信息基础.ppt

计 算 机 应 用 基 础 胡建华可编辑基础知识点1 1、信息基础信息基础（集成电路、通信）（集成电路、通信）2 2、硬件硬件（CPUCPU、存储器、总线、磁盘、接口、存储器、总线、磁盘、接口、cachecache、CMOSCMOS、BIOSBIOS）3 3、软件、操作系统软件、操作系统（Office-Excel/Word/ForntPage/Office-Excel/Word/ForntPage/PowerPoint PowerPoint、画图）、画图）、软件工程、软件工程（概念、周期）（概念、周期）4 4、网络网络（局（局/广域网构件，广域网构件，IPIP、域名、协议、网页、邮件、域名、协议、网页、邮件、安全）安全）5 5、进制、汉字编码、多媒体进制、汉字编码、多媒体（声音采集（声音采集-波形波形/MDI/MDI区别、区别、图象大小、压缩标准）图象大小、压缩标准）第1页 计 算 机 应 用 基 础 胡建华可编辑Part1：信息基础信息基础信息技术信息技术 信息技信息技信息技信息技术术（Information TechnologyInformation Technology，简简称称称称ITIT）指的是）指的是）指的是）指的是用来用来用来用来扩扩展人展人展人展人们们信息器官功能、信息器官功能、信息器官功能、信息器官功能、协协助人助人助人助人们们更有效地更有效地更有效地更有效地进进行行行行信息信息信息信息处处理的一理的一理的一理的一门门技技技技术术。信息技信息技信息技信息技术术包括：包括：包括：包括：扩扩展感展感展感展感觉觉器官功能的器官功能的器官功能的器官功能的感感感感测测(获获取取取取)与与与与识别识别技技技技术术 扩扩展神展神展神展神经经系系系系统统功能的功能的功能的功能的通信技通信技通信技通信技术术 扩扩展大展大展大展大脑脑功能的功能的功能的功能的计计算算算算(处处理理理理)与存与存与存与存储储技技技技术术 扩扩展效展效展效展效应应器官功能的器官功能的器官功能的器官功能的控制与控制与控制与控制与显显示技示技示技示技术术 信息与数据的关系信息与数据的关系信息与数据的关系信息与数据的关系：信息是信息是信息是信息是对对数据加工提数据加工提数据加工提数据加工提炼炼的的的的结结果，是果，是果，是果，是对对人人人人类类有用的知有用的知有用的知有用的知识识，而数据，而数据，而数据，而数据是信息的符号化表示，是信息的符号化表示，是信息的符号化表示，是信息的符号化表示，是是是是信息的信息的信息的信息的载载体。体。体。体。第2页 计 算 机 应 用 基 础 胡建华可编辑信息技术的发展历史信息技术的发展历史语语言的形成和使用言的形成和使用言的形成和使用言的形成和使用 文字的文字的文字的文字的创创造造造造 印刷技印刷技印刷技印刷技术术的的的的发发明明明明 望望望望远镜远镜、显显微微微微镜镜 电报电报和和和和电话电话通信通信通信通信 广播、广播、广播、广播、电视电视 雷达、雷达、雷达、雷达、卫卫星（遥感感星（遥感感星（遥感感星（遥感感测测）计计算机算机算机算机、机器人、机器人、机器人、机器人 因特网（因特网（因特网（因特网（InternetInternet）第3页 计 算 机 应 用 基 础 胡建华可编辑信息基础技术信息基础技术微微微微电电子技子技子技子技术术：信息存信息存信息存信息存储处储处理介理介理介理介质质（cpucpu、存、存、存、存储储器），器），器），器），以以以以集成集成集成集成电电路路路路为为核心。核心。核心。核心。集成集成集成集成电电路路路路二十世二十世二十世二十世纪纪五十年代使用半五十年代使用半五十年代使用半五十年代使用半导导体材料体材料体材料体材料硅硅硅硅依据集成度分依据集成度分依据集成度分依据集成度分为为各种各种各种各种规规模，模，模，模，PCPC机都用超大和极机都用超大和极机都用超大和极机都用超大和极大大大大规规模模模模单块单块集成集成集成集成电电路的集成度平均每路的集成度平均每路的集成度平均每路的集成度平均每18182424个月翻一番，个月翻一番，个月翻一番，个月翻一番，这这叫做叫做叫做叫做MooreMoore定律定律定律定律 ICIC卡（集成卡（集成卡（集成卡（集成电电路卡）：路卡）：路卡）：路卡）：存存存存储储器卡、器卡、器卡、器卡、CPUCPU卡卡卡卡光光光光电电子技子技子技子技术术：信息信息信息信息传输传输、信息存、信息存、信息存、信息存储储（光（光（光（光纤纤、光、光、光、光盘盘）第4页 