電腦硬體概論 電腦分類 電腦速度 CPU相關技術 記憶體相關技術 輔助儲存設備相關技術 輸出、輸入設備相關技術 硬體發展趨勢

Slides:



Advertisements
Similar presentations
第七章 半导体存储器 《数字电子技术》7.1 概述 7.2 只读存储器( ROM ) 7.5 用存储器实现组合逻辑函数 7.4 存储器的扩展 7.3 随机存储器( RAM ) 7.6 集成芯片简介及应用举例.
Advertisements

電腦工作原理 教學投影片.
第一章 多核概述 使用多核了吗? 摩尔定律——芯片的晶体管数量每一年半左右增长一倍。 处理器性能不断提高主要基于两个原因:
第二章 微型计算机系统 第一节 基本术语和基本概念 第二节 计算机系统的基本构成 第三节 微机系统的硬件组成 第四节 微机系统的软件组成.
第四章 存储系统 4-1 存储系统概论 4-2 RAM(随机读写存储器) 4-3 ROM(只读存储器) 4-4 高速缓冲存储器(Cache)
電腦基本概念 Basic Computer Concept 林信鋒 教授 國立東華大學資訊工程系
組裝電腦DIY 前言:提供基礎的電腦零件組裝教學,對於個人電 腦零件有基本的認識、並有組裝零件使電腦能運 行的能力、能親手 升級自己想要的零件、及基 本的簡易判斷無法開機的原因;最後並提供實做,親手DIY將電腦組裝起來並安裝作業系統。 對象:對電腦組裝沒概念或一知半解者;想要能自己解決電腦無法開機,或是能自己升級想要的專屬電腦配備;可以當家庭的電腦醫生不想電腦一碰到問題就叫修花錢者;自己是電腦軟體方面的工作者,想要增加自己的競爭實力.
Strata PC HTE硬件技术工程师 第一章 桌面计算机系统组件.
Foundations of Computer Science
最新計算機概論 第3章 計算機組織.
第二章 计算机硬件基础 --微型计算机硬件的组成.
第2章 主机 李渊林 本章要点   CPU 主板 2.3   内存 2.4 机箱和电源.
复习回顾 2.2 计算机硬件系统 2.1 计算机发展概述 1、芯片组的作用是什么? 1、计算机分为几代?主要元器件是什么?
计算机导论 第4讲 微型计算机硬件系统 1.
● 计算机组成与维护 外存储器 第5章 本章要点 硬盘、光驱、移动硬盘的组成 硬盘、光驱的性能指标 外存储器的使用.
輔助記憶體.
電腦基本架構 電腦的使用與保養 電腦系統元件 電腦的儲存裝置 輸入裝置 輸出裝置
主題五 CPU Learning Lab.
電腦硬體介紹暨 個人電腦採購指引 2018/9/18.
資策會 南區資訊處 教育訓練中心 吳建興 個人電腦組裝 PC DIY 資策會 南區資訊處 教育訓練中心 吳建興
新世代計算機概論.
4.1内存在系统中的使用 4.2内存的分类 4.3内存的技术指标 4.4内存条的种类 4.5内存技术展望 4.6内存的选购
Chapter 5 電腦元件 目標---- 研讀完本章後,你應該可以: 閱讀有關電腦的廣告以及了解它的專業用語(行話)。
主讲教师:唐大仕 第5讲 计算机硬件 主讲教师:唐大仕
第 4 章 記憶單元.
第 2 章 中央處理單元.
電腦硬體基本介紹 國立高雄大學資訊工程學系 林士倫 2010/10/21.
記憶體的概況 張登凱.
電腦硬體.
第5章 中央處理單元與主記憶體 5-1 中央處理單元-CPU 5-2 主記憶體.
基本硬體介紹 1.主機板 2.CPU(運算中心) 3.記憶體(RAM-短暫記憶資料處) 4. 硬碟(HDD儲存資料處) 5.顯示卡(接螢幕)
CPU資料處理 醫務管理暨醫療資訊學系 陳以德 副教授: 濟世CS 轉
第 3 章 個人電腦的簡易組裝 DIY.
第一章 資訊新未來 計算機概論編輯小組.
第一篇 Unix/Linux 操作介面 第 1 章 Unix/Linux 系統概論 第 2 章 開始使用 Unix/Linux
CPU資料處理 陳以德 助理教授: 濟世CS 轉 2782
雲端運算的基石(4) 虛擬化技術實作(Win 8篇)
2-3 基本數位邏輯處理※.
第3章 電腦的組成與架構 3-1 電腦的基本架構 3-2 個人電腦的主機.
第五章 存储系统 半导体存储器概述 系统内存扩充 高速缓冲存储器 虚拟存储器 PC系列机中的主存储器 习题与思考 上一章 目 录 帮助
4.1 概述 4.2 主存储器 4.3 高速缓冲存储器 4.4 辅助存储器.
第 6 章 存储系统 6.1 概述 存储器的层次结构 存储器的分类 存储器的基本组成
第四章 存 储 器 4.1 概述 4.2 主存储器 4.3 高速缓冲存储器 4.4 辅助存储器.
5 Computer Organization (計算機組織).
雲端運算的基石(4) 虛擬化技術實作(Win 8篇)
如何為子女選購電腦 順德聯誼總會翁祐中學.
第一階段:一、電腦基本介紹 二、電腦故障排除 三、Window操作
第2章 電腦硬體的架構及功能.
单片机应用技术 项目一 循环彩灯装置 第2讲 51单片机的结构与引脚 《单片机应用技术》精品课程组 湖北职业技术学院机电工程系.
電腦內部是怎麼運作的 硬體簡介 劉俊毅.
计算机维修与维护 第三章 内存储器 教学目的: 教学重点(难点): 教学用具:各种类型内存储器若干 教学课时:2课时
第1章 單晶片微電腦概論.
雲端運算的基石(2) 虛擬化技術實作(XP篇─上)
第一章電腦硬體 1-3認識個人電腦.
電腦硬體選購 採購重點注意.
私立南山高中 信息組 電腦研習 電腦資料的備份 中華民國 99年4月20日 星期二.
Chap3 Linked List 鏈結串列.
第2章 计算机基本硬件介绍及选购 2.1 主板 2.2 中央处理器CPU 2.3 内存.
行動科技的應用 行動學習(Mobile Learning) 博物館導覽 視訊會議(Video conference) 健康監控、災害處理
第2章 電腦硬體的架構及功能.
第6章 存储器接口 6.1 存储器概述 6.2 半导体存储器 6.3 MCS-51单片机存储器扩展.
雲端運算的基石(1) 虛擬化技術簡介
How much do you know about your computer?
第七章 半导体存储器.
第3章 電腦的組成與架構 3-1 電腦的基本架構 3-2 個人電腦的主機.
一、簡介 電腦硬體設計:純硬體電路(hardware)及韌體電 路(firmware)兩種方式。
資料表示方法 資料儲存單位.
第 7 章 存储器.
Chapter 4 Multi-Threads (多執行緒).
Introduction to Mobile Computing
Presentation transcript:

電腦硬體概論 電腦分類 電腦速度 CPU相關技術 記憶體相關技術 輔助儲存設備相關技術 輸出、輸入設備相關技術 硬體發展趨勢 參考課本三、四、五章

電腦分類 超級電腦(supercomputer)、大型主機 (mainframe) 醫院主機、氣象用電腦、軍事用電腦 (迷你電腦)、工作站(workstation) IC設計、學校主機 個人電腦、筆記型電腦(notebook)、平板電腦 (Tablet PC) PDA(個人數位助理,Personal Digital Assistant)、PDA手機 (內嵌式電腦) 電視遊樂器、印表機、汽車、洗衣機、手機內也 常常有電腦

電腦速度(一) 「電腦速度」,真正的指標是電腦解決問題的時 間(有時難以量度),一般有以下的幾種參考指標: CPU clock rate:目前最高大約是3-4G MIPS(million instructions per second) MFLOPS(每秒鐘百萬次浮點運算) 註:浮點運算:13.7 x 0.07 這類的運算 以上這些指標,過度重視CPU的表現,而忽略了 電腦整體的表現,其實IO以及記憶體速度也相 當影響電腦的速度。

電腦速度(二) 公認測試程式: SPEC (http://www.spec.org),測運算速度 TPC (http://www.tpc.org),測跑資料庫速 度 WinBench(http://www.winbench.com), 測PC速度 隨著電腦的硬體架構越來越複雜,電腦速度的問 題就越來越難以用單一指標來評定,常常必須視 電腦的用途來決定採用何種機器。 例如:Athlon和P4,Athlon整數運算比P4快,而浮 點運算比P4慢的狀況(大部分的辦公室工作用到的都是整 數運算)。

CPU相關技術(一) 匯流排寬度與處理器位元數(32、64位元) 指令Prefetch、內含Cache memory (隔壁書店的例子 ) 指令大多數是依序進行的 利用程式執行Locality (時間、空間)的特質來加 速 現在執行的指令與資料,等一下很可能會用到(時間) 目前執行的指令與資料附近的資料,等一下很可能會用到( 空間) RISC:精簡指令集電腦,透過將指令種類減少,以 增快每一個指令的執行速度。 CISC:複雜指令集電腦,透過大量的指令種類,以 減少解決問題所需的指令數量。

