1、本文所以内容来自 著名高校课件和学生笔记（校园里面经常见到有人高价买笔记）
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4、本课 属于办公自动化基础知识，适用于计算机基础课、办公自动化基础课、等级考试1B，
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1.2.1计算机系统的组成与工作原理
1.计算机硬件系统
电子计算机的硬件系统通常由输入设备、输出设备、存储器、运算器和控制器五大部
分组成。
①控制器
控制器是计算机的指挥中心。它根据程序执行时每条指令的要求，向存储器、运算
器、输入输出设备发出控制信号，控制计算机各部分自动地、有条不紊地进行工作。
②运算器
运算器是在控制器的控制下对存储器所提供的数据进行各种算术运算(加、减、乘、
除)、逻辑运算(与AND、或OR、非NOT)和其它处理(如存数、取数)的装置。
控制器和运算器是计算机的核心，合称为中央处理器(Central Processing Unit),简称CPU。
在微 型机中，采用大规模或超大规模集成电路技术将控制器和运算器集成在一块芯片
中，称作微处理器(MPU)。
③存储器
存储器是将程序及数据(包括原始数据、中间结果、最终结果)以二进制代码的形式存
储起来的装置。计算机的存储器可分为内存储器和外存储器两种。
⑴内存储器(简称内存)内存储器安装在主机板上，与运算器和控制器直接配合工作，存取信息的速度快，
但容量较小，价格较高。
⑵外存储器(简称外存)外存储器是为了弥补内存容量不足和长期存储信息而设的存储装置。如磁盘、磁带
硬盘、优盘等。外存的工作速度比内存慢，但容量大，价格低廉。
存储器能够存放的信息数量称为存储容量。存储容量的基本单位是字节(Byte)，1字
节(Byte)等于8位(bit)二进制代码。存储容量的常用单位有千字节(KB)、兆字节(MB)、
吉字节(GB)。 1KB = 1024B ≈1000B 1MB = 1024KB ≈1000000B 1GB = 1024MB ≈1000000000B
1TB＝1024GB ≈1000000000000B
④输入设备
输入设备是向计算机系统中输入原始数据和程序的装置。它的功能是将原始数据和程序
转换 成计算机能够识别的二进制代码，输送到存储器中保存起来，以便随时调用。常
用的输入设 备有键盘、鼠标器、光笔、光电扫描仪、磁盘机、磁盘带机等。
⑤输出设备
输出设备是将计算机处理后的数据转换成人们便于阅读的形式，并传送出来的装置。微
型机常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪、磁盘机、磁盘带机等。
2.计算机软件系统
软件系统是指使用和发挥计算机效能的各种程序和数据的总称。软件的种类很多，按
其功能及应用范围可分为系统软件和应用软件两类。
①系统软件
系统软件是用于计算机的管理、维护、控制、运行及语言编译处理的程序。可分为操作
系统、语言编译处理系统、数据库管理系统和工具软件四类。
②应用软件
应用软件是针对计算机在各个应用领域里的具体任务而编写的程序。可分为应用软件
包和用户程序。
3.计算机的工作原理(冯.诺依曼原理)
①计算机应包括控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备五大部件。②在计算机内部，指令和数据都以二进制数表示。③程序和数据存放在内存储器中，计算机在执行程序时，不需要人工干预，能自动、
连续地执行程序，得到预期的结果。
1.2.2 微处理器
1.微处理器的概念：
微处理器是微机的核心部分，又称中央处理器（Central Processing Unit),简称 CPU。CPU是一个结构极其复杂的电子元件，其内部结构可分为控制单元、逻辑单元和存储单元三部分。
2.CPU的技术指标：
（1）主频
也就是CPU的时钟频率，简单地说也就是CPU的工作频率。一般说来，一个时钟周期完成的指令数是固定的，所以主频越高，CPU的速度也就越快了。不过由于各种CPU的内部结构也不尽相同，所以并不能完全用主频来概括CPU的性能。至于外频就是系统总线的工作频率；而倍频则是指CPU外频与主频相差的倍数。用公式表示就是：主频=外频×倍频。
（2）工作电压
工作电压指的也就是CPU正常工作所需的电压。早期CPU（386、486）由于工艺落后，它们的工作电压一般为5V（奔腾等是3.5V/3.3V/2.8V等），随着CPU的制造工艺与主频的提高，CPU的工作电压有逐步下降的趋势，Intel最新出品的Tualatin核心Celeron已经采用1.475V的工作电压了。低电压能解决耗电过大和发热过高的问题。这对于笔记本电脑尤其重要。
（3）制造工艺
