《大学计算机基础教程》第11章主要涵盖了计算机系统的基础知识,包括计算机系统的基本组成、硬件系统的各个组件、软件系统的基本概念以及计算机的工作原理。以下是详细的解析:
1. 计算机系统的基本组成:
计算机系统由硬件系统和软件系统构成。硬件系统包括主机和外部设备。主机通常包括主板、CPU、内存、驱动器和接口卡,而外部设备包括显示器、键盘、鼠标等。
2. 主机硬件系统:
- 主板:主板是计算机的基石,连接所有主要部件,包括CPU、内存、扩展插槽等。主板类型和性能直接影响计算机整体性能。
- CPU(中央处理器):CPU是计算机的核心,由运算器和控制器组成。运算器处理数据,控制器协调计算机各部件工作。CPU的性能指标包括主频(时钟频率)和数据传输的位数(字长),主频越高,运算速度越快。
3. 内存:
内存分为ROM(只读存储器)和RAM(随机存取存储器)。ROM中存储固定的程序和数据,即使断电也不会丢失;RAM用于临时存储运行中的程序和数据,断电后数据会丢失。内存性能指标包括速度和容量。
4. 外部设备:
- 显卡、声卡、网卡:显卡负责图像处理,声卡处理音频,网卡则用于网络通信。
- 显示器:根据显示技术,显示器分为不同种类,性能指标包括分辨率、刷新率等。
- 存储设备:如硬盘、光盘、U盘,它们有不同的存储容量和读写速度。
5. 软件系统:
- 系统软件:如操作系统,管理硬件资源,提供服务给应用软件。
- 应用软件:满足用户特定需求的程序,如办公软件、图像处理软件等。
6. 计算机的工作原理:
- 冯·诺依曼模型:计算机采用存储程序方式工作,程序和数据预先存放在内存中,由CPU按顺序执行。
- 局部性原理:CPU访问内存时,往往连续访问同一区域,为此引入了Cache,提高数据访问速度。
- 三级存储体系:由CPU缓存、主存和辅存构成,逐层提供存储空间,平衡速度与容量。
7. 数据表示:
- 数值数据:在计算机中以二进制形式表示,不同位数(字长)影响精度和范围。
- 西文字符:通常使用ASCII码表示。
- 汉字:在计算机中常用Unicode或GBK编码表示。
总结来说,本章内容全面介绍了计算机系统的基本构造,从硬件到软件,从数据表示到计算机的工作方式,为理解计算机运作打下了坚实的基础。对于学习计算机科学的学生来说,这是必不可少的知识。