计 算 机 应 用 基 础 胡建华可编辑信息系统技术信息系统技术信息系信息系信息系信息系统统技技技技术术指的是与下列内容相关的行指的是与下列内容相关的行指的是与下列内容相关的行指的是与下列内容相关的行为为和和和和活活活活动动：信息的收集信息的收集信息的收集信息的收集(如信息的感知、如信息的感知、如信息的感知、如信息的感知、测测量、量、量、量、获获取、取、取、取、输输入等入等入等入等)信息的加工信息的加工信息的加工信息的加工(如信息的分如信息的分如信息的分如信息的分类类、计计算、分析、算、分析、算、分析、算、分析、转转换换等等等等)信息的存信息的存信息的存信息的存储储(如如如如书书写、写、写、写、摄摄影、影、影、影、录录音、音、音、音、录录像等像等像等像等)信息的信息的信息的信息的传递传递(如如如如邮邮寄、寄、寄、寄、电报电报、电话电话等等等等 )信息的施用信息的施用信息的施用信息的施用(如控制、如控制、如控制、如控制、显显示等示等示等示等)第5页 计 算 机 应 用 基 础 胡建华可编辑信息应用技术信息应用技术 信息信息信息信息应应用技用技用技用技术术是是是是为为了各种了各种了各种了各种实实用目的用目的用目的用目的,如信息管理、信息如信息管理、信息如信息管理、信息如信息管理、信息控制、信息决策而控制、信息决策而控制、信息决策而控制、信息决策而发发展起来的具体技展起来的具体技展起来的具体技展起来的具体技术术。主要。主要。主要。主要应应用范用范用范用范围围包括各行各包括各行各包括各行各包括各行各业业，举举例如下：例如下：例如下：例如下：雷达雷达雷达雷达：以感测与识别为主要目的以感测与识别为主要目的以感测与识别为主要目的以感测与识别为主要目的 电视电视电视电视/广播：广播：广播：广播：以以以以单向、点到多点单向、点到多点单向、点到多点单向、点到多点的信息传递为的信息传递为的信息传递为的信息传递为主要目的主要目的主要目的主要目的 电话电话电话电话：以：以：以：以双向、点到点双向、点到点双向、点到点双向、点到点的信息交互为主要目的的信息交互为主要目的的信息交互为主要目的的信息交互为主要目的 银行：银行：银行：银行：以处理金融信息为目的以处理金融信息为目的以处理金融信息为目的以处理金融信息为目的 图书馆：图书馆：图书馆：图书馆：以信息收藏和检索为主要目的以信息收藏和检索为主要目的以信息收藏和检索为主要目的以信息收藏和检索为主要目的 因特网因特网因特网因特网：跨越全球的多功能信息处理系统：跨越全球的多功能信息处理系统：跨越全球的多功能信息处理系统：跨越全球的多功能信息处理系统 第6页 计 算 机 应 用 基 础 胡建华可编辑计算机“代”的划分世界上第一台数字计算机：世界上第一台数字计算机：19461946年美国年美国ENIACENIAC集成电路规模：集成电路规模：SSI、MSI、LSI、VLSI、ULSI代代代代 别别别别年年年年 代代代代使用的使用的使用的使用的元器件元器件元器件元器件使用的软件类型使用的软件类型使用的软件类型使用的软件类型主要应用领域主要应用领域主要应用领域主要应用领域第第第第1 1代代代代2020世纪世纪世纪世纪4040年代年代年代年代中期中期中期中期5050年代年代年代年代末期末期末期末期CPUCPU：电子管：电子管：电子管：电子管内存：内存：内存：内存：磁鼓磁鼓磁鼓磁鼓使用机器语言和汇使用机器语言和汇使用机器语言和汇使用机器语言和汇编语言编写程序编语言编写程序编语言编写程序编语言编写程序科学和工程计算科学和工程计算科学和工程计算科学和工程计算第第第第2 2代代代代2020世纪世纪世纪世纪5050年代年代年代年代中、后期中、后期中、后期中、后期6060年代中期年代中期年代中期年代中期CPUCPU：晶体管：晶体管：晶体管：晶体管内存：内存：内存：内存：磁芯磁芯磁芯磁芯使用使用使用使用FORTRANFORTRAN等等等等高级程序设计语言高级程序设计语言高级程序设计语言高级程序设计语言开始广泛应用于开始广泛应用于开始广泛应用于开始广泛应用于数据处理领域数据处理领域数据处理领域数据处理领域第第第第3 