計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)日期：}演講人：目錄計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)概述運(yùn)算器基礎(chǔ)知識(shí)控制器基礎(chǔ)知識(shí)控制器基礎(chǔ)知識(shí)存儲(chǔ)器基礎(chǔ)知識(shí)輸入設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)輸出設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)概述01計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)定義計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)是由電子、機(jī)械和光電元件組成的物理裝置，是計(jì)算機(jī)賴以工作的物質(zhì)基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)主要由輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、中央處理器、存儲(chǔ)器和外部設(shè)備等組成。定義與組成發(fā)展歷程計(jì)算機(jī)硬件從電子管、晶體管、集成電路到大規(guī)模集成電路等發(fā)展階段，體積不斷縮小，性能不斷提高。發(fā)展趨勢(shì)未來計(jì)算機(jī)硬件將向更高速、更智能、更微型化方向發(fā)展，同時(shí)會(huì)面臨量子計(jì)算、生物計(jì)算等新型計(jì)算技術(shù)的挑戰(zhàn)。發(fā)展歷程及趨勢(shì)馮·諾依曼體系計(jì)算機(jī)特點(diǎn)存儲(chǔ)器與運(yùn)算器分離馮·諾依曼體系中，存儲(chǔ)器用于存放程序和數(shù)據(jù)，運(yùn)算器用于進(jìn)行各種算術(shù)和邏輯運(yùn)算。程序預(yù)先存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)指令驅(qū)動(dòng)程序和數(shù)據(jù)都以二進(jìn)制形式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中，計(jì)算機(jī)按照程序自動(dòng)執(zhí)行。計(jì)算機(jī)按照程序中的指令逐條執(zhí)行，指令驅(qū)動(dòng)計(jì)算機(jī)進(jìn)行各種操作。123運(yùn)算器基礎(chǔ)知識(shí)02運(yùn)算器功能進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算，是計(jì)算機(jī)的重要組成部分。運(yùn)算器類型按照功能可以分為算術(shù)邏輯單元（ALU）、浮點(diǎn)運(yùn)算器、向量運(yùn)算器等。運(yùn)算器功能與類型運(yùn)算器性能指標(biāo)及評(píng)估方法運(yùn)算速度指單位時(shí)間內(nèi)完成的運(yùn)算次數(shù)，通常以MHz或GHz為單位。運(yùn)算精度指運(yùn)算結(jié)果的有效位數(shù)和舍入誤差。評(píng)估方法可以通過基準(zhǔn)測(cè)試程序、運(yùn)算時(shí)間、誤差率等指標(biāo)來評(píng)估運(yùn)算器的性能。CPU中的運(yùn)算器是中央處理器的重要組成部分，負(fù)責(zé)執(zhí)行各種指令中的運(yùn)算部分。獨(dú)立運(yùn)算器芯片如高性能浮點(diǎn)運(yùn)算器、向量運(yùn)算器等，通常作為協(xié)處理器或加速卡來使用。典型運(yùn)算器產(chǎn)品介紹控制器基礎(chǔ)知識(shí)03精益生產(chǎn)方式與傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的區(qū)別品質(zhì)控制手段精益生產(chǎn)方式通過品質(zhì)尋找、糾正和解決問題，而傳統(tǒng)生產(chǎn)方式則主要依賴最終檢驗(yàn)。緩沖區(qū)職工參與感與責(zé)任感精益生產(chǎn)方式消滅了（減少了）各種緩沖區(qū)，實(shí)現(xiàn)了零庫存，而傳統(tǒng)生產(chǎn)方式則存在大量庫存。精益生產(chǎn)方式注重職工的參與感和責(zé)任感，鼓勵(lì)職工提出改進(jìn)意見，而傳統(tǒng)生產(chǎn)方式則更注重上級(jí)的決策。123精益生產(chǎn)的特征精益生產(chǎn)方式注重品質(zhì)管理，通過不斷尋找、糾正和解決問題來提高產(chǎn)品質(zhì)量。品質(zhì)尋找、糾正和解決問題精益生產(chǎn)方式具有柔性，可以適應(yīng)小批量、單件流的生產(chǎn)方式，提高生產(chǎn)效率。精益生產(chǎn)方式可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品多元化，縮短產(chǎn)品周期、減小規(guī)模效益影響，提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。柔性小批量、單件流精益生產(chǎn)方式注重縮短產(chǎn)品投放市場(chǎng)的時(shí)間，將開發(fā)時(shí)間減至最小，以滿足客戶的需求。投放市場(chǎng)時(shí)間01020403產(chǎn)品多元化精益生產(chǎn)可以提高生產(chǎn)效率、減少浪費(fèi)、提高產(chǎn)品質(zhì)量和客戶滿意度，并增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)精益生產(chǎn)需要從生產(chǎn)流程、組織架構(gòu)、員工培訓(xùn)和企業(yè)文化等方面進(jìn)行全面改進(jìn)和優(yōu)化，包括推行5S管理、持續(xù)改進(jìn)、建立精益生產(chǎn)線等。同時(shí)，需要領(lǐng)導(dǎo)層的支持和全員參與，才能取得良好的效果。實(shí)現(xiàn)方式精益生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)與實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器基礎(chǔ)知識(shí)04存儲(chǔ)器分類及特點(diǎn)分析存儲(chǔ)器分類按照存儲(chǔ)介質(zhì)和存儲(chǔ)方式可以分為半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、磁表面存儲(chǔ)器和光存儲(chǔ)器等幾大類。