15計(jì)算機(jī)系統(tǒng)
“系統(tǒng)”一詞是指由若干相互獨(dú)立而又相互聯(lián)系的部分所組成的整體,從這個(gè)角度而言,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件和軟件兩大部分組成。硬件包括中央處理器、存儲器和外部設(shè)備等;軟件是計(jì)算機(jī)的運(yùn)行程序和相應(yīng)的文檔。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有接收和存儲信息、按程序快速計(jì)算和判斷并輸出處理結(jié)果等功能。
主要技術(shù)指標(biāo)
字長:字長是指CPU能夠同時(shí)處理二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)。決定了計(jì)算機(jī)的精度、尋址速度和處理能力。一般情況下,字長越長,計(jì)算機(jī)精度越高,處理能力越強(qiáng)。計(jì)算機(jī)按字長可分為:8位、16位、32位、64位。
32位CPU:一次能處理32位,即4個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)
64位CPU:一次能處理64位,即8個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)
主頻:主頻是指CPU的時(shí)鐘頻率,通常以時(shí)鐘頻率表示系統(tǒng)運(yùn)算速度,單位是Hz。
運(yùn)算速度:是指CPU每秒能執(zhí)行的指令條數(shù)。單位:每秒執(zhí)行百萬條指令(MIPS)
存儲容量:存儲器所能儲存的字節(jié)數(shù)。決定計(jì)算機(jī)能否運(yùn)行較大程序,并直接影響運(yùn)行速度,在系統(tǒng)中直接與CPU交換數(shù)據(jù),向CPU提供程序和原始數(shù)據(jù),并接受CPU產(chǎn)生的處理結(jié)果數(shù)據(jù)。
存儲容量是指存儲的信息量,它用字節(jié)(Byte)作為基本單位,縮寫為B。
計(jì)算機(jī)存儲信息的最小單位,稱之為位(bit,又稱比特),縮寫為b。
容量換算關(guān)系:
1B=8b;1KB=1024B;1MB=1024KB;1GB=1024MB;1TB=1024GB;1PB=1024TB;1EB=1024PB;1ZB=1024EB;1YB=1024ZB……
馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)
美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮·諾依曼于1946年提出存儲程序原理,把程序本身當(dāng)作數(shù)據(jù)來對待,程序和該程序處理的數(shù)據(jù)用同樣的方式儲存。馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)馮·諾依曼理論的要點(diǎn)是:數(shù)字計(jì)算機(jī)的數(shù)制采用二進(jìn)制;計(jì)算機(jī)應(yīng)該按照程序順序執(zhí)行。人們把馮·諾依曼的這個(gè)理論稱為馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)。
馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)的基本思想:存儲程序、程序控制。
馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn):
1、采用二進(jìn)制形式表示數(shù)據(jù)和指令
2、計(jì)算機(jī)應(yīng)該按照程序順序執(zhí)行。
3、由運(yùn)算器、存儲器、控制器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大部件組成計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng),并規(guī)定了這五部分的基本功能。
中央處理器
中央處理器(CPU——Central Processing Unit)由運(yùn)算器、控制器和一些寄存器組成。運(yùn)算器進(jìn)行各種算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算;控制器是計(jì)算機(jī)的指揮系統(tǒng)。
主要性能指標(biāo):
主頻:也叫時(shí)鐘頻率,用來表示CPU的運(yùn)算速度。例如:Inter Core 2 Quad Q8200 2.6GHz。
接口類型:CPU的接口,即針腳式接口,對應(yīng)到主板上就有相應(yīng)的插槽類型。常見接口:Socket LGA775 、Socket LGA940等。
二級緩存:L2 3072K,CPU緩存位于CPU與內(nèi)存之間的臨時(shí)存儲器。緩存對CPU的性能影響很大,主要是因?yàn)镃PU的數(shù)據(jù)交換順序和CPU與緩存間的帶寬引起的)
生產(chǎn)工藝:如45納米。
前端總線頻率:如1066MHz。
存儲器
內(nèi)部存儲器是中央處理器能直接訪問的存儲器稱為內(nèi)部存儲器,它包括快速緩沖存儲器和主存儲器,中央處理器不能直接訪問的存儲器稱為外部存儲器,外部存儲器中的信息必須調(diào)入內(nèi)存后才能為中央處理器處理。
主存儲器:內(nèi)存也常泛稱主存,但嚴(yán)格上說,只有當(dāng)內(nèi)存中只有主存,而沒有快速緩沖存儲器時(shí),才能稱為主存。主存儲器按讀寫功能,可分只讀存儲器(ROM)和隨機(jī)存儲器(RAM)兩種。
外部存儲器:也稱為輔助存儲器,一般容量較大,速度比主存較慢。