制造工艺虽然不会直接影响CPU的性能，但它可以可以极大地影响CPU的集成度和工作频率，制造工艺越精细，CPU可以达到的频率越高，集成的晶体管就可以更多。第一代奔腾 CPU的制造工艺是0.35微米， 最高达到266Mhz的频率，PII和赛扬是0.25微米，频率最高达到450Mhz。铜矿核心的奔腾Ⅲ制造工艺缩小到了0.18微米，最高频率达到1.13Ghz。最新Northwood核心的奔腾4 CPU制造工艺达到0.13微米，目前频率已经达到2.4Ghz，估计达到3Ghz也没有问题。在明年，Intel CPU的制造工艺会达到0.09微米。
（4）其它指标
1.L1高速缓存,2.L2高速缓存，3.流水线技术、超标量，4.协处理器或者叫数学协处理器，5.乱序执行和分枝预测。
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时 间 |
CPU名称 |
技 术 说 明 |
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1971年 |
4004处理器 |
4004含有2300个晶体管，功能相当有限，而且速度还很慢，被当时的蓝色巨人IBM以及大部分商业用户不屑一顾，但是它毕竟是划时代的产品，从此以后，INTEL便与微处理器结下了不解之缘 |
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1979年 |
8086处理器 |
内含29000个晶体管，时钟频率为4.77 MHz，地址总线为20位，可使用1MB内存。8088内部数据总线都是16位，外部数据总线是8位，而它的兄弟8086是16位。1981年8088芯片首次用于IBM PC机中，开创了全新的微机时代。也正是从8088开始，PC机（个人电脑）的概念开始在全世界范围内发展起来。 |
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1982年 |
80286处理器 |
该芯片比8086有了飞跃的发展，虽然它仍旧是16位结构，但是在CPU的内部含有13.4万个晶体管，时钟频率由最初的6MHz逐步提高到20MHz。其内部和外部数据总线皆为16位，地址总线24位，可寻址16MB内存。从80286开始，CPU的工作方式也演变出两种来：实模式和保护模式。 |
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1985年 |
80386处理器 |
它是第一种32位微处理器，而且制造工艺也有了很大的进步，与80286相比，80386内部内含27.5万个晶体管，时钟频率为12.5MHz，后提高到20MHz，25MHz，33MHz。80386的内部和外部数据总线都是32位，地址总线也是32位，可寻址高达4GB内存。当进入系统管理方式后，CPU就自动降低运行速度、控制显示屏和硬盘等其它部件暂停工作，甚至停止运行，进入"休眠"状态，以达到节能目的。 |
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1989年 |
80486处理器 |
这种芯片的伟大之处就在于它实破了100万个晶体管的界限，集成了120万个晶体管。80486 的时钟频率从25MHz逐步提高到33MHz、50MHz。 |
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1993年 |
奔腾（586）处理器
（AMD，K5） |
由于CPU市场的竞争越来越趋向于激烈化，INTEL觉得不能再让AMD和其他公司用同样的名字来抢自己的饭碗了，于是提出了商标注册，由于在美国的法律里面是不能用阿拉伯数字注册的，于是INTEL玩了个花样，用拉丁文去注册商标。奔腾在拉丁文里面是"五"的意思。INTEL公司还替它起了一个相当好听的中文名字--奔腾。奔腾的厂家代号是P54C，奔腾的内部含有的晶体管数量310万个，时钟频率由最初推出的60MHZ和66MHZ，后提高到200 MHZ。由于奔腾的制造工艺优良，因此赢得了586级CPU的大部分市场。值得一提的是，从奔腾75开始，CPU的插座技术正式从以前的Socket4转换到同时支持Socket 5和7同时支持，其中Socket 7还一直沿用至今。 |
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1996年 |
奔腾 Pro处理器 |
Pentimu Pro的内部含有高达550万个的晶体管，内部时钟频率为133MHZ，处理速度几乎是100MHZ的奔腾的2倍。Pentimu Pro的一级(片内)缓存为8KB指令和8KB数据。不过由于当时缓存技术还没有成熟，加上当时缓存芯片还非常昂贵，因此尽管Pentimu Pro性能不错，但远没有达到抛离对手的程度，加上价格十分昂贵，一次Pentimu Pro实际上出售的数目非常至少，市场生命也非常的短，Pentimu Pro可以说是Intel第一个失败的产品。 |