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器特點(diǎn)讀寫速度快、體積小、重量輕、功耗低，但價(jià)格相對(duì)較高，常用于高速緩沖存儲(chǔ)器等。磁表面存儲(chǔ)器特點(diǎn)存儲(chǔ)容量大、價(jià)格較低，但讀寫速度相對(duì)較慢，常用于輔助存儲(chǔ)器。光存儲(chǔ)器特點(diǎn)存儲(chǔ)密度高、容量大、非破壞性讀出，但寫入速度較慢、價(jià)格較高，常用于光盤存儲(chǔ)等。主存儲(chǔ)器又稱內(nèi)存，是計(jì)算機(jī)主機(jī)的一個(gè)組成部分，用于存放當(dāng)前正在執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)，讀寫速度快，但斷電后數(shù)據(jù)會(huì)丟失。輔助存儲(chǔ)器又稱外存儲(chǔ)器，是計(jì)算機(jī)的外部存儲(chǔ)設(shè)備，存儲(chǔ)容量大，可以長(zhǎng)期保存數(shù)據(jù)，但讀寫速度相對(duì)較慢。區(qū)別主存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)主機(jī)的內(nèi)部存儲(chǔ)器，輔助存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)的外部存儲(chǔ)設(shè)備；主存儲(chǔ)器容量小，輔助存儲(chǔ)器容量大；主存儲(chǔ)器讀寫速度快，輔助存儲(chǔ)器讀寫速度慢。聯(lián)系主存儲(chǔ)器和輔助存儲(chǔ)器共同構(gòu)成計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)系統(tǒng)，它們之間可以相互轉(zhuǎn)換和補(bǔ)充，以提高計(jì)算機(jī)的性能和效率。主存儲(chǔ)器與輔助存儲(chǔ)器區(qū)別與聯(lián)系01020304新型存儲(chǔ)器技術(shù)展望具有非揮發(fā)性、讀寫速度快、功耗低等特點(diǎn)，未來有望取代傳統(tǒng)的硬盤存儲(chǔ)器。閃存存儲(chǔ)器利用磁阻效應(yīng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，具有速度快、功耗低、耐久性好等優(yōu)點(diǎn)，是未來存儲(chǔ)器技術(shù)的重要發(fā)展方向之一。利用量子力學(xué)的原理實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，具有存儲(chǔ)容量大、讀寫速度快、安全性高等特點(diǎn)，是未來存儲(chǔ)器技術(shù)的終極目標(biāo)之一。磁阻存儲(chǔ)器利用材料的相變特性實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，具有速度快、功耗低、可擦寫次數(shù)多等優(yōu)點(diǎn)，在未來存儲(chǔ)器市場(chǎng)具有廣闊的應(yīng)用前景。相變存儲(chǔ)器01020403量子存儲(chǔ)器輸入設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)05輸入設(shè)備定義輸入設(shè)備是向計(jì)算機(jī)或其他信息處理設(shè)備輸入數(shù)據(jù)的設(shè)備。輸入設(shè)備作用將人類可讀的信息或數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可識(shí)別的形式，以便進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)和輸出。輸入設(shè)備定義及作用闡述最常見的輸入設(shè)備之一，由按鍵組成，用于輸入字符、數(shù)字等信息，具有輸入速度快、準(zhǔn)確性高等特點(diǎn)。用于在屏幕上選擇、移動(dòng)和點(diǎn)擊對(duì)象，具有定位準(zhǔn)確、操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。用于將紙質(zhì)文檔或圖片轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式，具有高精度、高效率等特點(diǎn)。通過手寫識(shí)別技術(shù)將手寫字體轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可識(shí)別的格式，具有自然、靈活等特點(diǎn)。常見輸入設(shè)備類型及特點(diǎn)分析鍵盤鼠標(biāo)掃描儀手寫板輸入設(shè)備接口技術(shù)簡(jiǎn)介PS/2接口一種老式的鍵盤和鼠標(biāo)接口，已逐漸被USB接口取代。USB接口一種廣泛應(yīng)用的接口標(biāo)準(zhǔn)，支持熱插拔和即插即用功能，可連接多種輸入設(shè)備。藍(lán)牙技術(shù)一種無線通信技術(shù)，支持藍(lán)牙的設(shè)備可以無線連接輸入設(shè)備，提高了使用的便捷性。專用接口一些特殊輸入設(shè)備需要使用專用接口，如掃描儀的SCSI接口等。輸出設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)06輸出設(shè)備是計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)中的一種，將計(jì)算機(jī)處理后的信息轉(zhuǎn)換成人們可以識(shí)別或感知的形式，如文字、圖像、聲音等。定義輸出設(shè)備是計(jì)算機(jī)與用戶或其他系統(tǒng)之間的重要接口，用于將計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)和信息以用戶可理解的方式呈現(xiàn)出來。作用輸出設(shè)備定義及作用闡述常見輸出設(shè)備類型及特點(diǎn)分析顯示器是最常見的輸出設(shè)備之一，通過屏幕顯示文字和圖像。具有高分辨率、色彩鮮艷、顯示速度快等特點(diǎn)。打印機(jī)將計(jì)算機(jī)中的文檔、圖像等內(nèi)容打印到紙張上，具有打印速度快、打印質(zhì)量高、易于保存等特點(diǎn)。音響將計(jì)算機(jī)中的聲音信息轉(zhuǎn)換為聲波輸出，具有音質(zhì)好、音量可調(diào)、易于操作等特點(diǎn)。繪圖儀將計(jì)算機(jī)中的圖形或圖像信息輸出到紙張或其他介質(zhì)上，具有高精度、多色繪圖等特點(diǎn)。輸出設(shè)備接口技術(shù)簡(jiǎn)介一種常見的顯示接口，用于連接計(jì)算機(jī)和顯示器，支持高分辨率的視頻輸出。VGA接口一種數(shù)字視頻/音頻接口，可以傳輸高