使系统掉电,信息也不会丢失。息也不会丢失。如果主板上没有如果主板上没有 CMOSCMOS芯片,每次开机时都要重芯片,每次开机时都要重新设置机器的各项工作参数,如日期、硬盘参数、新设置机器的各项工作参数,如日期、硬盘参数、键盘响应、节能方式、即插即用等等。键盘响应、节能方式、即插即用等等。※※

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主板上的重要芯片:主板芯片组主板上的重要芯片:主板芯片组芯片组(芯片组( ChipsetChipset ):是构成主板电路的核心。):是构成主板电路的核心。一定意义上讲,它决定了主板的级别和档次。它一定意义上讲,它决定了主板的级别和档次。它是“南桥”和“北桥”芯片的统称,就是把以前是“南桥”和“北桥”芯片的统称,就是把以前复杂的电路和元件最大限度地集成在几颗芯片内复杂的电路和元件最大限度地集成在几颗芯片内的芯片组。的芯片组。芯片组是主板上最重要的部分,它在主板上的作芯片组是主板上最重要的部分,它在主板上的作用或许仅次于用或许仅次于 CPUCPU ,是主机板上除,是主机板上除 CPUCPU 之外最之外最核心的组件之 一。其功能就是支持核心的组件之 一。其功能就是支持 CPUCPU 的工作,的工作,比如比如 CPUCPU完成计算工作,芯片组就负责把计算结完成计算工作,芯片组就负责把计算结果传递给有关部件。通俗地讲,如果把果传递给有关部件。通俗地讲,如果把 CPUCPU 比作比作指挥员,芯片组是负责指挥、调度主板上各元件指挥员,芯片组是负责指挥、调度主板上各元件协同工作的司令部。协同工作的司令部。

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主板芯片组:南桥主板芯片组:南桥 ++北桥北桥北桥:就是主板上离北桥:就是主板上离 CPUCPU 最近的一块芯片,最近的一块芯片,负责与负责与 CPUCPU 的联系并控制内存、的联系并控制内存、 AGPAGP 、、 PPCICI 数据在北桥内部传输。 数据在北桥内部传输。 南桥:主板上的一块芯片,主要负责南桥:主板上的一块芯片,主要负责 I/OI/O 接接口以及口以及 IDEIDE 设备的控制等。设备的控制等。

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华硕最新华硕最新 800MHz FSB P4800MHz FSB P4 主板主板 与与 IntelIntel的的 P4P4 极限频率处理器极限频率处理器 800MHz FSB 800MHz FSB

(前端系统总线,(前端系统总线, Front System Bus Front System Bus )) 3.2GH3.2GHz z 配套配套

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前端系统总线频率:前端系统总线频率: CPUCPU 的进出口速的进出口速度度

前端系统总线(前端系统总线( FSBFSB )是)是 CPUCPU 与主板北桥芯片之与主板北桥芯片之间连接的通道,而间连接的通道,而 FSBFSB频率就是该通道“运输数频率就是该通道“运输数据的速度”。据的速度”。早期早期 CPUCPU 的的 FSBFSB频率与频率与 CPUCPU外频同步,随着外频同步,随着 CPUCPU主频越来越高,人们开始在不提高系统总线基准主频越来越高,人们开始在不提高系统总线基准频率的前提下,将频率的前提下,将 FSBFSB 单个时钟周期能够传输的单个时钟周期能够传输的数据个数“增倍”。目前的奔腾数据个数“增倍”。目前的奔腾 44 系列系列 CPUCPU ,, IntelIntel为它设计了一个名为“为它设计了一个名为“ Quad- pumped”Quad- pumped” 的前端总线,的前端总线,其实质就是在一个时钟周期内可以传输其实质就是在一个时钟周期内可以传输 44倍的数据。倍的数据。目前奔腾目前奔腾 44 的的 FSBFSB已达已达 800MHz800MHz ,但其实际的外频,但其实际的外频是是 200MHz200MHz 。。

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CPUCPU 与与 FSBFSB

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主板芯片组示例主板芯片组示例下图所示的是下图所示的是IntelIntel 最新的最新的 i8i875P75P芯片组结芯片组结构图,其它主构图,其它主板芯片组基本板芯片组基本方框结构类似,方框结构类似,不同的只是南、不同的只是南、北桥芯片、连北桥芯片、连接的控制器及接的控制器及其互相连接的其互相连接的总线技术等。总线技术等。※※