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1996年底 |
奔腾MMX处理器 （AMD，K6） |
MMX技术是INTEL最新发明的一项多媒体增强指令集技术，它的英文全称可以翻译"多媒体扩展指令集"。MMX是Intel公司在1996年为增强奔腾 CPU在音像、图形和通信应用方面而采取的新技术，处理多媒体的能力上提高了60％左右。MMX技术不但是一个创新，而且还开创了CPU开发的新纪元，后来的SSE，3D NOW！等指令集也是从MMX发展演变过来的。 AMD也推出了自己研制的新产品K6。CPU的性能得到了一个飞跃。特别值得一提的是他们的一级缓存都提高到了64KB，比MMX足足多了一倍，因此它的商业性能甚至还优于奔腾 MMX，但由于缺少了多媒体扩展指令集这道杀手锏，K6在包括游戏在内的多媒体性能要逊于奔腾 MMX。 |
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1997.5 |
奔腾Ⅱ处理器 （AMD，K6-2） |
频率有300、350、400、450Mhz。在奔腾Ⅱ里面，将750万个晶体管压缩到一个203平方毫米的印模上。奔腾Ⅱ只比奔腾 Pro大6平方毫米,但它却比奔腾 Pro多容纳了200万个晶体管。从而达到了X86前所未有的时钟速度。奔腾Ⅱ首次采用了最新的solt1接口标准 在1998年中，AMD推出了K6-2处理器，它的核心电压是2.2伏特，所以发热量比较低，一级缓存是64KB，更为重要的是，为了抗衡Intel的MMX指令集，AMD也开发了自己的多媒体指令集，命名为3DNow!。不过和奔腾 Ⅱ相比，K6-2仍然没有集成二级缓存，因此尽管广受好评，但始终没有能在市场占有率上战胜奔腾Ⅱ。 |
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1998年 |
早期Slot 1插座 Celeron处理器 |
Celeron可以说是Intel为抢占低端市场而专门推出的。AMD等中小公司在与Intel的抗争中打了个漂亮的翻身仗，也令Intel如芒刺在背。于是，Intel把奔腾 II的二级缓存和相关电路抽离出来，再把塑料盒子也去掉，再改一个名字，这就是Celeron。中文名称为赛扬处理器。为了降低成本，从Celeron 300A开始，Celeron又重投Socket插座的怀抱，但它不是采用奔腾MMX的Socket7，而是采用了Socket370插座方式，通过370个针脚与主板相连。从此，Socket370成为Celeron的标准插座结构，直到现在频率1.2Ghz的Celeron CPU也仍然采用这种插座。 |
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1999年初 |
Pentium III处理器 AMD的绝地反击--K7（Athlon） |
主频有450和500Mhz两种，更新了名为SSE的多媒体指令集，这个指令集在MMX的基础上添加了70条新指令，以增强三维和浮点应用，并且可以兼容以前的所有MMX程序。 不过平心而论，Katmai内核的奔腾III除了上述的SSE指令集以外，吸引人的地方并不多，因而性能提高的幅度并不大。不过在奔腾III刚上市时却掀起了很大的热潮，曾经有人以上万元的高价去买第一批的奔腾III。 K7采用0.25微米工艺，集成2,200万个晶体管，由于K7强大的浮点单元，使AMD处理器在浮点上首次超过了Intel当时的处理器。 |
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2000.11 |
第一代的Pentium4（Socket423）处理器 |
Pentium 4没有沿用PIII的架构，而是采用了全新的设计，包括等效于的400MHz前端总线(100 x 4), SSE2指令集，256K-512KB的二级缓存，全新的超管线技术及NetBurst架构，起步频率为1.3GHz。 |
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2002年 |
第二代的Pentium4（Socket478）处理器 |
和奔腾III一样，第一个Pentium4核心并不受到太多的好评，主要原因是新的CPU架构还不能受到程序软件的充分支持，因此Penti um 4 经常大幅落后于同频的Athlon，甚至还不如Intel自己的奔腾III。但在一年以后，Intel发布了第二个Pentium 4核心，代号为Northwood，改用了更为精细的0.13微米制程，集成了更大的512KB二级缓存，性能有了大幅的提高，加上Intel孜孜不倦的推广和主板芯片厂家的支持，目前Pentium4已经成为最受欢迎的中高端处理器。 |