硬盤:硬盤有固態(tài)硬盤(SSD 盤,新式硬盤)、機(jī)械硬盤(HDD 傳統(tǒng)硬盤)、混合硬盤(HHD 一塊基于傳統(tǒng)機(jī)械硬盤誕生出來的新硬盤)。SSD采用閃存顆粒來存儲,HDD采用磁性碟片來存儲,混合硬盤(HHD: Hybrid Hard Disk)是把磁性硬盤和閃存集成到一起的一種硬盤。絕大多數(shù)硬盤都是固定硬盤,被永久性地密封固定在硬盤驅(qū)動器中。
光盤:光盤是以光信息做為存儲的載體并用來存儲數(shù)據(jù)的一種物品。分不可擦寫光盤,如CD-ROM、DVD-ROM等;和可擦寫光盤,如CD-RW、DVD-RAM等。
存儲器的兩個(gè)重要技術(shù)指標(biāo):存取速度和存儲容量。
存儲器的存取速度:內(nèi)存>硬盤>光盤
其他部件速度比較:CPU>高速緩存>內(nèi)存>硬盤>U盤>光盤>軟盤
外部設(shè)備
輸入設(shè)備:鍵盤、鼠標(biāo)、手寫筆、觸摸屏、麥克風(fēng)、掃描儀、視頻輸入設(shè)備、條形碼掃描器等。
輸出設(shè)備:顯示器、打印機(jī)、繪圖儀、音箱等。
總線與接口
從外型上看,微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)是由主機(jī)和外設(shè)(I/O設(shè)備)兩大部分組成的總線結(jié)構(gòu)。
所謂總線,就是在模塊與模塊之間或者設(shè)備與設(shè)備之間供求傳送信息、 相互通信的一組公用信號線,是系統(tǒng)在主控器的控制下,將發(fā)送器(模塊或設(shè)備) 發(fā)出的信息準(zhǔn)確地傳送給某個(gè)接收器(模塊或設(shè)備)的信息載體或通路??偩€的特點(diǎn)在于其公用性,如果是兩個(gè)模塊或設(shè)備間的專用線就不稱為總線了。
為了準(zhǔn)確無誤傳送信息,總線按其信號線性質(zhì)不同一般可分三組。
一是地址總線(AB):在它上面?zhèn)魉偷氖堑刂沸畔ⅲ珻PU 用此信息尋找數(shù)據(jù)的存放地址。 地址線一般為 CPU 發(fā)出的單向總線。
二是數(shù)據(jù)總線(DB):此總線負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)內(nèi)部各部件之間、內(nèi)部與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)交換。數(shù)據(jù)線一般是雙向的,既可讀,也可寫。
三是控制總線(CB):這組總線傳送控制信號,控制計(jì)算機(jī)各部件之間按所設(shè)定的程序有條不紊地工作。其中數(shù)據(jù)總線和地址總線比較簡單,各種型號不同但位數(shù)相同的 CPU,其DB和AB基本相同,功能也比較單純。
軟件
操作系統(tǒng):對計(jì)算機(jī)硬件直接控制及管理的系統(tǒng)軟件,如Windows XP、Windows 2003、Vista、Windows 7、Windows 10、Windows Phone、Linux、Unix、Solaris、AIX、Netware、Mac OS、Android、iOS等。
服務(wù)性程序:機(jī)器的調(diào)試、故障檢查和診斷程序等。
數(shù)據(jù)庫系統(tǒng):如SQL Sever、Oracle、Foxpro、Access、Sybase等等。
語言處理程序:如C、C++、C#、Java、HTML5、Python、Swift、匯編程序、編譯程序、解釋程序等。
應(yīng)用軟件:有Office、CAD/CAM、即時(shí)通訊軟件、財(cái)務(wù)管理軟件、游戲軟件等。
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16計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),是指將地理位置不同的具有獨(dú)立功能的多臺計(jì)算機(jī)及其外部設(shè)備,通過通信線路連接起來,在網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng),網(wǎng)絡(luò)管理軟件及網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的管理和協(xié)調(diào)下,實(shí)現(xiàn)資源共享和信息傳遞的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能主要體現(xiàn)在三個(gè)方面:信息交換、資源共享、分布式處理。
1、信息交換:這是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)最基本的功能,主要完成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的系統(tǒng)通信。用戶可以在網(wǎng)上傳送電子郵件、發(fā)布新聞消息、進(jìn)行電子購物、電子貿(mào)易、遠(yuǎn)程電子教育等。
2、資源共享:所謂的資源是指構(gòu)成系統(tǒng)的所有要素,包括軟、硬件資源,如計(jì)算處理能力、大容量磁盤、高速打印機(jī)、繪圖儀、通信線路、數(shù)據(jù)庫、文件和其他計(jì)算機(jī)上的有關(guān)信息。因而增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)上計(jì)算機(jī)的處理能力,提高了計(jì)算機(jī)軟硬件的利用率。
3、分布式處理:一項(xiàng)復(fù)雜的任務(wù)可以劃分成許多部分,由網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各計(jì)算機(jī)分別協(xié)作并行完成有關(guān)部分,使整個(gè)系統(tǒng)的性能大為增強(qiáng)。
網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)站點(diǎn)相互連接的方法和形式稱之為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。包括?div style="height:15px;">