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主板芯片组:匹配问题主板芯片组:匹配问题目前计算机处理器市场中主要是目前计算机处理器市场中主要是 IntelIntel公司公司和和 AMD AMD 公司的产品。公司的产品。一般来说,一般来说, IntelIntel公司的公司的 CPUCPU 和和 IntelIntel公司公司为之配套开发的主板芯片组可以达到最佳为之配套开发的主板芯片组可以达到最佳匹配。而匹配。而 AMDAMD 等兼容厂商生产的等兼容厂商生产的 CPUCPU 则则与与 VIAVIA (威盛)、(威盛)、 SISSIS (矽统)等公司的(矽统)等公司的主板芯片组可以达到良好的匹配。主板芯片组可以达到良好的匹配。

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Power Supply(Power Supply( 电源电源 ))主板上的各部件要正常工作,就必须提供各种直流电源,主板上的各部件要正常工作,就必须提供各种直流电源,这电源的提供是由交流电源经过整流、滤波后,由各路这电源的提供是由交流电源经过整流、滤波后,由各路分离电路提供,然后经过相应的插头插入到计算机主板分离电路提供,然后经过相应的插头插入到计算机主板电源插座和各设备电源接口。电源插座和各设备电源接口。PCPC机的电源有机的电源有 ATAT和和 ATXATX两种。目前主要使用是两种。目前主要使用是 ATXATX型型电源。电源。

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ATAT 电源和电源和 ATXATX 电源电源ATAT 电源是由电源是由 P8P8 和和 P9P9 两两组接口组成,每个接口分组接口组成,每个接口分别有六个针脚,支持别有六个针脚,支持 +5.0+5.0VV ,, +12V+12V ,, -5V-5V ,, -12V-12V电压。电压。ATXATX 与与 ATAT 结构电源的最结构电源的最明显区别就是只有一个大明显区别就是只有一个大插头,有插头,有 2020 个针脚(分个针脚(分两排)。两排)。 ATXATX 电源在关电源在关机后,主板上的其中一路机后,主板上的其中一路5V5V 电源是不会断开的,电源是不会断开的,除非拨了电源插头。这样除非拨了电源插头。这样的好处就是方便了远程唤的好处就是方便了远程唤醒之类的远程开机操作,醒之类的远程开机操作,通过软件就可以使得整个通过软件就可以使得整个计算机在电源开机着凉的计算机在电源开机着凉的情况下开启系统,另外还情况下开启系统,另外还增加增加 3.3V3.3V 低电压输出。低电压输出。

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电源与主板的连接电源与主板的连接

AT 电源连接时要注意黑线在中

拆除连接时勿用手拽拉电源线

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PCPC 机:机:多大电源功率才合适多大电源功率才合适 ?? 一般情况下为一般情况下为 250250 ~~ 300W300W 。。

CPU: Intel CPU: Intel 赛扬约赛扬约 60W60W ,, P4 90P4 90 ~~ 110W110W 。。显卡:低档约显卡:低档约 30W30W ,高档,高档 6060 ~~ 75W75W 。。硬盘:约硬盘:约 20W 20W

光驱:约光驱:约 25W25W

显示器:显示器: 6060 ~~ 150W150W (( CRTCRT ))

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仅仅电源还是不够:仅仅电源还是不够:电源保护装置电源保护装置surge protector (surge protector ( 浪涌电压保护器浪涌电压保护器 ))

UPSUPS (不间断电源)(不间断电源)

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UPS UPS (不间断电源)(不间断电源)一种含有储能装置,以逆变器为主要一种含有储能装置,以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。组成部分的恒压恒频的不间断电源。主要用于给单台计算机、计算机网络主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备提供不间断系统或其它电力电子设备提供不间断的电力供应。当市电输入正常时,的电力供应。当市电输入正常时, UUPS PS 将市电稳压后供应给负载使用,将市电稳压后供应给负载使用,此时的此时的 UPSUPS 就是一台交流市电稳压就是一台交流市电稳压器,同时它还向机内电池充电;当市器,同时它还向机内电池充电;当市电中断电中断 ( ( 事故停电 事故停电 )) 时时 , UPS , UPS 立即立即将机内电池的电能将机内电池的电能 ,, 通过逆变转换的通过逆变转换的方法向负载继续供应方法向负载继续供应 220V220V交流电,交流电,使负载维持正常工作并保护负载软、使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。硬件不受损坏。

