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21世紀(jì)高等學(xué)校計(jì)算機(jī)教育實(shí)用規(guī)劃教材,計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)（ISBN9787302160564）張鈞良編著2008年2月出版,總目錄,第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述第2章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件組成第3章指令系統(tǒng)第4章存儲系統(tǒng)第5章匯編語言程序設(shè)計(jì)第6章計(jì)算機(jī)總線技術(shù)第7章計(jì)算機(jī)與外設(shè)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)?章外圍設(shè)備接口第9章外圍設(shè)備第10章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)硬件,上一頁,第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述,上一頁,1.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的概念1.2計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成和工作原理1.3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展及分類1.4計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)和主要技術(shù)指標(biāo)1.5計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域本章小結(jié),目錄,上一頁,1.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的概念,1.1.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本概念1.1.2微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的三個(gè)層次,上一頁,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成。一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其所組成的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)緊密相關(guān).某些硬件的功能可以由軟件來實(shí)現(xiàn)，而某些軟件的功能又可能由硬件來實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中軟件和硬件之間的關(guān)系是:計(jì)算機(jī)軟件隨硬件技術(shù)的迅速發(fā)展而發(fā)展，反過來，軟件的不斷發(fā)展與完善，又促進(jìn)了硬件的新發(fā)展，兩者的發(fā)展密切地交織著。在實(shí)際發(fā)展中，計(jì)算機(jī)某些硬件的功能往往發(fā)展為由軟件來實(shí)現(xiàn)，而某些軟件的功能又演變由硬件去實(shí)現(xiàn)。,1.1.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本概念,上一頁,微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中從局部到全局有三個(gè)層次：微處理器—微型計(jì)算機(jī)—微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。⒈微處理器（Microprocessor）:是組成微型計(jì)算機(jī)的核心部件。是把算術(shù)邏輯部件ALU（ArithmeticLogicUnit）、控制部件（ControlUnit）和寄存器組（Registers）等制作在一塊集成電路中的芯片，也叫中央處理單元或中央處理器（簡稱CPU）。⒉微型計(jì)算機(jī)（MicroComputer）:是以微處理器為核心，加上由大規(guī)模集成電路制作的RAM和ROM存儲器芯片、輸入/輸出接口芯片和系統(tǒng)總線等組成的計(jì)算機(jī)，簡稱微型機(jī)或微機(jī)。⒊微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（MicroComputerSystem）:是由微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、外圍設(shè)備、電源等組成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。,上一頁,1.1.2微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的三個(gè)層次,在上述三個(gè)層次中，單純的微處理器不是計(jì)算機(jī)，單純的微型計(jì)算機(jī)也不是完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它們都不能獨(dú)立工作。