計(jì)算機(jī)導(dǎo)論(第四版)課件第2章 計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)

匯報(bào)人：AAAA,aclicktounlimitedpossibilities計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)/目錄目錄02計(jì)算機(jī)硬件的組成01點(diǎn)擊此處添加目錄標(biāo)題03計(jì)算機(jī)硬件的工作原理05計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展趨勢04計(jì)算機(jī)硬件的性能指標(biāo)01添加章節(jié)標(biāo)題02計(jì)算機(jī)硬件的組成中央處理器功能：負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算和控制發(fā)展歷程：從最初的單核處理器發(fā)展到現(xiàn)在的多核處理器，性能不斷提升工作原理：通過執(zhí)行指令來完成計(jì)算任務(wù)組成：運(yùn)算器、控制器、寄存器等存儲(chǔ)器作用：存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和程序類型：RAM（隨機(jī)存取存儲(chǔ)器）、ROM（只讀存儲(chǔ)器）、硬盤、光盤等工作原理：通過電路實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀寫操作發(fā)展趨勢：容量越來越大，速度越來越快，價(jià)格越來越低輸入/輸出設(shè)備鍵盤：用于輸入字符和命令鼠標(biāo)：用于定位和選擇顯示器：用于顯示計(jì)算機(jī)處理的結(jié)果打印機(jī)：用于輸出文本和圖像總線與接口總線：計(jì)算機(jī)內(nèi)部連接各個(gè)部件的通道接口：連接總線和外部設(shè)備的部件常見接口類型：USB、HDMI、以太網(wǎng)接口等接口的作用：實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和控制信號(hào)的傳遞03計(jì)算機(jī)硬件的工作原理中央處理器的運(yùn)算和控制運(yùn)算器：負(fù)責(zé)執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算總線：用于連接計(jì)算機(jī)各部件，傳輸數(shù)據(jù)和指令寄存器：用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和指令控制器：負(fù)責(zé)控制計(jì)算機(jī)各部件的工作存儲(chǔ)器的讀寫原理存儲(chǔ)器的分類：RAM、ROM、Flash等存儲(chǔ)器的讀寫過程：數(shù)據(jù)寫入、數(shù)據(jù)讀取、數(shù)據(jù)修改等存儲(chǔ)器的讀寫速度：影響計(jì)算機(jī)性能的重要因素存儲(chǔ)器的容量：決定計(jì)算機(jī)可以存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量輸入/輸出設(shè)備的交互方式添加標(biāo)題添加標(biāo)題添加標(biāo)題添加標(biāo)題顯示器和打印機(jī)：通過HDMI或VGA接口與計(jì)算機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)輸出和交互鍵盤和鼠標(biāo)：通過USB接口與計(jì)算機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)輸入和交互硬盤和光盤：通過SATA或USB接口與計(jì)算機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和交互網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：通過以太網(wǎng)或無線網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信和交互總線與接口的數(shù)據(jù)傳輸總線：計(jì)算機(jī)內(nèi)部連接各個(gè)部件的通道數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤檢測與糾正：通過校驗(yàn)和、CRC等方法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議：規(guī)定了數(shù)據(jù)傳輸?shù)母袷胶鸵?guī)則接口：連接總線和外部設(shè)備的部件數(shù)據(jù)傳輸速率：取決于總線的寬度和頻率數(shù)據(jù)傳輸方式：串行傳輸、并行傳輸04計(jì)算機(jī)硬件的性能指標(biāo)中央處理器的性能指標(biāo)主頻：CPU的時(shí)鐘頻率，單位為GHz核心數(shù)：CPU的核心數(shù)量，多核心可以并行處理任務(wù)線程數(shù)：每個(gè)核心可以同時(shí)處理的任務(wù)數(shù)量緩存：CPU內(nèi)部的高速存儲(chǔ)，用于存儲(chǔ)頻繁訪問的數(shù)據(jù)指令集：CPU支持的指令集，如x86、ARM等功耗：CPU的功耗，單位為W存儲(chǔ)器的性能指標(biāo)存儲(chǔ)容量：指存儲(chǔ)器能存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量，單位為字節(jié)（B）、千字節(jié)（KB）、兆字節(jié)（MB）等存取速度：指存儲(chǔ)器讀寫數(shù)據(jù)的速度，單位為時(shí)間，如納秒（ns）、毫秒（ms）等存儲(chǔ)周期：指存儲(chǔ)器進(jìn)行一次完整的讀寫操作所需的時(shí)間，包括存取時(shí)間和恢復(fù)時(shí)間帶寬：指存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)傳輸速率，單位為比特每秒（bps）或字節(jié)每秒（Bps）等功耗：指存儲(chǔ)器在工作狀態(tài)下的能耗，單位為瓦特（W）或毫瓦特（mW）等壽命：指存儲(chǔ)器能正常工作的時(shí)間，通常以讀寫次數(shù)或小時(shí)數(shù)來表示輸入/輸出設(shè)備的性能指標(biāo)鍵盤：響應(yīng)速度、手感、耐用性顯示器：分辨率、刷新率、色彩還原度打印機(jī)：打印速度、打印質(zhì)量、耗材成本鼠標(biāo)：響應(yīng)速度、精確度、手感總線與接口的性能指標(biāo)總線帶寬：衡量總線傳輸數(shù)據(jù)的能力，單位為MHz或GHz接口類型：如USB、HDMI、以太網(wǎng)等，不同接口類型有不同的性能指標(biāo)接口速度：如USB2.0、USB3.0、USB3.1等，速度越快，數(shù)據(jù)傳輸越快接口數(shù)量：如USB接口、HDMI接口、以太網(wǎng)接口等，數(shù)量越多，可連接的設(shè)備越多05計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展趨勢中央處理器的多核化趨勢多核處理器的應(yīng)用場景多核處理器的發(fā)展歷程多核處理器的優(yōu)勢多核處理器的未來發(fā)展趨勢存儲(chǔ)器的固態(tài)化趨勢固態(tài)硬盤（SSD）取代傳統(tǒng)硬盤（HDD）的趨勢NVMe協(xié)議在SSD中的應(yīng)用和優(yōu)勢3DNAND技術(shù)在SSD中的應(yīng)用和優(yōu)勢存儲(chǔ)級(jí)內(nèi)存（SCM）技術(shù)的發(fā)展及其在計(jì)算機(jī)硬件中的應(yīng)用前景輸入/輸出設(shè)備的智能化趨勢語音識(shí)別技術(shù)：通過語音輸入，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)：通過虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)沉浸式體驗(yàn)人工智能技術(shù)：通過人工智能，實(shí)現(xiàn)設(shè)備自主學(xué)習(xí)和決策手寫輸入技術(shù)：通過手寫輸入，提高輸入效率總線與接口的高帶寬趨勢隨著計(jì)算機(jī)硬件性能的提升，對總線與接口的帶寬要求也越來越高。高速串行接口如PCIExpress、SATA、USB等逐漸取代并行接口如PATA、SCSI等。光纖