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为什么要使用为什么要使用 UPSUPS

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在线式和后备式在线式和后备式从工作原理上分可分为后备式(从工作原理上分可分为后备式( OFF LINEOFF LINE )和在线式()和在线式( ON LINE ON LINE )两种。从备用时)两种。从备用时间上则可分为标准型和长效型两种。间上则可分为标准型和长效型两种。从原理上看,在线式从原理上看,在线式 UPSUPS 同后备式同后备式 UPSUPS 的主的主要区别在于,后备式要区别在于,后备式 UPSUPS 在有市电时仅对市在有市电时仅对市电进行稳压,逆变器不工作,处于等待状态,电进行稳压,逆变器不工作,处于等待状态,当市电异常时,后备式当市电异常时,后备式 UPSUPS 会迅速切换到逆会迅速切换到逆变状态,将电池电能逆变成为交流电对负载继变状态,将电池电能逆变成为交流电对负载继续供电,因此后备式续供电,因此后备式 UPSUPS 在由市电转逆工作在由市电转逆工作时会有一段转换时间,一般小于时会有一段转换时间,一般小于 10ms,10ms, 而在线而在线式式 UPSUPS 开机后逆变器始终处于工作状态,因开机后逆变器始终处于工作状态,因此在市电异常转电池放电时没有中断时间,即此在市电异常转电池放电时没有中断时间,即00 中断。中断。

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UPSUPS 软件软件试想以下情况:系统管理员因为有事离开,试想以下情况:系统管理员因为有事离开,此刻市电发生中断,原本管理员可以从容此刻市电发生中断,原本管理员可以从容地关闭应用软件,然后地关闭应用软件,然后 shutdownshutdown 系统系统 ,,但但是此刻却不可能是此刻却不可能 ,, 等到管理员得知这一消息等到管理员得知这一消息可能为时已晚了,系统已因为可能为时已晚了,系统已因为 UPSUPS 电池耗电池耗竭而异常关闭竭而异常关闭 ,, 这种情况事实上有其发生的这种情况事实上有其发生的可能性。使用可能性。使用 UPSUPS 软件的保护,那可能就软件的保护,那可能就是另一种情况,计算机会在用户设定的时是另一种情况,计算机会在用户设定的时间之后安全关闭系统,即使管理员不在也间之后安全关闭系统,即使管理员不在也没问题。没问题。

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端口:端口:微机外设连接处微机外设连接处并行口并行口 连接打印机等(多位并传) 连接打印机等(多位并传)串行口 串行口 连接鼠标、键盘等(逐位传送) 连接鼠标、键盘等(逐位传送)显卡接口显卡接口 连接显示器信号线 连接显示器信号线SCSI(SCSI(小型计算机系统小型计算机系统 ))接口 接口 连接连接 SCSISCSI 硬盘等硬盘等游戏杆接口 游戏杆接口 连接游戏杆连接游戏杆红外接口 红外接口

可扩充使用红外控制的设备(键盘等),省去连线可扩充使用红外控制的设备(键盘等),省去连线键盘接口键盘接口USB(USB(通用串行总线通用串行总线 ))接口接口FireWireFireWire(“(“火线”火线” )) 接口接口

用于高速打印机和数码相机到主机箱的连接,速度比用于高速打印机和数码相机到主机箱的连接,速度比 USBUSB快快

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参见 P2.22 图 2.9

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计算机端口计算机端口

COM1 COM2

USB 接口 (2.0)

PS/2鼠标接口

PS/2 键盘接口

打印机接口MIDI设备接口 /游戏控制器接口

线路输出

线路输入

麦克风

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并行口并行口 所连接的电缆每次所连接的电缆每次

可以同时传送可以同时传送 88 位位二进制信号二进制信号 ,,但有但有效传输距离不超过效传输距离不超过5.45.4米米 ,,通常用于通常用于连接打印机。连接打印机。