3代代代代2020世纪世纪世纪世纪6060年代年代年代年代中期中期中期中期7070年代年代年代年代初期初期初期初期CPUCPU：SSISSI，MSIMSI内存：内存：内存：内存：SSISSI，MSIMSI的的的的半导体存储器半导体存储器半导体存储器半导体存储器操作系统、数据库操作系统、数据库操作系统、数据库操作系统、数据库管理系统等开始使管理系统等开始使管理系统等开始使管理系统等开始使用用用用在科学计算、数在科学计算、数在科学计算、数在科学计算、数据处理、工业控据处理、工业控据处理、工业控据处理、工业控制等领域得到广制等领域得到广制等领域得到广制等领域得到广泛应用泛应用泛应用泛应用第第第第4 4代代代代2020世纪世纪世纪世纪7070年代年代年代年代中期以来中期以来中期以来中期以来CPUCPU：LSILSI、VLSIVLSI内存：内存：内存：内存：LSILSI、VLSIVLSI的半导体存储器的半导体存储器的半导体存储器的半导体存储器软件开发工具和平软件开发工具和平软件开发工具和平软件开发工具和平台、分布式计算、台、分布式计算、台、分布式计算、台、分布式计算、网络软件等开始广网络软件等开始广网络软件等开始广网络软件等开始广泛使用泛使用泛使用泛使用深入到各行各业，深入到各行各业，深入到各行各业，深入到各行各业，家庭和个人开始家庭和个人开始家庭和个人开始家庭和个人开始使用计算机使用计算机使用计算机使用计算机第7页 计 算 机 应 用 基 础 胡建华可编辑 通信通信通信通信就是信息的就是信息的就是信息的就是信息的(远距离远距离远距离远距离)传递与交流传递与交流传递与交流传递与交流 现现现现代代代代通通通通信信信信使使使使用用用用电电电电波波波波或或或或光光光光波波波波传传传传递递递递信信信信息息息息的的的的技技技技术术术术，也也也也称称称称为为为为电电电电信信信信（telecommunicationtelecommunication），如如如如电电电电报报报报、电电电电话话话话、传传传传真真真真、电电电电子子子子邮邮邮邮件、件、件、件、BBSBBS、QQQQ等等等等 对通信系统的要求：对通信系统的要求：对通信系统的要求：对通信系统的要求：远距离远距离远距离远距离调制解调技术调制解调技术调制解调技术调制解调技术(MODEM)(MODEM)、载波、载波、载波、载波 低成本低成本低成本低成本多路复用技术多路复用技术多路复用技术多路复用技术(Multiplexer)+(Multiplexer)+交换技术交换技术交换技术交换技术(Switch)(Switch)高速度高速度高速度高速度光纤通信技术光纤通信技术光纤通信技术光纤通信技术 可靠可靠可靠可靠信号不失真、无差错、保证通信畅通（数字通信号不失真、无差错、保证通信畅通（数字通信号不失真、无差错、保证通信畅通（数字通信号不失真、无差错、保证通信畅通（数字通信）信）信）信）方便方便方便方便移动通信技术（无线、数字通信）移动通信技术（无线、数字通信）移动通信技术（无线、数字通信）移动通信技术（无线、数字通信）安全安全安全安全加密、身份认证（数字通信）加密、身份认证（数字通信）加密、身份认证（数字通信）加密、身份认证（数字通信）Part1：信息基础信息基础通信技术通信技术第8页 计 算 机 应 用 基 础 胡建华可编辑通信系统的模型通信系统的模型通信的三要素：通信的三要素：通信的三要素：通信的三要素：信源、信宿、信道信源、信宿、信道信源、信宿、信道信源、信宿、信道电电信号信号信号信号(或光信号或光信号或光信号或光信号)有两种形式：有两种形式：有两种形式：有两种形式：模模模模拟拟信信信信号号号号形形形形式式式式:通通通通过过连连续续变变化化化化的的的的物物物物理理理理量量量量（如如如如信信信信号号号号的的的的幅幅幅幅度度度度）来来来来表表表表示示示示信信信信息息息息，例例例例如如如如人人人人们们打打打打电电话话或或或或者者者者播播播播音音音音员员播播播播音音音音时时声音声音声音声音经话经话筒筒筒筒(麦克麦克麦克麦克风风)转换转换得到的得到的得到的得到的电电信号；信号；信号；信号；数数数数字字字字信信信信号号号号形形形形式式式式:使使使使用用用用有有有有限限限限个个个个状状状状态态(一一一一般般般般是是是是2 2个个个个状状状状态态)来来来来表表表表示示示示（编编码码）信信信信息息息息，例例例例如如如如电电报报机机机机、传传真真真真机机机机和和和和计计算算算算机机机机发发出的信号都是数字信号出的信号都是数字信号出的信号都是数字信号出的信号都是数字信号 第9页 计 算 机 应 用 基 础 