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2002年 |
第三代Tunderbird核心的Athlon处理器 |
Tunderbird核心的Athlon不但在性能上要稍微领先于奔腾III，而且其最高的主频也一直比奔腾III高，1Ghz频率的里程碑就是由这款CPU首先达到的。不过随着Pentium4的发布，Tunderbird开始在频率上落后于对手，为此，AMD又发布了第三个Athlon核心--Palomino，并且采用了新的频率标称制度，从此Athlon型号上的数字并不代表实际频率，而是根据一个公式换算相当于竞争对手（也就是Intel）产品性能的频率，名字也改为AthlonXP。例如AthlonXP1500+处理器实际频率并不是1.5Ghz，而是1.33GHz。最后，AthlonXP还兼容Intel的SSE指令集，在专门为SSE指令集优化的软件中也能充分发挥性能。 |
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2002年 |
Duron处理器 |
在低端CPU方面，AMD推出了Duron CPU，它的基本架构和Athlon一样，只是二级缓存只有64KB。Duron从发布开始，就能远远抛离同样主攻低端市场的Celeron，而且价格更低廉，一时间Duron成为低价DIY兼容机的第一选择，但Duron也有它致命的弱点，首先是继承了Athlon发热量大的特点，其次是它的核心非常脆弱，在安装CPU散热器时很容易损坏。因此尽管在兼容机市场很受欢迎，但始终打不进利润最高的品牌机市场。 |
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2003年6月23日 |
Pentium4 HTT 3.2G |
6月23日，Intel正式发布了3.2GHz的Pentium 4处理器，再次刷新PC处理器频率的最高记录，也成为了Intel Pentium 4的旗舰产品。 这款的3.2G Pentium 4处理器依旧采用0.13微米铜互连的制作工艺，512KB的二级缓存，前端总线频率为800MHz，支持HyperThreading的超线程技术技术，3.2GHz是目前台式机中最高的处理器运行频率。 虽然在处理器的工作电压方面，3.2GHz和3GHz的Pentium 4均为1.550V，但是3.2GHz的设计功耗为82W，而3GHz则是81.9W |
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2003年11月 |
Pentium 4 eXtreme Edition ： |
Intel匆匆上马了这款变态级的处理器--Pentium 4 Extreme Edition（旧称P4 EE，现改成P4 XE 3.2，晶体为1.8亿 P4 3.2为0.55亿）。 P4XE搭载了超线程技术，运行在800MHz前端总线，频率为3.2GHz。它的杀手锏是高达2MB的三级缓存，缓存的运行速度和CPU核心频率保持同步。P4XE的二级缓存容量仍然保持了Northwood核心的512K。在奔腾系列处理器中，缓存是互相关联的，也就是说在P4XE中，L3 Cache直接为系统内存缓冲数据。L2 Cache速度更快，它只为L3 Cache缓冲数据。因此P4XE中为系统内存准备的缓存容量只有2MB，而不是2.5MB。 |
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2004年8月22日 |
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2003年9月23日 |
Athlon64 出击 |
AMD64包括了Athlon 64；Athlon 64 FX；Opteron：AMD64研发代号ClawHammer的Athlon 64，封装是Socket 754，Athlon 64 3200+ FSB频率是200MHz,10倍频，工作频率是2GHz。 AMD64fx代号SledgeHammer的Athlon 64 FX-51，Brand ID：9；它采用Socket 940封装，我们注意到Athlon 64 FX的Model为5，这点和Athlon 64的Model 4不一样。支持的指令集是一样的，FSB频率为200MHz，11倍频，主频是2.2GHz。 |
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2005年 |
Pentium D横空出世 |
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