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串行口串行口 所连接的电缆只能一位一所连接的电缆只能一位一位地传送二进制信号,主位地传送二进制信号,主要用于通信线路、调制解要用于通信线路、调制解调器、扫描仪、鼠标等的调器、扫描仪、鼠标等的连接。连接。

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SCSI(SCSI(小型计算机系统小型计算机系统 ))接口接口

SCSISCSI 是一种智能化的接口,特别适合于并发数据是一种智能化的接口,特别适合于并发数据的请求处理,而且扩充能力很强。通常一块的请求处理,而且扩充能力很强。通常一块 SCSISCSI控制卡可在控制卡可在 66米或更长距离内以菊花链方式挂接米或更长距离内以菊花链方式挂接77 个不同的外设,如硬盘、个不同的外设,如硬盘、 CD-ROMCD-ROM 等,新型的等,新型的Ultra2 SCSIUltra2 SCSI 可以在可以在 1212米距离内连接米距离内连接 1515 个设备。个设备。高档服务器内的硬盘系统通常都采用高档服务器内的硬盘系统通常都采用 SCSISCSI 接口接口与与 SCSISCSI硬盘连接。硬盘连接。

参见参见 P2.22 P2.22 图图 2.102.10

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USBUSB 接口接口USBUSB 是英文是英文 Universal Serial BusUniversal Serial Bus 的缩写,中文含义是的缩写,中文含义是“通用串行总线”。现在普遍采用“通用串行总线”。现在普遍采用 USB 2.0USB 2.0规范,速度比规范,速度比标准串口约快标准串口约快 400400倍。倍。 USBUSB 接口支持即插即用和热插拔,接口支持即插即用和热插拔,它使用一个它使用一个 44针插头作为标准插头。通过这个标准插头,针插头作为标准插头。通过这个标准插头,采用菊花链形式可以把所有的外设连接起来,并且不会损采用菊花链形式可以把所有的外设连接起来,并且不会损失带宽。失带宽。 USBUSB 标准中将标准中将 USBUSB分为五个部分:控制器、控分为五个部分:控制器、控制器驱动程序、制器驱动程序、 USBUSB芯片驱动程序、芯片驱动程序、 USBUSB设备以及针对设备以及针对不同不同 USBUSB设备的客户驱动程序。设备的客户驱动程序。USBUSB需要主机硬件、操作系统和外设三个方面的支持才需要主机硬件、操作系统和外设三个方面的支持才能工作。目前主板一般都采用支持能工作。目前主板一般都采用支持 USBUSB功能的控制芯片功能的控制芯片组,而且也安装了组,而且也安装了 USBUSB 接口插槽。接口插槽。 Windows 98Windows 98 及以上及以上版本的操作系统都内置了对版本的操作系统都内置了对 USBUSB 接口的支持接口的支持 ((但但 WindowWindows NTs NT尚不支持尚不支持 USB)USB) 。目前已经有数码相机、数字音箱、。目前已经有数码相机、数字音箱、扫描仪、键盘、鼠标等很多扫描仪、键盘、鼠标等很多 USBUSB外设问世。外设问世。

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扩展槽与扩展卡扩展槽与扩展卡许多现代计算机采用开放体系结构,即允许多现代计算机采用开放体系结构,即允许用户通过系统主板上提供的扩展槽增加许用户通过系统主板上提供的扩展槽增加或改用新的设备。其方法是在主板的扩展或改用新的设备。其方法是在主板的扩展槽中插入所谓“扩展卡”,然后通过该卡槽中插入所谓“扩展卡”,然后通过该卡的端口和连接电源与所需的外部设备连接。的端口和连接电源与所需的外部设备连接。扩展卡又称为“适配器”或接口卡。常见扩展卡又称为“适配器”或接口卡。常见有:声卡、显卡、网卡、有:声卡、显卡、网卡、 MODEMMODEM 卡等。卡等。

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两类扩展槽两类扩展槽 ::ISAISA 与与 PCIPCI

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声卡声卡

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网卡网卡

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AGPAGP 插槽与显卡插槽与显卡

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计算机总线计算机总线计算机总线是连接计算机各部分的一簇公共信号线,它是计算机总线是连接计算机各部分的一簇公共信号线,它是计算机中传送信息代码的公共通道,是计算机各组成部件计算机中传送信息代码的公共通道,是计算机各组成部件之间交换信息的通道,也是联系微处理器内部合各部件的之间交换信息的通道,也是联系微处理器内部合各部件的纽带。通常可分为内部总线与外部总线。纽带。通常可分为内部总线与外部总线。 计算机总线按所在位置可分为:计算机总线按所在位置可分为:– 内部总线(内部总线( CPUCPU 内部)内部)– 外部总线(外部总线( CPUCPU 、存储器及、存储器及 I/OI/O 之间总线之间总线 ))