只有微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)才是完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，才具有實(shí)用意義，才能夠正常工作。單片機(jī)的概念：是把微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)算部件、控制部件、內(nèi)存儲器和輸入輸出接口電路、系統(tǒng)總線等制作在一塊集成電路芯片上。單片機(jī)往往用于家電產(chǎn)品上，作程序控制使用，如微電腦控制的洗衣機(jī)。,上一頁,1.1.2微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的三個(gè)層次（續(xù)1）,1.2計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成和工作原理,1.2.1馮諾依曼結(jié)構(gòu)1.2.2計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成1.2.3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本工作原理,上一頁,馮諾依曼結(jié)構(gòu)為現(xiàn)代電子數(shù)字計(jì)算機(jī)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)基本上仍然沿用這一基本思想。馮諾依曼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：⑴計(jì)算機(jī)由運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大部分組成。⑵數(shù)據(jù)和程序都以二進(jìn)制代碼的形式不加區(qū)別地存放在存儲器中，存放位置由地址指定，地址碼也以二進(jìn)制代碼形式表示。⑶控制器是根據(jù)存放在存儲器中的指令序列即程序來工作的，并由一個(gè)程序計(jì)數(shù)器（即指令地址計(jì)數(shù)器）控制指令的執(zhí)行?？刂破骶哂信袛嗄芰?，能根據(jù)計(jì)算結(jié)果選擇不同的動作流程。馮諾依曼結(jié)構(gòu)的核心思想是“存儲程序”，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較簡單，便于控制，實(shí)現(xiàn)容易。,上一頁,1.2.1馮諾依曼結(jié)構(gòu),一臺完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。硬件（Hardware）是整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中實(shí)際裝置的總稱。軟件（Software）則是指在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的所有程序及其文檔資料，包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類。,上一頁,1.2.2計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成,從外觀上看，微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件主要包括五大部分：⑴主機(jī)箱：計(jì)算機(jī)中幾乎所有的重要部件都在主機(jī)箱中，如中央處理器（CPU）、主板、內(nèi)存儲器、硬盤驅(qū)動器、軟盤驅(qū)動器、光盤驅(qū)動器（CD-ROM或DVD-ROM）、聲卡、顯示卡，以及電源等。⑵顯示器：是微機(jī)系統(tǒng)必須配備的信息輸出設(shè)備。⑶鍵盤：是計(jì)算機(jī)重要的信息輸入設(shè)備，是微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)必配的外部設(shè)備。⑷鼠標(biāo)器：是現(xiàn)代微機(jī)必不可少的輸入設(shè)備。⑸音箱：計(jì)算機(jī)的發(fā)音設(shè)備。,上一頁,⒈微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件的組成成分,⑴主板（mainboard）：是PC機(jī)硬件系統(tǒng)的核心。它的作用是將計(jì)算機(jī)的各個(gè)部件有機(jī)地整合在一起。CPU、內(nèi)存儲器、顯示卡和聲卡等直接安插在主板上，硬盤驅(qū)動器、軟盤驅(qū)動器、光驅(qū)、鍵盤、鼠標(biāo)器等外部設(shè)備則通過纜線、接口與主板相連，主板上還安裝了組成計(jì)算機(jī)的主要電路系統(tǒng)，如I/O控制芯片、鍵盤和面板控制開關(guān)接口、指示燈接插件、擴(kuò)充插槽、主板及插卡的直流電源供電接插件等元件。⑵CPU：計(jì)算機(jī)的核心部件。主要是用來進(jìn)行數(shù)據(jù)的計(jì)算、處理和控制，CPU的好壞，往往反映出整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能的高低。,上一頁,⒉主機(jī)箱內(nèi)安裝的主要部件,⑶內(nèi)存儲器：計(jì)算機(jī)的重要組成部分，是微機(jī)運(yùn)行程序時(shí)用于快速存放程序和數(shù)據(jù)的載體，它都是由半導(dǎo)體大規(guī)模集成電路存儲芯片組（ROM和RAM）組成，做成內(nèi)存條的形式安裝在主板上的SIMM接口槽或DIMM接口槽中。⑷顯示卡：工作在CPU和顯示器之間，是直接安插在主板上的一塊印刷電路板卡，其基本作用是控制計(jì)算機(jī)的圖形輸出。