CPU相關技術(二) Cache memory CPU RAM Cache memory RAM 硬碟 Cache或Prefetch的觀念 學校 教室 世界 書店 Cache memory CPU RAM Cache memory RAM 硬碟 Cache或Prefetch的觀念

CPU相關技術(三) 平行處理: Pipeline: 類似工廠輸送帶 Super Scalar:一次可以執行兩個以上的指令 SMP:一台機器有兩個以上相同的CPU SIMD:同一個指令下達給一群硬體一同工作 Vector machine:一個指令直接處理一組資 料 VLIW(EPIC):一次直接對很多不同的執行單元 下命令 亂序執行、分支預測 A=B+1 C=A x 3 D=B x 4 E=B-6 Super scalar: 3 out of order: 2

CPU相關技術(四) origin pipeline SIMD Super Scalar Vector machine

CPU相關技術(五) VLIW(EPIC) SMP

CPU相關技術(六) Hyper Threading:同時執行多執行緒的程式 (想成一個CPU晶片裡面有兩個以上的CPU) Multi-Core:一個CPU晶片裡面真的有兩個以 上的CPU(每個Core裡面還可以是Hyper Threading)。 散熱問題:散熱片、散熱風扇、導熱管、水冷 Power問題:自動降速 SpeedStep技術、 Cool'n' Quiet技術

記憶體相關技術(一) RAM:隨機存取記憶體、可讀、可寫、記憶內容 關機就消失 DRAM:常常要充電、以免裡面的資料會漏電 遺失面積比較小、速度比較慢,一般用來做主 記憶體用。 所謂的DDR2-RAM、DDR-RAM、 SDRAM、FPRAM與EDORAM 只是在輸出 架構上略有差異。 SRAM:不必充電,不過比DRAM佔用較大空 間面積比較大、速度比較快,一般用來做 cache用。

記憶體相關技術(二) ROM:唯讀記憶體,記憶內容關機不消失 MaskROM:工廠做好,內容就固定 PROM:工廠做好之後,可以寫入一次(燒 斷保險絲) EPROM:寫入後可用紫外光抹除,再寫入 新內容 EEPROM:寫入後可用高壓電抹除再寫入 Flash memory(記憶卡):結構跟 EEPROM差不多。

記憶體相關技術(三) Cache:把慢速、容量較大的記憶裝置中的資 料暫存在快速、容量較小的記憶裝置中(節省 成本),以提昇整體的速度。 Virtual memory、Swap:把硬碟當成主記 憶體的一部份來使原來無法執行的大程式可以 在較小的主記憶體中執行。

輔助儲存設備相關技術(一) 軟碟:5.25吋、3.5吋、ZIP,容量較低、較 慢、壽命短(磁頭直接接觸碟片) 硬碟:幾片塗著磁氧化物的鋁盤(未來會變成 玻璃盤),以讀寫頭來讀寫上面的資料。讀寫 頭是低空飛行在碟片上(可能發生墜毀)。 儲存資料的方法:sector、cylinder 溫徹斯特磁碟:透過密閉的方式來防止微塵 影響讀寫。 抽換式硬碟、硬碟抽換盒 RAID(磁碟陣列):組合多個硬碟以達成 加速資料存取或維護資料安全的功能 課本第四章

輔助儲存設備相關技術(二) Sector cylinder track

輔助儲存設備相關技術(三) 硬碟規格:容量、轉速、平均搜尋時間、控制協 定(IDE、SCSI、SATA)。 IDE 硬碟價廉、消耗CPU運算能量,適合個人 電腦使用。Serial ATA 介面是主流 SCSI硬碟價昂,但適合多人多工環境使用。 光碟:CDROM、CD-RW、DVD、DVD-RW 、DVD+RW 磁帶:DAT、DLT Flash memory:隨身碟、記憶卡 記憶卡總類繁多,差異多半在輸出入電路,內 部構造差不多

輸出、輸入設備相關技術 輸入:鍵盤、滑鼠、軌跡球、觸摸式螢幕、數 位筆、手寫輸入、語音輸入 輸出: 螢幕:LCD、CRT技術 印表機:點矩陣列表機、噴墨列表機、雷射 列表機、熱轉印列表機 語音、音效輸出(FM合成、Wave Table) 繪圖機 參考網頁: http://big5.tomshardware.com/ 課本第五章

硬體發展趨勢 摩爾定律:每18到24個月晶片單位面積的電晶體 容量增加一倍。 IC製品會快速發展、功能增加(CPU、RAM) 普遍說起來硬體發展速度較軟體快 如果不使用太過繁重的應用(如3D的電動玩具) ,現在一般的PC已經能滿足大多數人的需要。 一般辦公室用途,大約10G之硬碟容量即足夠。 過去硬碟密度大約一年增加一倍,目前較緩。 筆記型電腦、PDA手機漸成主流。