计算机总线按功能可分为:计算机总线按功能可分为:– 数据总线数据总线– 地址总线地址总线– 控制总线控制总线

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六种常见的总线体系 六种常见的总线体系 P2.24P2.24

主板上的系统总线往往不止一种。常见有:主板上的系统总线往往不止一种。常见有:ISAISA (工业标准体系(工业标准体系 ))总线总线EISAEISA (增强工业标准体系)总线(增强工业标准体系)总线PCIPCI (外部设备互连)总线(外部设备互连)总线AGPAGP (加速图象端口)总线(加速图象端口)总线USBUSB (通用串行总线)(通用串行总线)FireWireFireWire (“火线”)(“火线”)PCMCIAPCMCIA (( 个人计算机存储卡国际协会 个人计算机存储卡国际协会)总线)总线

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ISAISA 总线和总线和 EISAEISA 总线总线ISAISA 是是 IBMIBM 开发的用于个人计算机的总线开发的用于个人计算机的总线标准。有标准。有 88位和位和 1616位两种。位两种。 ISAISA 总线的最总线的最高传输速率是高传输速率是 8MB/8MB/ 秒。秒。EISAEISA 是是 2020 世纪世纪 8080 年代后期, 年代后期, CompaqCompaq 、、HPHP 、、 NECNEC 、、 ASTAST 等等 99家公司联合推出的家公司联合推出的3232位总线,适合于网络服务器、高速图像位总线,适合于网络服务器、高速图像处理、多媒体等领域。处理、多媒体等领域。 EISAEISA 总线的最高传总线的最高传输速率是输速率是 33MB/33MB/ 秒。秒。

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PCIPCI 总线和总线和 AGPAGP总线总线PCIPCI 最早是为了满足图象用户接口的视频要求设最早是为了满足图象用户接口的视频要求设计的。计的。 PCIPCI 是一种高速的是一种高速的 3232位或位或 6464位总线,其位总线,其速度比速度比 ISAISA快快 2020倍以上。倍以上。 PCIPCI总线的最高传输总线的最高传输速率可达速率可达 132MB/132MB/秒。秒。AGPAGP 是一种最新的总路线类型,它比是一种最新的总路线类型,它比 PCIPCI总线的总线的速度快两倍以上。目前多数计算机系统使用速度快两倍以上。目前多数计算机系统使用 PCIPCI作为通用总线,作为通用总线, AGPAGP总线专门用于加速图像显示。总线专门用于加速图像显示。

迄今为止,共有四种迄今为止,共有四种 AGPAGP 标准:标准: AGP AGP 2X AGP 4X AGP 8XAGP AGP 2X AGP 4X AGP 8X

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More about AGPMore about AGP…………AGPAGP 是英特尔开发的新一代局部图形总线技术。是英特尔开发的新一代局部图形总线技术。AGPAGP 技术的两个核心内容是:一、使用技术的两个核心内容是:一、使用 PCPC 的主的主内存作为显存的扩展延伸,这样就大大增加了显内存作为显存的扩展延伸,这样就大大增加了显存的潜在容量;二、使用更高的总线频率存的潜在容量;二、使用更高的总线频率 66MHz66MHz 、、133HZ133HZ甚至甚至 266MHz266MHz ,极大地提高数据传输率。,极大地提高数据传输率。AGPAGP总线是一种专用的显示总线 。总线是一种专用的显示总线 。  AGP8xAGP8x 作为新一代作为新一代 AGPAGP 并行接口总线,在数据并行接口总线,在数据传输位宽上和传输位宽上和 AGP 4xAGP 4x 一样都是一样都是 32bit32bit ,但总线传,但总线传输速率上则为输速率上则为 AGP4xAGP4x 的两倍,从而数据传输带宽的两倍,从而数据传输带宽达到达到 2.1GB/s2.1GB/s 的水平,由此看来的水平,由此看来 AGP8xAGP8x 是目前是目前最为强大的最为强大的 AGPAGP 接口。 接口。