胡建华可编辑常用通信方式常用通信方式有线载波通信有线载波通信有线载波通信有线载波通信频分多路（频分多路（频分多路（频分多路（FDMFDM）/时分多路时分多路时分多路时分多路（TDMTDM）复用技术）复用技术）复用技术）复用技术光纤通信光纤通信光纤通信光纤通信波分多路（波分多路（波分多路（波分多路（WDMWDM）复用技术）复用技术）复用技术）复用技术无线通信无线通信无线通信无线通信模拟模拟模拟模拟信号或数字信号使用信号或数字信号使用信号或数字信号使用信号或数字信号使用电磁波电磁波电磁波电磁波调调调调制后进行制后进行制后进行制后进行传输传输传输传输微波通信微波通信微波通信微波通信（直线传直线传直线传直线传播、应用：长途电话、蜂窝移动电话、播、应用：长途电话、蜂窝移动电话、播、应用：长途电话、蜂窝移动电话、播、应用：长途电话、蜂窝移动电话、全数字高清晰度电视（全数字高清晰度电视（全数字高清晰度电视（全数字高清晰度电视（HDTVHDTVHDTVHDTV）等）等）等）等）卫星通信卫星通信卫星通信卫星通信（微波通信）（微波通信）（微波通信）（微波通信）移动通信移动通信移动通信移动通信（蜂窝移动通信：移动台、基站、移动电话交换蜂窝移动通信：移动台、基站、移动电话交换蜂窝移动通信：移动台、基站、移动电话交换蜂窝移动通信：移动台、基站、移动电话交换中心中心中心中心）（）（）（）（2G2G2G2G：GSMGSMGSMGSM、CDMACDMACDMACDMA，3G3G3G3G：WCDMAWCDMAWCDMAWCDMA、CDMA2000CDMA2000CDMA2000CDMA2000和和和和TD-TD-TD-TD-SCDMA SCDMA SCDMA SCDMA）Part1：信息基础信息基础通信技术通信技术第10页 计 算 机 应 用 基 础 胡建华可编辑数字通信系统的主要性能指标数字通信系统的主要性能指标 数据数据数据数据传输传输速率速率速率速率(简简称数据速率称数据速率称数据速率称数据速率,data rate),data rate)指指指指实际进实际进行数据行数据行数据行数据传输时单传输时单位位位位时间时间内内内内传传送的二送的二送的二送的二进进制位数目制位数目制位数目制位数目 计计量量量量单单位：位：位：位：“位位位位/秒秒秒秒”(bps)(bps)、“千位千位千位千位/秒秒秒秒”(kbps)(kbps)、“兆位兆位兆位兆位/秒秒秒秒”(Mbps)(Mbps)或或或或“千兆位千兆位千兆位千兆位/秒秒秒秒”(Gbps)(Gbps)等等等等 信道信道信道信道带宽带宽(也称也称也称也称为为信道容量信道容量信道容量信道容量,bandwidth),bandwidth)一个信道允一个信道允一个信道允一个信道允许许的最大数据的最大数据的最大数据的最大数据传输传输速率速率速率速率 信道信道信道信道带宽带宽与采用的与采用的与采用的与采用的传输传输介介介介质质、传输传输距离、多路复用方法、距离、多路复用方法、距离、多路复用方法、距离、多路复用方法、调调制解制解制解制解调调方法等密切相关方法等密切相关方法等密切相关方法等密切相关 误码误码率率率率(error rate)(error rate)指数据指数据指数据指数据传输传输中中中中规规定定定定时间时间内出内出内出内出错错数据占被数据占被数据占被数据占被传输传输数据数据数据数据总总数的比例数的比例数的比例数的比例 端端延端端延端端延端端延迟迟(end-end delay)(end-end delay)指数据从信源指数据从信源指数据从信源指数据从信源传传送到信宿所花送到信宿所花送到信宿所花送到信宿所花费费的的的的时间时间。第11页 计 算 机 应 用 基 础 胡建华可编辑 计计算机系算机系算机系算机系统统的的的的组组成：成：成：成：硬件系硬件系硬件系硬件系统统和和和和软软件系件系件系件系统统 计计算机硬件算机硬件算机硬件算机硬件组组成：成：成：成：中央中央中央中央处处理器理器理器理器(CPU)(CPU)(CPU)(CPU)、主外存主外存主外存主外存储储器、器、器、器、输输入入入入/输输出出出出设备设备、系、系、系、系统统总线总线、I/OI/OI/OI/O端口端口端口端口 计计算机的工作原理算机的工作原理算机的工作原理算机的工作原理 冯冯.