顯示卡負(fù)責(zé)將CPU送來的圖像數(shù)據(jù)處理成顯示器可以了解的格式，再送到顯示器形成圖像。顯示卡簡稱顯卡，又稱圖形加速卡，它是我們從微機(jī)中獲取圖形、圖像信息的最重要途徑。,上一頁,⒉主機(jī)箱內(nèi)安裝的主要部件（續(xù)1）,⑸聲卡：聲卡是計(jì)算機(jī)的發(fā)音設(shè)備，它與計(jì)算機(jī)箱內(nèi)置的小喇叭不一樣，小喇叭是用來發(fā)出某些警告或提示信號的，而聲卡則是為多媒體計(jì)算機(jī)配置的。現(xiàn)在的微機(jī)幾乎都是多媒體計(jì)算機(jī)，為了讓其發(fā)出優(yōu)美的聲音，必須配置聲卡和音箱。⑹硬盤：硬盤是一種用來儲存數(shù)據(jù)的外部設(shè)備，被稱為數(shù)據(jù)倉庫。硬盤里面存放著計(jì)算機(jī)的靈魂——軟件，包括操作系統(tǒng)和各種各樣的應(yīng)用軟件。硬盤的存儲容量可以說是目前存儲器中最大的存儲設(shè)備，存儲量可高達(dá)幾百GB。⑺軟盤驅(qū)動器：軟盤驅(qū)動器曾是微機(jī)中常用的外存儲設(shè)備，一般簡稱為軟驅(qū)，用來存儲用戶運(yùn)行的程序和文檔，現(xiàn)在已經(jīng)逐漸趨于淘汰。,上一頁,⒉主機(jī)箱內(nèi)安裝的主要部件（續(xù)2）,⑻CD-ROM驅(qū)動器或DVD-ROM：簡稱光驅(qū)，是重要的存儲設(shè)備，CD-ROM的容量為650MB。⑼電源：機(jī)箱中都安裝由電源（PowerSupplyUnit），它的功能是將市電（交流電）轉(zhuǎn)換為微機(jī)工作所需要的直流電，它是一種電氣行業(yè)中所說的開關(guān)電源。微機(jī)電源分為AT、ATX等標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在微機(jī)上普遍使用ATX電源。,上一頁,⒉主機(jī)箱內(nèi)安裝的主要部件（續(xù)3）,⒈存儲程序和程序控制原理存儲程序和程序控制原理是美籍匈牙利科學(xué)家馮諾依曼于1945年提出來的，是計(jì)算機(jī)能夠自動完成運(yùn)算或處理過程的基礎(chǔ)?，F(xiàn)在的計(jì)算機(jī)仍遵循著這個(gè)原理。存儲程序和程序控制原理的要點(diǎn)是，為解決某個(gè)問題，需事先編制好程序，程序可以由高級語言的語句編寫，也可以由機(jī)器指令組成，即程序是由一系列指令組成的。程序輸入計(jì)算機(jī)，存儲在內(nèi)存儲器中(存儲原理)，在運(yùn)行時(shí)，控制器按地址順序取出存放在內(nèi)存儲器中的指令(按地址順序訪問指令)，然后分析指令，執(zhí)行指令的功能，遇到轉(zhuǎn)移指令時(shí)，則轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移地址，再按地址順序訪問指令（程序控制）。,上一頁,1.2.3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本工作原理,⒉計(jì)算機(jī)的工作過程計(jì)算機(jī)的工作過程可以歸結(jié)為以下幾步：①控制器控制輸入設(shè)備將數(shù)據(jù)和程序由輸入設(shè)備輸入到內(nèi)存儲器；②在控制器指揮下，從存儲器取出指令送入控制器；③控制器分析指令，指揮運(yùn)算器、存儲器執(zhí)行指令規(guī)定的操作；④運(yùn)算結(jié)果由控制器控制送存儲器保存或送輸出設(shè)備輸出；⑤返回到第2步，繼續(xù)取下一條指令，如此反復(fù)，直至程序結(jié)束。,上一頁,1.2.3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本工作原理（續(xù)1）,上一頁,指令執(zhí)行過程的示意圖,,計(jì)算機(jī)執(zhí)行程序的典型工作過程。⑴控制器中的程序計(jì)數(shù)器通過地址總線（ABUS）指出指令所在的內(nèi)存單元的地址，同時(shí)通過控制總線向存儲器發(fā)出準(zhǔn)備讀取數(shù)據(jù)的控制信號。⑵存儲器中的這一單元被地址線上的地址信號選中，通過數(shù)據(jù)總線（DBUS）從存儲器中讀取存放在這一單元中的指令，再經(jīng)過數(shù)據(jù)緩沖寄存器（DR）送入指令寄存器（IR）。⑶指令是一串二進(jìn)制代碼數(shù)據(jù)，包括操作碼和地址碼，操作碼部分被送入指令譯碼器進(jìn)行譯碼，判斷出該指令的操作類型；地址碼部分被判斷出這類操作的操作數(shù)放在什么地址中。,上一頁,1.2.3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本工作原理（續(xù)2）,⑷操作控制器把指令譯碼器送來的操作碼譯碼結(jié)果加工，再加上時(shí)序產(chǎn)生器產(chǎn)生的節(jié)拍脈沖，產(chǎn)生該條指令的操作控制信號，并有序地發(fā)出去，完成該條指令所應(yīng)完成的功能。⑸如果還需要從存儲器中取出操作數(shù)，則控制器通過地址總線發(fā)出存放操作數(shù)的內(nèi)存單元地址，同時(shí)通過控制總線發(fā)出準(zhǔn)備讀出數(shù)據(jù)的控制信號，然后由控制器通過數(shù)據(jù)總線將操作數(shù)取出。⑹執(zhí)行指令所規(guī)定的操作。如果是算術(shù)運(yùn)算或邏輯運(yùn)算，則由運(yùn)算器（邏輯運(yùn)算單元和累加器等）進(jìn)行處理；如果屬于數(shù)據(jù)傳送類的操作，則由控制器命令進(jìn)行此操作的有關(guān)電路，進(jìn)行傳送。