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USBUSB 总线总线Universal Serial BusUniversal Serial Bus 中文名为通用串行总中文名为通用串行总线。它是由线。它是由 IBMIBM 、、 IntelIntel 及及 MicrosoftMicrosoft 等多等多家公司共同开发的新型外设连接技术,这家公司共同开发的新型外设连接技术,这一技术解决了目前串行设备和并行设备的一技术解决了目前串行设备和并行设备的连接复杂性,大大简化计算机与外设的连连接复杂性,大大简化计算机与外设的连接过程,同时连接设备可以达到接过程,同时连接设备可以达到 127127 个。个。它安装简单支持即插即用、热插拔、多设它安装简单支持即插即用、热插拔、多设备并联,可提供较大的带宽,同时耗电量备并联,可提供较大的带宽,同时耗电量较低,因而支持厂商很多。较低,因而支持厂商很多。

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FireWire(FireWire( 火线火线 ))串行总线串行总线又称为又称为 IEEE1394IEEE1394 总线,是一种最新的连总线,是一种最新的连接技术,速度比接技术,速度比 USBUSB 端口快。端口快。 USBUSB 适用适用于键盘和于键盘和 MODEMMODEM 之类的低端外设,之类的低端外设, FireFireWireWire 适用于硬盘驱动器和视频图像系统等适用于硬盘驱动器和视频图像系统等高端设备。高端设备。 FireWireFireWire 可以实现即插即用式可以实现即插即用式操作,速度可达操作,速度可达 100100 ~~ 200Mb/200Mb/秒。秒。

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PCMCIAPCMCIA 总线与总线与 PCPC 卡卡PCMCIAPCMCIA ( 个人计算机存储卡国际协会)总线槽( 个人计算机存储卡国际协会)总线槽标准主要用于各种便携式计算机。它允许用户使标准主要用于各种便携式计算机。它允许用户使用各种信用卡大小的外部设备,如硬盘、内存、用各种信用卡大小的外部设备,如硬盘、内存、调制解调器和网卡等。调制解调器和网卡等。PCMCIAPCMCIA 卡,是一种信用卡一样大小的可拆装的卡,是一种信用卡一样大小的可拆装的模块,用于向便携式计算机上连接调制解调器、模块,用于向便携式计算机上连接调制解调器、网络适配器或硬盘。长宽都是网络适配器或硬盘。长宽都是 85.6×54mm285.6×54mm2 ,只,只是厚度不一样而已,是厚度不一样而已, II 型卡厚为 型卡厚为 3.3mm3.3mm ,Ⅱ型卡,Ⅱ型卡厚为厚为 5.0mm5.0mm ,Ⅲ型卡厚为,Ⅲ型卡厚为 10.5mm10.5mm 。。 PCMCIAPCMCIA 卡亦称为卡亦称为 PCPC 卡卡。。

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形形色色的形形色色的 PCPC 卡卡

无线网卡

调制解调器卡

USB2.0 四接口卡

内存卡

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形形色色的形形色色的 PCPC 卡卡

以太网卡

硬盘卡

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形形色色的形形色色的 PCPC 卡卡

ISDN 卡 PCMCIA To COM接口转换卡

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形形色色的形形色色的 PCPC 卡卡

这块指纹识别卡与电脑连接好后,再安装相应的加密软件,相应的文件便可以通过您的指纹来进行加密和解密。甚至可以设置成开机就需要指纹识别,这样的话谁也别想进入你的系统了。

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2.5 2.5 挡不住的诱惑?挡不住的诱惑? Coming Attractions?Coming Attractions?

