《電腦科技概論》PPT课件

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1、單元一導論單元一課程目的了解計算機組織與計算機結構的不同了解一般測量電腦系統的單位體會電腦是如何的演進如何將電腦視為階層式的系統能夠解釋vonNeumann架構和電腦組件的基本功能2為什麼要學習計算機組織和結構呢？設計更好的程式，包含系統軟體-像是編譯器、作業系統和裝置驅動程式對程式的行為最佳化衡量電腦系統的好壞了解時間、空間，和價格之間的取捨1.1概觀31.1概觀計算機組織包含所有電腦系統的實體設備即，電路設計、控制信號，記憶體型態電腦如何運作？計算機架構程式設計師所看到邏輯層面的系統設計即，指令集、指令格式，資料型

2、態，定址模式我如何設計電腦？41.2電腦的組件計算機組織和計算機結構並沒有一個明確的定義可供分辨它們軟硬體等效原理任何體軟體能做的事硬體一定能做，任何硬體能做的事軟體也一定能做**不考慮速度的情況下5基本來說，電腦是由三個部份所組成：用來翻譯並執行程式的處理器儲存資料和程式的記憶體和外界傳送資料的機制1.2電腦的組件6看看下面的廣告：1.3系統範例MHz??MB??PCI??USB??L1Cache??這些代表的意義是什麼??7容量和速度的度量單位：Kilo-(K)=1thousand=103and210Mega-(M

3、)=1million=106and220Giga-(G)=1billion=109and230Tera-(T)=1trillion=1012and240Peta-(P)=1quadrillion=1015and2501.3系統範例單位是以十為底或是二為底是取決為所量測的東西為何8RAID（RedundantArrayofIndependentDisks，獨立磁碟冗餘陣列，簡稱為磁碟陣列）的基本思想就是把多個相對便宜的硬碟組合起來，成為一個磁碟陣列組，使性能達到甚至超過一個價格昂貴、容量巨大的硬碟。1.3系統範例91.3

4、系統範例101.3系統範例111.3系統範例12Hertz=每秒幾個週期(頻率)1MHz=1,000,000Hz處理器的速度就是以MHzorGHz來計算Byte=儲存的單位1KB=210=1024Bytes1MB=220=1,048,576Bytes主記憶體(RAM)是以MB或GB來計算硬碟則是以GB或TB來計算1.3系統範例131.3系統範例時間和空間的度量：Milli-(m)=1thousandth=10-3Micro-()=1millionth=10-6Nano-(n)=1billionth=10-9Pico-

5、(p)=1trillionth=10-12Femto-(f)=1quadrillionth=10-1514Millisecond=千分之一秒硬碟的存取時間通常為10to20millisecondsNanosecond=十億分之一秒主記憶體的存取時間通常為50to70nanosecondsMicron(micrometer)=百萬分之一米電路和計算機晶片的大小以microns計算1.3系統範例15我們發現週期時間是時脈頻率的倒數一個操作頻率為133MHz的匯流排，其週期為7.52奈秒:1.3系統範例現在回過頭來看前面的廣

6、告...133,000,000cycles/second=7.52ns/cycle161.3系統範例電腦內靠系統匯流排來傳輸資料。匯流排越快越好。這邊的速度是133MHz微處理器是系統的“大腦”。它用來執行程式的指令。這部電腦的處理器是PentiumIII(Intel)，速度為667MHz171.3系統範例擁有較大主記憶體容量的電腦可以以較快的速度來執行較大的程式RAM是RandomAccessMemory的縮寫。隨機存取的意思是，如果我們知道所要的資料在什麼位址時，我們就可以直接去存取它Cache是一種暫時性的記憶體

7、，其存取速度比RAM還快181.3系統範例…並且有二層的cache記憶體，第一層(L1)cache比較小且(應該)比L2cache快。請注意這些cache的大小是以KB來計算的這個系統有64MB的(快速)同步動態RAM(SDRAM)...191.3系統範例比較各種記憶體資料的存取速度Register>Cache>RAM>ROM>HardDisk>CD>Floppy>Tape201.3系統範例這邊的容量是30GB，7200RPM是硬碟的轉速。一般來說，轉速越快，傳送資料到RAM的速度就越快。(還牽涉了許多其它的因素。)硬

8、碟的容量決定了你能儲存多大的程式diskaccesstime=seektime+rotationtime+transmissiontime211.3系統範例CD-ROM能儲存650MB的資料，它很適合用來發授商用套裝軟體。48x是它的速度EIDE為enhancedintegrateddriveelectronics，它代表硬碟和其