,上一頁,1.2.3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本工作原理（續(xù)3）,1.3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展和分類,上一頁,1.3.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展1.3.2計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的分類,一、計(jì)算機(jī)誕生中的三個(gè)第一：世界上第一臺投入運(yùn)行的電子計(jì)算機(jī)——ENIAC,1946.2,美國世界上第一臺按存儲程序控制功能設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)——EDVAC，1946--1950，美國世界上第一臺投入運(yùn)行的實(shí)現(xiàn)存儲程序控制的計(jì)算機(jī)——EDSAC，1947--1949，英國計(jì)算機(jī)時(shí)代的開始：以1951年UNIVAC-Ⅰ投入運(yùn)行為標(biāo)志，第一臺批量生產(chǎn)的商用計(jì)算機(jī)，從此，計(jì)算機(jī)走向社會。,上一頁,1.3.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展,二、計(jì)算機(jī)發(fā)展的分代以計(jì)算機(jī)硬件所使用的邏輯器件作為劃分“代”的依據(jù)。第一代——電子管計(jì)算機(jī)時(shí)代（1946.2——50年代后期）第二代——晶體管計(jì)算機(jī)時(shí)代（50年代中期——60年代中期）第三代——中小規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)時(shí)代（60年代中期——70年代初）第四代——大規(guī)模超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)時(shí)代（70年代初——現(xiàn)在）,上一頁,1.3.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展（續(xù)1）,計(jì)算機(jī)第一定律——摩爾定律1965年，美國人戈登摩爾(GordonMoore)在準(zhǔn)備一個(gè)關(guān)于計(jì)算機(jī)存儲器發(fā)展趨勢的報(bào)告整理資料時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)驚人的趨勢。每個(gè)新芯片大體上包含其前任兩倍的容量，每個(gè)芯片的產(chǎn)生都是在前一個(gè)芯片產(chǎn)生后的18～24個(gè)月。計(jì)算機(jī)的處理能力相對于時(shí)間周期將呈指數(shù)式的上升。這就是著名的摩爾定律，該定律成為許多工業(yè)對于性能預(yù)測的基礎(chǔ)。,上一頁,1.3.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展（續(xù)2）,計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢巨型化微型化網(wǎng)絡(luò)化智能化多媒體計(jì)算機(jī)進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后，計(jì)算機(jī)開始向“巨”(巨型化)、“微”(微小化)、“網(wǎng)”(計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化)、“智”(計(jì)算機(jī)智能化)、“多”(多媒體計(jì)算機(jī))的方向發(fā)展。,上一頁,1.3.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展（續(xù)3）,是否能夠研制運(yùn)算速度達(dá)每秒幾百億次甚至上萬億次、存儲容量很大、并且功能非常強(qiáng)大的巨型計(jì)算機(jī)，是一個(gè)國家綜合實(shí)力是否強(qiáng)大的標(biāo)志。美國和日本憑借自己的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，研制了這樣的計(jì)算機(jī)，想以此稱霸世界。1975年世界上第一臺超級計(jì)算機(jī)“Cray-1”超級計(jì)算機(jī)應(yīng)用：天氣預(yù)報(bào)、地震機(jī)理研究、石油和地質(zhì)勘探、衛(wèi)星圖像處理、核武器、反導(dǎo)彈武器、空間技術(shù)等要求計(jì)算機(jī)有很高處理速度和很大容量的領(lǐng)域。,上一頁,1.3.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展（續(xù)4）,中國的超級計(jì)算機(jī)：“銀河1號”、“銀河2號”、“銀河3號”；“曙光1000”、“曙光2001”；“神威Ⅰ”；中國制造成功近萬億次計(jì)算機(jī)——2002年8月29日，名為“深騰1800”的萬億次（1.0TFLOP/s）聯(lián)想高性能計(jì)算機(jī)誕生。2004年由曙光公司研制成功曙光4000A，運(yùn)算速度達(dá)到8.061萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算，蜂值運(yùn)算速度可達(dá)到每秒11.264萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算。