诺诺依曼（五大模依曼（五大模依曼（五大模依曼（五大模块块）存存存存储储程序控制原理程序控制原理程序控制原理程序控制原理将将将将问题问题的解算步的解算步的解算步的解算步骤编骤编制成制成制成制成为为程序程序程序程序，程序，程序，程序，程序连连同它所同它所同它所同它所处处理的数据都用理的数据都用理的数据都用理的数据都用二二二二进进位表示位表示位表示位表示并并并并预预先先先先存放在存存放在存存放在存存放在存储储器器器器中中中中程序运行程序运行程序运行程序运行时时，CPUCPU从内存中一条一条地取出指令和相从内存中一条一条地取出指令和相从内存中一条一条地取出指令和相从内存中一条一条地取出指令和相应应的数据，的数据，的数据，的数据，按指令操作按指令操作按指令操作按指令操作码码的的的的规规定定定定，对对数据数据数据数据进进行运算行运算行运算行运算处处理，直到程序理，直到程序理，直到程序理，直到程序执执行完行完行完行完毕毕为为止止止止 Part2：硬件系统硬件系统组成组成第12页 计 算 机 应 用 基 础 胡建华可编辑BIOS、COMS 主板上有两主板上有两主板上有两主板上有两块块特特特特别别有用的集成有用的集成有用的集成有用的集成电电路芯片路芯片路芯片路芯片:BIOS(ROM):BIOS(ROM):基本基本输入入输出系出系统，具有启，具有启动计算机、算机、诊断断计算机故障及控制低算机故障及控制低级输入入输出的功能，是出的功能，是连接接软件程序和硬件程序和硬件件设备之之间的接口。的接口。BIOS包含程序包含程序：-POST（Power On Self Test，加，加电自自检）程序；）程序；-系系统自自举（装入）程序；（装入）程序；-CMOS设置程序；置程序；-基本外基本外围设备的的驱动程序程序 。CMOSCMOS（RAMRAM）：）：）：）：存放用存放用存放用存放用户对计户对计算机硬件所算机硬件所算机硬件所算机硬件所设设置的一些参数，置的一些参数，置的一些参数，置的一些参数，包括当前的日期和包括当前的日期和包括当前的日期和包括当前的日期和时间时间，系，系，系，系统统的口令，系的口令，系的口令，系的口令，系统统中安装的中安装的中安装的中安装的软盘软盘、硬硬硬硬盘驱动盘驱动器的数目、器的数目、器的数目、器的数目、类类型及参数等。型及参数等。型及参数等。型及参数等。CMOSCMOS是易失性存是易失性存是易失性存是易失性存储储器，器，器，器，必必必必须须用用用用电电池供池供池供池供电电，才能使，才能使，才能使，才能使计计算机关机后数据不算机关机后数据不算机关机后数据不算机关机后数据不丢丢失。失。失。失。第13页 计 算 机 应 用 基 础 胡建华可编辑计算机加电过程计算机加电过程 接通接通接通接通电电源，自源，自源，自源，自动执动执行行行行BIOSBIOSBIOSBIOS程序，上程序，上程序，上程序，上电电自自自自检检，初始化，然后，初始化，然后，初始化，然后，初始化，然后通通通通过过引引引引导导程序，装入操作系程序，装入操作系程序，装入操作系程序，装入操作系统统，并将系，并将系，并将系，并将系统统控制控制控制控制权权交交交交给给操作系操作系操作系操作系统统。1.1.1.1.加加加加电电（复位）（复位）（复位）（复位）时时，首先，首先，首先，首先执执行行行行POSTPOSTPOSTPOST，按按按按CMOSCMOS中的内容来中的内容来中的内容来中的内容来识识别别硬件的配置硬件的配置硬件的配置硬件的配置,测试测试各部件的工作状各部件的工作状各部件的工作状各部件的工作状态态 (发现错误则报错发现错误则报错)（按（按（按（按Del Del Del Del(或或或或F2F2或或或或F8F8健健健健)进进COMS COMS COMS COMS）2.2.2.2.执执行行行行BIOSBIOSBIOSBIOS中自中自中自中自举举程序，程序，程序，程序，按照按照按照按照CMOSCMOS中中中中预预先先先先设设定的启定的启定的启定的启动顺动顺序，序，序，序，搜搜搜搜寻寻外存外存外存外存储储器（器（器（器（软软、硬、硬、硬、硬盘盘或光或光或光或光盘盘），），），），读读出引出引出引出引导导程序并装入内存，程序并装入内存，程序并装入内存，程序并装入内存，控制控制控制控制权权交交交交给给引引引引导导程序；程序；程序；程序；3.3.3.3.由引由引由引由引导导程序程序程序程序继续继续安装操作系安装操作系安装操作系安装操作系统统，整个，整个，整个，整个计计算机算机算机算机处处于操作系于操作系于操作系于操作系统统的控制。的控制。的控制。的控制。