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砷化镓(砷化镓( Gallium arsenideGallium arsenide ))

砷化镓是继硅之后被研究最深入、应用最广泛的砷化镓是继硅之后被研究最深入、应用最广泛的半导体材料,由于砷化镓禁带宽度宽、电子迁移半导体材料,由于砷化镓禁带宽度宽、电子迁移率高,因而不仅可直接研制光电子器件,如发光率高,因而不仅可直接研制光电子器件,如发光二极管、可见光激光器、近红外激光器、量子阱二极管、可见光激光器、近红外激光器、量子阱大功率激光器、红外探测器和高效太阳能电池等,大功率激光器、红外探测器和高效太阳能电池等,而且在微电子方面,以半绝缘砷化镓 而且在微电子方面,以半绝缘砷化镓 (Si-(Si-     GGaAs)aAs) 为基体,用直接离子注入自对准平面工艺研为基体,用直接离子注入自对准平面工艺研制的砷化镓高速数字电路、微波单片电路、光电制的砷化镓高速数字电路、微波单片电路、光电集成电路、低噪声及大功率场效应晶体管,比硅集成电路、低噪声及大功率场效应晶体管,比硅材料具有速度更快、频率更高、功耗更低和抗辐材料具有速度更快、频率更高、功耗更低和抗辐射等特点,不仅在国防上具有重要意义,在民用射等特点,不仅在国防上具有重要意义,在民用和国民经济建设中更有广泛应用。和国民经济建设中更有广泛应用。

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超导体(超导体( superconductorssuperconductors ))

硅是一种半导体:电流通过具有一定电阻硅是一种半导体:电流通过具有一定电阻的硅材料时将发热,可能导致电路烧毁。的硅材料时将发热,可能导致电路烧毁。而“超导体”通过电流时没有任何电阻。而“超导体”通过电流时没有任何电阻。但迄今为止超导体被认为是没有实用意义但迄今为止超导体被认为是没有实用意义的,因为其超导性只有在超低温下才呈现。的,因为其超导性只有在超低温下才呈现。不过,目前室温超导材料正在研制中,如不过,目前室温超导材料正在研制中,如果研制成功,其电路速度将比硅芯片快果研制成功,其电路速度将比硅芯片快 100100倍。倍。

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光电子处理(光电子处理( Opto-electronic processingOpto-electronic processing ))

现有的计算机都是“电子计算机”。明天现有的计算机都是“电子计算机”。明天的计算机则可能是“光电子计算机”。光的计算机则可能是“光电子计算机”。光电子技术中,机器将使用激光、透镜和反电子技术中,机器将使用激光、透镜和反射镜,用光脉冲对数据进行二进制编码处射镜,用光脉冲对数据进行二进制编码处理。理。光的传输速度比电快得多。使用头发丝般光的传输速度比电快得多。使用头发丝般细小的光纤代替铜线,可以使信息的传输细小的光纤代替铜线,可以使信息的传输速度提高速度提高 30003000倍。倍。

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光处理器面世光处理器面世0303 年年 1010 月月 3030日,以色日,以色列列 LensletLenslet公司研发的公司研发的全球第一款商用光处理全球第一款商用光处理器器”” Enlight256Enlight256““ 在美国在美国波士顿军事通信展览会波士顿军事通信展览会上露面,引起了业界莫上露面,引起了业界莫大的关注。因为,它的大的关注。因为,它的出现预示着计算机将进出现预示着计算机将进入光学时代。 ,这款处入光学时代。 ,这款处理器的演算速度可以达理器的演算速度可以达到每秒到每秒 88万亿次,为普万亿次,为普通数字信号处理器的通数字信号处理器的 10100000倍。倍。

据据 LensletLenslet 公司负责人介绍,公司负责人介绍,EnlightEnlight 可以长时间进行高速可以长时间进行高速运算,并适用于比现有平台运算,并适用于比现有平台更小的平台,特别适用于雷更小的平台,特别适用于雷达系统。而且,在声音分析、达系统。而且,在声音分析、面貌辨认、影像处理等方面,面貌辨认、影像处理等方面, EnlightEnlight强大的运算能力也显强大的运算能力也显示出巨大的优势:它能在短示出巨大的优势:它能在短时间内审查大量数据,迅速时间内审查大量数据,迅速识别出非常隐秘的潜在威胁。识别出非常隐秘的潜在威胁。正因如此, 正因如此, EnlightEnlight 的问世让的问世让以色列国防部欣喜之情溢于以色列国防部欣喜之情溢于言表,他们宣称,这将使电言表,他们宣称,这将使电子战进入一个新的时代,子战进入一个新的时代,“将使战争性质发生变革,“将使战争性质发生变革,其影响类似于坦克或飞机的其影响类似于坦克或飞机的问世。” 问世。”

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纳米技术(纳米技术( NanotechnologyNanotechnology ))