使我國成為世界上為數(shù)不多的能研制巨型計(jì)算機(jī)的國家之一?！吧裢瘛焙汀吧铗v1800”的研制成功，是我國在巨型計(jì)算機(jī)研制和應(yīng)用領(lǐng)域取得的重大成果，是中國IT企業(yè)群體發(fā)展歷程中的一塊里程碑。它標(biāo)志著中國成為繼美國、日本之后，世界上第三個(gè)具備研制高性能計(jì)算機(jī)能力的國家。。,上一頁,1.3.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展（續(xù)5）,按照處理的信息形式分：可分為數(shù)字計(jì)算機(jī)和模擬計(jì)算機(jī)。按照用途及使用范圍，可分為通用機(jī)和專用機(jī)。按字長分：還可把計(jì)算機(jī)分為8位機(jī)、16位機(jī)、32位機(jī)和64位機(jī)等按照計(jì)算機(jī)的規(guī)模、運(yùn)算速度、使用范圍等綜合考慮，可以把計(jì)算機(jī)分為：高性能計(jì)算機(jī)、微型計(jì)算機(jī)（PC機(jī)）、工作站、服務(wù)器、嵌入式計(jì)算機(jī)等。,上一頁,1.3.2計(jì)算機(jī)的分類,⒈高性能計(jì)算機(jī)：高性能計(jì)算機(jī)是指處理量大、運(yùn)算速度快的計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的高尖端產(chǎn)品，是現(xiàn)代大型建設(shè)與研究項(xiàng)目的必備條件。高性能計(jì)算機(jī)也有高、中、低檔之分，中檔系統(tǒng)近年來市場發(fā)展最快。從應(yīng)用與市場角度來劃分，中高檔系統(tǒng)可分為兩種，一種叫超級計(jì)算機(jī)，主要是用于科學(xué)工程計(jì)算及專門的設(shè)計(jì)，如CrayT3E；另一種叫超級服務(wù)器，可以用來支持計(jì)算、事務(wù)處理、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用與服務(wù)，如IBM的SP和國產(chǎn)的曙光2000。美國能源部的加速戰(zhàn)略計(jì)算ASCI計(jì)劃，目標(biāo)是構(gòu)造100萬億次的超級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、軟件和算法。最新的Ultrascale計(jì)劃目標(biāo)在2010年研制萬萬億次級系統(tǒng)。,上一頁,1.3.2計(jì)算機(jī)的分類（續(xù)1）,近年來，我國在高性能計(jì)算機(jī)的研發(fā)方面也取得了很大的成績，推出了“曙光”、“聯(lián)想”等代表國內(nèi)最高水平的高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并在國民經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵領(lǐng)域得到了應(yīng)用。聯(lián)想公司2003年研發(fā)的安裝在中國科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心的深騰6800用了1024顆Intel公司的Itanium2處理器，實(shí)際運(yùn)算速度為每秒4.148萬次，蜂值運(yùn)算速度達(dá)到每秒5.324萬億次。2004年安裝在上海超級計(jì)算中心的曙光公司研發(fā)的曙光4000A采用2560顆64位AMDOpteron處理器，運(yùn)算速度達(dá)到8.061萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算，蜂值運(yùn)算速度可達(dá)到每秒11.264萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算。,上一頁,1.3.2計(jì)算機(jī)的分類（續(xù)2）——高性能計(jì)算機(jī),⒉微型計(jì)算機(jī)（個(gè)人計(jì)算機(jī)）⒊工作站（workstation）：是一種介于微型機(jī)與小型機(jī)之間的高檔微機(jī)系統(tǒng)，它具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)運(yùn)算與圖形、圖像處理能力。工作站主要面向的是專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，主要有工程設(shè)計(jì)、動畫制作、科學(xué)研究、軟件開發(fā)、金融管理、信息服務(wù)、模擬仿真等。⒋服務(wù)器：是一種在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下為多個(gè)用戶提供服務(wù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。根據(jù)提供的服務(wù)，服務(wù)器可以分為文件服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器和通信服務(wù)器等。⒌嵌入式計(jì)算機(jī)：嵌入式計(jì)算機(jī)是指作為一個(gè)信息處理部件，嵌入到應(yīng)用系統(tǒng)之中的計(jì)算機(jī)。