计算机重点顽强整理bylnn.docVIP

计算机基础 1.1 概述 1.1.1 计算机的发展历程 1. 电子计算机的诞生和发展 电子管到晶体管、集成电路、大规模集成电路及超大规模集成电路。 第一代计算机的主要部件是电子真空管和继电器。 2.微型计算机的发展 微型计算机也称个人计算机。 与微型计算机的发展相伴随的是微处理器的发展。 3. 未来计算机技术的发展 电子计算机技术正在向巨型化、微型化、网络化和智能化这四个方向发展。 巨型化指运算速度高、储存容量大、功能更完善的计算机系统。 计算机的微型化得益于大规模和超大规模集成电路的飞速发展。 人工智能是目前乃至未来可见的时间里计算机科学的研究热点。 至少有三种技术有可能引发全新的革命：光子计算机、生物计算机和量子计算机。 1.1.2 计算机系统的分类 按性能和价格的综合指标来分：巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机。 目前的电子计算机从性能、价格等综合指标上来讲主要朝两个方向发展： 一个发展方向是具有高运算速度、大存储容量、用于解决各种复杂问题的巨型计算机。 另一个发展方向是低价格、小型化的个人计算机。 Flynn分类法是根据在计算机中执行的指令和数据的不同组织形式来划分的： 单指令流单数据流机，单指令流多数据流机，多指令流单数据流，多指令流多数据流。 按处理机个数和种类分为单处理机、多处理机、并行处理机、关联处理机、超标处理机、超流水线处理机、大规模并行处理机、机群系统等。 根据不同的应用领域：科学计算机、事务处理机、实施控制机等。 1.2 微型计算机系统 1.2.1 微型计算机系统的组成 计算机系统包括硬件系统和软件系统。 1. 硬件系统 硬件系统包括主机和外部设备两部分。 主机位于主机箱内，主要包括微处理器（CPU）、内存储器、I/O接口、总线和电源等。 外设包括输入设备和输出设备。 计算机正在运行的所有程序和数据，无论其曾经存放在哪里，在运行前都必须送人内存，这样才能保证计算机工作的高速度。 相对于主机，外部设备的主要特点是不能与处理器直接进行数据交换，数据的传输必须通过接口。 2. 主板 主板也称系统版。主板的类型和档次决定了整个微机系统的类型和档次，主办的性能影响着整个微机系统的性能。 主板均采用开放式结构。 主板位于主机箱内，包括芯片、扩展槽和对外接口。 1）芯片 包括微处理器、控制芯片组和BIOS。 芯片组在很大程度上决定了主板的功能和性能。 典型的芯片组由南桥芯片和北桥芯片（芯片组的核心）组成。 BIOS是存储器芯片，系统BIOS程序主要包含：上电自检、初始化和系统设置。 2）扩展槽 包括内存插槽和总线接口插槽两大类。 3）对外接口 硬盘接口：IDE接口、SATS接口等。 连接各种外部设备的串行和并行接口插座：COM接口（串行接口，连接鼠标和外置Modem等设备）、PS/2接口（串行接口，专用于连接见键盘和鼠标）、USB（目前最为流行的外设接口）。 3. 软件系统 软件系统分为系统软件和应用软件。 系统软件包括操作系统和各种系统应用程序。 软件系统的核心是系统软件，系统软件的核心是操作系统。 系统应用程序主要包括：各种语言及其汇编程序或解释程序、编译程序，计算机的监控管理程序、故障检测和诊断程序及调试程序负责监控和管理计算机资源，各类支撑软件如数据库管理系统及各种工具软件等。 4. 微机系统的主要性能指标 1）主频 2）运算速度 3）内存容量 4）字长 5）外部设备的配置及扩展能力 1.2.2. 主机系统 1. 微处理器 微处理器是整个系统的运算和指挥控制中心，主要包括控制器、运算器和寄存器组。 寄存器组是CPU内部的若干个用于暂时存放数据的存储单元。 2. 存储器 存储器分为内存储器（内存）和外存储器（外存）。 外存包括联机外存和脱机外存。联机外存就是硬磁盘，脱机外存有光驱、磁带、移动存储器等。 相对于内存，外存具有存储容量大、速度慢、单位字节容量价格低、不能与处理器直接进行信息交换等特点。外存储器虽然也安装在主机箱中，但属于外部设备的范畴。 内存分为随机存取存储器RAM和只读存储器ROM。 RAM可读可写，但掉电后信息会丢失，ROM只能读不能写，但掉电后信息不丢失。 内存按单元组织，内存的每个单元都存放8位二进制码，即1B数据。内存的容量就是指它具有的单元数（以字节为单位）。 通过硬件、软件或软/硬件结合的方式将不同类型的存储器组合在一起，从而获得更好的性价比，这就是存储器系统。 常见的存储系统：一类是由内存和高速缓冲存储器（Cache）构成的Cache存储系统，另一种由内存和磁盘存储其构成的虚拟存储系统。前者的主要目的是提高存储器的速度，后者主要是为了增加存储器的存储容量。 Cache存储系统由硬件系统管理，对虚拟存储系统的管理（内存与磁盘间的数据交换）则由操作系统负责。 3.