第二章_计算机硬件.ppt

第二章计算机硬件五大部件中，CPU、内存储器、总线等构成了计算机的主机；外存储器、输入设备、输出设备构成了计算机的外围设备，简称外设。P6P6P6CPU的发展历史:P77P7P7CPU的性能

CPU的运算速度与CPU的工作频率、cache容量、指令系统、运算器的逻辑结构等都有关系。

工作频率
主频：CPU内部的时钟频率，是CPU进行运算时的工作频率。一般来说，主频越高，一个时钟周期里完成的指令数也越多，CPU的运算速度也就越快。但由于内部结构不同，并非所有时钟频率相同的CPU性能一样。

外频：即系统总线，CPU与周边设备传输数据的频率，具体是指CPU到芯片组之间的总线速度。

倍频：CPU主频的计算方式变为：主频=外频×倍频。也就是倍频是指CPU和系统总线之间相差的倍数，当外频不变时，提高倍频，CPU主频也就越高。Cache容量
随着微机CPU工作频率的不断提高，RAM的读写速度相对较慢，为解决内存速度与CPU速度不匹配，从而影响系统运行速度的问题，在CPU与内存之间设计了一个容量较小(相对主存)但速度较快的高速缓冲存储器(Cache)，简称快存。CPU访问指令和数据时，先访问Cache，如果目标内容已在Cache中(这种情况称为命中)，CPU则直接从Cache中读取，否则为非命中，CPU就从主存中读取，同时将读取的内容存于Cache中。Cache可看成是主存中面向CPU的一组高速暂存存储器。这种技术早期在大型计算机中使用，现在应用在微机中，使微机的性能大幅度提高。随着CPU的速度越来越快，系统主存越来越大，Cache的存储容量也由128KB、256KB扩大到现在的512KB或2MB。Cache的容量并不是越大越好，过大的Cache会降低CPU在Cache中查找的效率。多选P8P8只读存储器

只读存储器(ReadOnlyMemory，简称ROM)，是一种能够永久或半永久地保存数据的存储器，即使掉电（或关机）后，存放在ROM中的数据也不会丢失，所以叫做非易失性存储器。按照ROM的内容是否能改写，ROM可分为以下几类：

MaskROM（掩膜ROM），存储的数据由工厂在生产过程中一次形成，此后也无法进行修改。

PROM（ProgrammableROM）和EPROM（ErasableProgrammableROM），用户可使用专用装置写入信息。前者不能改写，后者可以通过专用设备改写其中的信息。

FlashROM（快擦除ROM，或闪速存储器），一种新型的非易失性存储器，在低电压下，存储的信息可读不可写，而在较高电压下，存储的信息可以更改和删除。经常用于PC中的BIOS程序，还可使用在数码相机和优盘中。随机存储器
随机存取存储器(RandomAccessMemory，简称RAM)，多采用MOS(金属氧化物半导体)型半导体集成电路芯片制成，属于易失性存储器。根据其保存数据的机理又可分为SRAM（静态随机存取存储器）和DRAM（动态随机存取存储器）两类。

SRAM
SRAM芯片用于构造高速Cache（高速缓冲存储器），简称缓存。它的速度几乎与CPU一样快。CPU需要的数据和指令首先从Cache中读取，如果Cache中没有，CPU再直接访问内存。Cache的一个重要指标就是“命中率”，即CPU需要的指令或数据在Cache中能直接找到的概率。
一般来说Cache容量越大越好，访问Cache的命中率就越高。由于成本原因，Cache的容量并不大，Cache分为一级缓存和二级缓存，应用的早期一级缓存被设计在CPU内部，二级缓存被设计在主板上，随着集成电路制造工艺的改进，现在一级缓存和二级缓存都被设计在CPU内部。二级缓存的容量要大于一级缓存的容量。

一级缓存（L1Cache）（容量：几KB～几十KB）
二级缓存（L2Cache）（容量：128KB～1MB）P9P9P10P10P10P10P11P11P11P11P12P12P12P12P补充P13P13P13P13P13P14一般来说，在下列情况下需要启动CMOS设置程序对系统进行设置：

PC机组装好之后第一次加电。

系统增加、减少或更换硬件或I/O设备。

CMOS芯片因掉电、病毒侵害、放电等原因造成其内容丢失或被错误修改。

用户希望更改或设置系统的口令。

系统因某种需要而调整某些设置参数。P14P15P15I/O控制器

I/O控制器是一组电子线路，不同设备的I/O控制器的结构与功能不同，复杂程度相差很大。有些设备（如键盘、鼠标、打印机等）的I/O控制器比较简单，它们已经集成在主板的芯片组中。有些设备（如显示器、网络设备等）的I/O控制器比较复杂，且设备的规格和品种也比较多养，这些I/O控制器就制作成扩充卡（也叫适配器或控制卡），插在主板的PCI或ISA扩充槽中。I/O控制