纳米(纳米( nmnm )如同厘米、分米和米一样,是度量)如同厘米、分米和米一样,是度量长度的单位,一纳米等于十亿分之一米,将一纳长度的单位,一纳米等于十亿分之一米,将一纳米的物体放到乒乓球上,就像一个乒乓球放在地米的物体放到乒乓球上,就像一个乒乓球放在地球上一般。纳米科技就是一门以球上一般。纳米科技就是一门以 0.10.1至至 100100纳米纳米这样的尺度为研究对象的前沿科学。 这样的尺度为研究对象的前沿科学。 据报道,一种能在室温下正常工作的单电子晶体据报道,一种能在室温下正常工作的单电子晶体管已在荷兰实验室中诞生。这种晶体管以纳米碳管已在荷兰实验室中诞生。这种晶体管以纳米碳管为基础,依靠一个电子来决定“开”和“关”管为基础,依靠一个电子来决定“开”和“关”的状态,由于它具有微型化和低耗能的特点,因的状态,由于它具有微型化和低耗能的特点,因而可成为分子计算机的理想材料。而可成为分子计算机的理想材料。

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生物技术(生物技术( BiotechnologyBiotechnology ))

生物芯片技术通过微加工工艺在厘米见方生物芯片技术通过微加工工艺在厘米见方的芯片上集成有成千上万个与生命相关的的芯片上集成有成千上万个与生命相关的信息分子,它可以对生命科学与医学中的信息分子,它可以对生命科学与医学中的各种生物化学反应过程进行集成,从而实各种生物化学反应过程进行集成,从而实现对基因、配体、抗原等生物活性物质进现对基因、配体、抗原等生物活性物质进行高效快捷的测试和分析。它的出现将给行高效快捷的测试和分析。它的出现将给生命科学、医学、化学、新药开发、生物生命科学、医学、化学、新药开发、生物武器战争、司法鉴定、食品与环境监督等武器战争、司法鉴定、食品与环境监督等众多领域带来巨大的革新甚至革命。众多领域带来巨大的革新甚至革命。

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小小常识测验小小常识测验1.1. 哪个公司是世界上计算机制造的龙头老大?哪个公司是世界上计算机制造的龙头老大?2.2. 哪个公司是世界上个人计算机哪个公司是世界上个人计算机 CPUCPU制造业的龙头老大?制造业的龙头老大?3.3. 哪个公司是世界上个人计算机操作系统开发的龙头老大?哪个公司是世界上个人计算机操作系统开发的龙头老大?4.4. 从奔腾从奔腾 22 代开始,代开始, Intel Intel 公司开发的同一代公司开发的同一代 CPUCPU 均有三个类型“版均有三个类型“版

本”,请说明这三种类型的名称和用途。本”,请说明这三种类型的名称和用途。5.5. 比尔比尔 ·· 盖茨、斯蒂夫盖茨、斯蒂夫 ·· 乔布斯、戈登乔布斯、戈登 ·· 摩尔、冯摩尔、冯 ·· 诺依曼分别是诺依曼分别是

什么人?他们分别对计算机技术的发展哪些方面起到重要作用?什么人?他们分别对计算机技术的发展哪些方面起到重要作用?6.6. 通常说的通常说的 PCPC 机与机与 MACMAC 机主要区别是什么?机主要区别是什么?7.7. 目前用于个人计算机中性能最高的目前用于个人计算机中性能最高的 CPUCPU是什么型号?是什么型号?8.8. 目前到处被广告渲染的“迅驰”技术有何作用? “迅驰”是不是一目前到处被广告渲染的“迅驰”技术有何作用? “迅驰”是不是一

种最新型的种最新型的 CPUCPU??9.9. ENIACENIAC 、曙光、曙光 30003000 分别是什么?试简要说明计算机从第一代计算机分别是什么?试简要说明计算机从第一代计算机

到第四代计算机,其内部所使用的核心元件分别是什么?到第四代计算机,其内部所使用的核心元件分别是什么?10.10. 一台计算机主板上如果一台计算机主板上如果 BIOSBIOS 芯片损坏了,会产生什么后果?如果芯片损坏了,会产生什么后果?如果 CCMOSMOS 芯片损坏了,又会产生什么后果?芯片损坏了,又会产生什么后果?