第14页 计 算 机 应 用 基 础 胡建华可编辑 CPUCPUCPUCPU的的的的结结构：构：构：构：控制器、运算器、寄存器、高速控制器、运算器、寄存器、高速控制器、运算器、寄存器、高速控制器、运算器、寄存器、高速缓缓冲存冲存冲存冲存储储器器器器CACHECACHECACHECACHE 影响影响影响影响CPUCPUCPUCPU速度的主要因素：速度的主要因素：速度的主要因素：速度的主要因素：主主主主频频、cachecachecachecache、寄存器、运算器位数（字、寄存器、运算器位数（字、寄存器、运算器位数（字、寄存器、运算器位数（字长长）指令指令指令指令组组成（采用二成（采用二成（采用二成（采用二进进位表示）：位表示）：位表示）：位表示）：操作操作操作操作码码和操作数和操作数和操作数和操作数 指令系指令系指令系指令系统统：与与与与CPUCPUCPUCPU的硬件相关，的硬件相关，的硬件相关，的硬件相关，不同不同不同不同CPUCPUCPUCPU的指令系统是不相同的的指令系统是不相同的的指令系统是不相同的的指令系统是不相同的.指令系指令系指令系指令系统风统风格可分格可分格可分格可分为为：CISCCISCCISCCISC（复（复（复（复杂杂指令系指令系指令系指令系统计统计算机）算机）算机）算机）如如如如80486804868048680486，Pentium.Pentium.Pentium.Pentium.等等等等RISCRISCRISCRISC（精（精（精（精简简指令系指令系指令系指令系统计统计算机）算机）算机）算机）如如如如Sun Space,HP PA,Power PCSun Space,HP PA,Power PCSun Space,HP PA,Power PCSun Space,HP PA,Power PC等等等等Part2：硬件系统硬件系统 CPU第15页 计 算 机 应 用 基 础 胡建华可编辑Part2：硬件系统硬件系统存储器存储器 存存存存储储器分器分器分器分类类：主存主存主存主存 Primary memoryPrimary memoryPrimary memoryPrimary memory（内存）（内存）（内存）（内存）存取速度快而容量存取速度快而容量存取速度快而容量存取速度快而容量较较小，直接与小，直接与小，直接与小，直接与CPUCPUCPUCPU交交交交换换数据，数据，数据，数据，是是是是计计算机的算机的算机的算机的工作存工作存工作存工作存储储器器器器，断，断，断，断电电后信息后信息后信息后信息丢丢失。失。失。失。辅辅存存存存 Second memorySecond memorySecond memorySecond memory（外存）（外存）（外存）（外存）存取速度慢而容量大，永久性地存放着存取速度慢而容量大，永久性地存放着存取速度慢而容量大，永久性地存放着存取速度慢而容量大，永久性地存放着计计算机中算机中算机中算机中所有信息，其中的信息需要先送入内存，所有信息，其中的信息需要先送入内存，所有信息，其中的信息需要先送入内存，所有信息，其中的信息需要先送入内存，CPUCPUCPUCPU才可使才可使才可使才可使用。用。用。用。内存的分内存的分内存的分内存的分类类 随机存随机存随机存随机存储储器（器（器（器（RAMRAM）可可可可读读可写，掉可写，掉可写，掉可写，掉电电后数据后数据后数据后数据丢丢失失失失 只只只只读读存存存存储储器（器（器（器（ROMROM）只能只能只能只能读读取数据，不能写入，数取数据，不能写入，数取数据，不能写入，数取数据，不能写入，数据可永久保存据可永久保存据可永久保存据可永久保存第16页 计 算 机 应 用 基 础 胡建华可编辑(图形卡、硬盘控制器图形卡、硬盘控制器)（用作（用作BIOS存储器）存储器）内存储器的分类及应用内存储器的分类及应用 内存由半内存由半内存由半内存由半导导体存体存体存体存储储器芯片器芯片器芯片器芯片组组成，芯片有多种成，芯片有多种成，芯片有多种成，芯片有多种类类型：型：型：型：半导体半导体存储器存储器只只 读读存储器存储器(ROM)随机存取随机存取存储器存储器(RAM)静态随机存取存储器静态随机存取存储器SRAM动态随机存取存储器动态随机存取存储器DRAM 不可在线改写内容的不可在线改写内容的ROM快擦除存储器（快擦除存储器（Flash ROM）（用作（用作Cache存储器存储器）（用作（用作主存储器）主存储器）每个存储单元每个存储单元(cell)由由6个晶体管组成个晶体管组成 只要加上电源，信息就能一直保持只要加上电源，信息就能一直保持 对电器干扰相对不很敏感对电器干扰相对不很敏感 比比DRAM更快，也更贵更快，也更贵 每个存储单元由每个存储单元由1个电容和个电容和1个晶体管组成个晶体管组成.