,上一頁,1.3.2計(jì)算機(jī)的分類（續(xù)3）,1.4計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)和主要技術(shù)指標(biāo),上一頁,1.4.1計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)1.4.2計(jì)算機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo),1.通用數(shù)字計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)處理速度快——計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度以MIPS衡量計(jì)算精度高——主要取決于計(jì)算機(jī)的字長記憶能力強(qiáng)——有存儲器可靠的邏輯判斷能力——能進(jìn)行邏輯運(yùn)算可靠性高、通用性強(qiáng),上一頁,1.4.1計(jì)算機(jī)的特點(diǎn),2.微型計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)體積小，重量輕價(jià)格便宜，成本低使用方便，運(yùn)行可靠對運(yùn)行環(huán)境無特殊要求——但對機(jī)器周圍的環(huán)境，應(yīng)保持一定的溫度、濕度、及空氣潔凈度。,上一頁,1.4.1計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)（續(xù)1）,⒈主頻：主頻即時(shí)鐘頻率，是指CPU在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的脈沖數(shù)，它在很大程度上決定了計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度。其單位是兆赫茲(MHz)，P4的主頻在1GHz以上。⒉運(yùn)行速度：運(yùn)行速度是一項(xiàng)綜合性的性能指標(biāo)，其單位是MIPS(百萬條指令/秒)。⒊字長：字長是指計(jì)算機(jī)的運(yùn)算部件能同時(shí)處理的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)。字長決定了計(jì)算機(jī)的運(yùn)算精度，字長長，計(jì)算機(jī)的運(yùn)算精度就高。⒋存儲容量：計(jì)算機(jī)能存儲的信息總字節(jié)量稱為該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的存儲容量，內(nèi)存儲器中能存儲的信息總字節(jié)數(shù)稱為內(nèi)存容量。單位是MB（兆字節(jié)）、GB（吉字節(jié)）和TB（太字節(jié)）。,上一頁,1.4.2計(jì)算機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo),⒌存取周期：存儲器進(jìn)行一次“讀”或“寫”操作所需的時(shí)間稱為存儲器的訪問時(shí)間(或讀寫時(shí)間)，而連續(xù)啟動兩次獨(dú)立的“讀”或“寫”操作(如連續(xù)的兩次“讀”操作)所需的最短時(shí)間，稱為存取周期(或存儲周期)。⒍其他指標(biāo)：機(jī)器的兼容性(包括數(shù)據(jù)和文件的兼容、程序兼容、系統(tǒng)兼容和設(shè)備兼容)，系統(tǒng)的可靠性(平均無故障工作時(shí)間MTBF)，系統(tǒng)的可維護(hù)性(平均修復(fù)時(shí)間MTTR)，機(jī)器允許配置的外部設(shè)備的最大數(shù)目，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的漢字處理能力，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)功能等。性能/價(jià)格比是一項(xiàng)綜合性評價(jià)計(jì)算機(jī)性能的指標(biāo)。,上一頁,1.4.2計(jì)算機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)（續(xù)1）,1.5計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域,上一頁,1.5.1科學(xué)計(jì)算1.5.2數(shù)據(jù)處理1.5.1過程控制1.5.2計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)1.5.1計(jì)算機(jī)通信,上一頁,1.5.1科學(xué)計(jì)算,計(jì)算機(jī)最早應(yīng)用于科學(xué)計(jì)算方面，這主要是指計(jì)算機(jī)應(yīng)用于完成科學(xué)研究和工程技術(shù)中所提出的數(shù)學(xué)問題(數(shù)值計(jì)算)。在科學(xué)技術(shù)和工程設(shè)計(jì)中，有各類復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算問題，比如核反應(yīng)方程式、衛(wèi)星軌道、材料結(jié)構(gòu)受力分析等的計(jì)算，飛機(jī)、汽車、船舶、橋梁等的設(shè)計(jì)。這些問題計(jì)算工作量很大，用一般的計(jì)算工具，靠人工來計(jì)算是不可想象的，用高速、大型計(jì)算機(jī)，就能快速、及時(shí)、準(zhǔn)確地獲得計(jì)算結(jié)果。早期的計(jì)算機(jī)主要用于科學(xué)計(jì)算方面，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用的普及，科學(xué)計(jì)算方面的比重在逐年下降，但至今仍是一個(gè)主要的應(yīng)用方面。