每每10-100 ms必须刷新一次必须刷新一次 对电器干扰比较敏感对电器干扰比较敏感 比比SRAM慢，但便宜慢，但便宜第17页 计 算 机 应 用 基 础 胡建华可编辑 CacheCache是使用是使用是使用是使用SRAMSRAM组组成的一种高速成的一种高速成的一种高速成的一种高速缓缓冲存冲存冲存冲存储储器，器，器，器，简简称称称称缓缓存，存，存，存，它的速度几乎和它的速度几乎和它的速度几乎和它的速度几乎和CPUCPU一一一一样样快。快。快。快。CacheCache中的数据是主存中很小一部分的影射（副本），最近中的数据是主存中很小一部分的影射（副本），最近中的数据是主存中很小一部分的影射（副本），最近中的数据是主存中很小一部分的影射（副本），最近最有可能最有可能最有可能最有可能访问访问的数据和指令；的数据和指令；的数据和指令；的数据和指令；一般一一般一一般一一般一级缓级缓存集成在存集成在存集成在存集成在CPUCPU中，二中，二中，二中，二级级以前集成在主板上，以前集成在主板上，以前集成在主板上，以前集成在主板上，现现在也在在也在在也在在也在CPUCPU中中中中 内存条的内存条的内存条的内存条的类类型：型：型：型：单单列直插式内存条模列直插式内存条模列直插式内存条模列直插式内存条模块块 SIMMSIMM双列直插式内存条模双列直插式内存条模双列直插式内存条模双列直插式内存条模块块DIMM DIMM RambusRambus内存条模内存条模内存条模内存条模块块RIMMRIMM第18页 计 算 机 应 用 基 础 胡建华可编辑外存储器特点：外存储器特点：外存储器特点：外存储器特点：磁性材料制成，便宜；容量大，读写速度慢；数磁性材料制成，便宜；容量大，读写速度慢；数据永久保存据永久保存硬盘硬盘硬盘硬盘 硬盘是在一个轴上装上硬盘是在一个轴上装上1 1至至5 5个同样大小的圆盘片的装置，个同样大小的圆盘片的装置，盘片由铝合金、陶瓷或玻璃制成，其表面涂上磁介质。盘片由铝合金、陶瓷或玻璃制成，其表面涂上磁介质。外存储器外存储器第19页 计 算 机 应 用 基 础 胡建华可编辑读写硬盘信息的操作过程：读写硬盘信息的操作过程：主机首先主机首先主机首先主机首先给给出要出要出要出要读读写的扇区地址：写的扇区地址：写的扇区地址：写的扇区地址：磁磁磁磁头头号号号号（扇区所在（扇区所在（扇区所在（扇区所在记录记录面），例如，面），例如，面），例如，面），例如，0 0 0 0号磁号磁号磁号磁头头 柱面号柱面号柱面号柱面号（扇区所在的磁道），例如，（扇区所在的磁道），例如，（扇区所在的磁道），例如，（扇区所在的磁道），例如，5 5 5 5号柱面号柱面号柱面号柱面 扇区号扇区号扇区号扇区号，例如，例如，例如，例如，1000100010001000号扇区号扇区号扇区号扇区 硬硬硬硬盘盘的操作流程如下：的操作流程如下：的操作流程如下：的操作流程如下：所有磁所有磁所有磁所有磁头头同步同步同步同步寻寻道（由道（由道（由道（由柱面号柱面号柱面号柱面号控制）控制）控制）控制）选择选择磁磁磁磁头头（由（由（由（由磁磁磁磁头头号号号号控制）控制）控制）控制）被被被被选选中的磁中的磁中的磁中的磁头头等待扇区到达磁等待扇区到达磁等待扇区到达磁等待扇区到达磁头头下方下方下方下方（由（由（由（由扇区号扇区号扇区号扇区号控制）控制）控制）控制）读读写写写写该该扇区中的数据扇区中的数据扇区中的数据扇区中的数据磁磁头头磁道磁道旋旋转轴转轴碟片碟片第20页 计 算 机 应 用 基 础 胡建华可编辑硬盘存储器的性能指标硬盘存储器的性能指标（1 1）容量：容量：容量：容量：（=磁磁头数数*柱面数柱面数*扇区数扇区数*扇区容量）扇区容量）以以以以GBGB为单为单位，目位，目位，目位，目前硬前硬前硬前硬盘单盘单碟容量碟容量碟容量碟容量约为约为4040100GB100GB（2 2）平均存取平均存取平均存取平均存取时间时间：在几在几在几在几msms几十几十几十几十msms之之之之间间，由硬，由硬，由硬，由硬盘盘的旋的旋的旋的旋转转速度、速度、速度、速度、磁磁磁磁头寻头寻道道道道时间时间和数据和数据和数据和数据传输传输速率所决定速率所决定速率所决定速率所决定（3 3）缓缓存容量：存容量：存容量：存容量：原原原原则则上越大越好，通常上越大越好，通常上越大越好，通常上越大越好，通常为为2MB2MB8MB8MB（4 4）数据数据数据数据传输传输速率速率速率速率 外部外部外部外部传输传输速率指主机从（向）硬速率指主机从（向）硬速率指主机从（向）硬速率指主机从（向）硬盘缓盘缓存存存存读读出（写入）数据的速度，出（写入）数据的速度，出（写入）数据的速度，出（写入）数据的速度，与采用的接口与采用的接口与采用的接口与采用的接口类类型有关型有关型有关型有关 内部内部内部内部传输传输速率指硬速率指硬速率指硬速率指硬盘盘在在在在盘盘片上片上片上片上读读写数据的速度，写数据的速度，写数据的速度，写数据的速度，转转速越高内部速越高内部速越高内部速越高内部传输传输速率越快速率越快速率越快速率越快 （5 5）与主机的接口：与主机的接口：与主机的接口：与主机的接口：前些年使用：并行前些年使用：并行前些年使用：并行前些年使用：并行ATAATA（IDEIDE）接口）接口）接口）接口 当前流行：当前流行：当前流行：当前流行：串行串行串行串行ATAATA（SATASATA）接口）接口）接口）接口第21页 计 算 机 应 用 基 础 胡建华可编辑信息的平均存取时间信息的平均存取时间 磁磁磁磁盘盘上的信息以扇区上的信息以扇区上的信息以扇区上的信息以扇区为单为单位位位位进进行行行行读读写，平均存取写，平均存取写，平均存取写，平均存取时间为时间为：T=T=寻寻道道道道时间时间+旋旋旋旋转转等待等待等待等待时间时间+数据数据数据数据传输时间传输时间 寻寻道道道道时间时间磁磁磁磁头寻头寻找到指定磁道所需找到指定磁道所需找到指定磁道所需找到指定磁道所需时间时间(大大大大约约5ms)5ms)旋旋旋旋转转等待等待等待等待时间时间指定扇区旋指定扇区旋指定扇区旋指定扇区旋转转到磁到磁到磁到磁头头下方所需要的下方所需要的下方所需要的下方所需要的时间时间(大大大大约约4 46ms)(6ms)(转转速：速：速：速：4200/5400/7200/10000rpm)4200/5400/7200/10000rpm)数据数据数据数据传输时间传输时间(大大大大约约0.01ms/0.01ms/扇区扇区扇区扇区)磁磁头头磁道磁道旋旋转轴转轴碟片碟片磁磁头头磁道磁道旋旋转轴转轴碟片碟片第22页 计 算 机 应 用 基 础 胡建华可编辑光盘存储器光盘存储器 CDCDCDCD 分分分分类类：CD-ROM CD-ROM CD-ROM CD-ROM、CD-RCD-RCD-RCD-R、CD-RWCD-RWCD-RWCD-RW 容量：容量：容量：容量：约约650MB650MB650MB650MB VCD(Video CD)VCD(Video CD)VCD(Video CD)VCD(Video CD)：记录约记录约74747474分分分分钟视频钟视频，采用，采用，采用，采用MPEG-1MPEG-1MPEG-1MPEG-1编码编码数据数据数据数据传输传输速度：速度：速度：速度：以每秒以每秒以每秒以每秒150KB150KB150KB150KB为单为单位，目前位，目前位，目前位，目前驱动驱动器的速率多器的速率多器的速率多器的速率多为为40404040倍倍倍倍速（速（速（速（6MB/S6MB/S6MB/S6MB/S）、）、）、）、48484848倍速（倍速（倍速（倍速（7.2MB/S7.2MB/S7.2MB/S7.2MB/S）DVDDVDDVDDVD：容量：容量：容量：容量：(单单面面面面单层单层)大大大大约约4.7GB4.7GB，采用采用采用采用红红色激光，容量增大，采色激光，容量增大，采色激光，容量增大，采色激光，容量增大，采用用用用MPEG-2MPEG-2MPEG-2MPEG-2数据数据数据数据压缩压缩技技技技术术第23页 计 算 机 应 用 基 础 胡建华可编辑Part2：硬件系统硬件系统 I/O总线与I/O接口总线的定义：总线的定义：用于在用于在用于在用于在CPUCPU、内存、外存和各种、内存、外存和各种、内存、外存和各种、内存、外存和各种输输入入入入输输出出出出设备设备之之之之间传间传输输信息的一个共享的信息信息的一个共享的信息信息的一个共享的信息信息的一个共享的信息传输传输通路及其控制部件。通路及其控制部件。通路及其控制部件。通路及其控制部件。总线带宽总线带宽总线带宽总线带宽(MB/s)(MB/s)=数据通路数据通路数据通路数据通路宽宽度度度度/8*/8*/8*/8*总线总线工作工作工作工作频