對用于科學(xué)計(jì)算方面的計(jì)算機(jī)要求其速度快、精度高，存儲容量相對也要求大。,上一頁,1.5.2數(shù)據(jù)處理,數(shù)據(jù)處理，泛指非科技工程方面的所有計(jì)算、管理和任何形式數(shù)據(jù)資料的處理，包括辦公自動化(OA)、管理信息系統(tǒng)(MIS)、專家系統(tǒng)(ES)等。例如企業(yè)管理、庫存管理、報(bào)表統(tǒng)計(jì)、情報(bào)檢索、公文函件處理等等，特點(diǎn)是要處理的原始數(shù)據(jù)量大，而算術(shù)運(yùn)算較簡單，有大量的邏輯運(yùn)算與判斷，結(jié)果要求以表格或文件形式存儲、輸出。在以后相當(dāng)長的時(shí)間里，數(shù)據(jù)和事務(wù)處理仍是計(jì)算機(jī)，特別是微型計(jì)算機(jī)的最主要的應(yīng)用領(lǐng)域。由于數(shù)據(jù)處理的數(shù)據(jù)量大，要求計(jì)算機(jī)的存儲容量大，速度則不怎么要求，并且往往要求聯(lián)網(wǎng)。,上一頁,1.5.3過程控制,計(jì)算機(jī)應(yīng)用于控制。由于所測量的往往是重量、溫度、位移等物理量，這些物理量經(jīng)過一次儀表轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍问降哪M量，然后需要把這些模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再由計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理或計(jì)算。計(jì)算機(jī)處理的結(jié)果是數(shù)字量，一般要將它們轉(zhuǎn)換成模擬量才能去控制對象。因此，在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，需有專門的數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換設(shè)備和模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換設(shè)備(稱為D/A轉(zhuǎn)換和A/D轉(zhuǎn)換)。把計(jì)算機(jī)用于生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)控制，可大大提高生產(chǎn)自動化水平，提高勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)周期。,上一頁,1.5.4計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng),計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)有：計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(CAI)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)計(jì)算機(jī)輔助測試(CAT)計(jì)算機(jī)集成制造(CIMS)等系統(tǒng),上一頁,1.5.5計(jì)算機(jī)通信,計(jì)算機(jī)通信是近幾年迅速發(fā)展起來的一項(xiàng)重要的計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了計(jì)算機(jī)通信應(yīng)用業(yè)務(wù)的開展。目前，完善計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和加強(qiáng)國際間信息交流已成為世界各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展、科技進(jìn)步的戰(zhàn)略措施之一，因而世界各國都特別重視計(jì)算機(jī)通信的應(yīng)用。多媒體技術(shù)的發(fā)展，給計(jì)算機(jī)通信注入了新的內(nèi)容，使計(jì)算機(jī)通信由單純的文字?jǐn)?shù)據(jù)通信擴(kuò)展到音頻、視頻和活動圖像的通信。Internet的迅速普及，將使計(jì)算機(jī)通信進(jìn)入高速發(fā)展的階段。,本章概要的介紹了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的概念，主要的要點(diǎn)有：⑴微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的三個(gè)層次。⑵馮諾依曼型計(jì)算機(jī)的基本設(shè)計(jì)思想是存儲程序和程序控制。⑶硬件和軟件在一定的條件下是可以相互轉(zhuǎn)化的。⑷計(jì)算機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了4個(gè)階段。⑸計(jì)算機(jī)的分類。⑹計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)。⑺計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域。⑻計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成如下圖所示。,上一頁,本章小結(jié),上一頁,本章小結(jié),第1章結(jié)束TheEnd,謝謝?。?上一頁,