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计算机硬件基础第1章资料

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Vcc
电阻值—〉 电压值—〉
运算、存
电压值
二进制
储、显示等
Ro
电信
Ui
号转 接口
R
换电
电路
计算机

2020/9/11
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计算机硬件技术基础
第一章 计算机数字电路基础
1.1、数字量与数字运算基础
2、数字量
数字量:是一种在时间上或空间离散的,不连续,随机发生在某一 瞬间,数字大小和变化都是以某一最小数量的整数倍为单位。
易于硬件实现计算 例如: Y=A•B (A=1,B=1,F=1 否则为0) Y=A+B (A=0,B=0,F=0 否则为1)
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计算机硬件技术基础
3、逻辑代数
第一章 计算机数字电路基础
2)逻辑代数的基本运算
逻辑加:Y=A+B 0+0=0;1+0=1;0+1=1;1+1=1
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计算机硬件技术基础
主要知识点:
1. 掌握计算机电路本质:逻辑运算、逻辑电路、 时序电路、指令。
2. 计算机硬件的构成与工作原理。 3. CPU:控制器、运算器、寄存器。 4. 内存:硬件扩展结构 5. 总线:结构与工作原理 6. 输入/输出;串行接口、并行接口;通用和专
用。 7. 外设:输入/出设备;专用设备、通用设备
1、逻辑电路与逻辑运算关系
•由输入通过各种逻辑关系,产生结果并输出的 过程,称为逻辑运算过程(也成为逻辑控制)。
•由这些数字构成的运算称为逻辑运算;由基本 逻辑运算关系组成(简单、复杂的逻辑关系)。
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计算机硬件技术基础

第一章计算机硬件ppt

第一章计算机硬件ppt

第一章计算机硬件组成与工作原理1.1计算机硬件的基本结构1.2常用输入设备1.3常用输出设备1.4外存储器1.5计算机基1.6微型计算机系统的配置及主要技术指标士1・1・1计算机系统的组成■计算机系统包括计算机硬件和计算机软件两大部劳。

>硬件,是指构成计算机的物理设备,也称硬设备。

软件,是指计算机系统中的程序、数据以及开发、使用、维护程序所需文档的集合。

硬件是计算机系统的基础,软件是计算机系统的灵魂。

■计算机系统的组成如图2・1所示。

r 运算器[控制器 只读存储器(ROM ) 随机存取存储器(RAM )r 输入设备(键盘、鼠标器、数码相机、扫描仪等)'外部设备 < 输出设备(显示器、打印机、音箱等)I 外存储器(硬磁盘、软磁盘.优盘、光盘等)r 中央处理器 J (CPU )I 内存储器硬件系统计算机系统厂操作系统语言处理程序(系统软件系统服务程序「编译程序\解释程序I 汇编程序监控.检测程序 编辑程序 〈装配程序 调试程序 其他服务程序V 数据库管理系统文字处理软件 表格处理软件 实时控制软件 辅助设计软件等1.1.2计算机硬件的基本组成运算器和控制器合在一起称为CPU ( Central Processing Unit 冲央处 理器),它是计算孤的核心。

存储器分为内存储器(简捺内存)和外 存储器(简称外考)两种。

CPU 、内存储器、总线等构成了计算机的 “主机”。

输入设备和输出设备简称I/O (Input/Output )设备。

I/O 设备和外存储器等通常隊为计算轨苗“外部丧备”,简称“外设”。

■图2-2是计算机硬件组成的示意图。

部传别 本,分基连‘ 个互类 五线三 备总成臺分出系型 输过类和通号备件信设部按入大线 输五总。

、这统线 器。

系总 储件些制 存部这控、大。

和器五墓 信总制址、算篮器计和、專址线 运也地总由:据机成据数图2・2计算机硬件组成示意图『出坟备与存储器之间旳数 0微机中的中央处理器又称为微 处理器,例如,Intel 公司的Pentium i 奔腾5处理器。

第1章计算机硬件基础知识精品PPT课件

第1章计算机硬件基础知识精品PPT课件
Intel推出的双核心处理器有PentiumD和 PentiumExtremeEdition ,以及Core 2 Duo系列,性能 很强大 。
AMD推出的双核心处理器分别是双核心的Opteron系列 和全新的Athlon64X2系列处理器。
1.3.2 CPU接口类型
CPU和主板连接的接口主要有两类:一类是卡式接口, 称为SLOT;另一类是针脚式接口,称为Socket。常见 CPU接口类型有: Socket 775 Socket 754 Socket 939 Socket 940
1.3 CPU与风扇
CPU是英文“CentralProcessingUnit”的缩写,中文意 思是“中央处理器”。CPU是一块超大规模集成电路芯片, 内部有几千万个到几亿个晶体管元件组成的十分复杂的电 路,其中包括运算器、寄存器、控制器和总线(包括数据、 控制、地址总线)等。
1.3.1 常见CPU分类
1.2.3 内存支持
1.支持内存类型。 2.支持内存传输标准 3.支持内存最大容量 4.内存插槽
1.2.4 接口/插槽
从直观上看,主板带有多个接口和插槽,为了方便主板 与硬盘、显卡等部件通信,这些接口和插槽必须与相关部 件的接口相对应。
PCI接口 AGP接口 PCIExpress接口 扩展接口 硬盘接口
1.北桥芯片 北桥芯片的功能主要是负责控制内存和CPU之间的通信;
整合型芯片组的北桥芯片还集成了显示核心,便于显卡数 据在北桥芯片内部进行传输;在主板的布局上,北桥芯片 离处理器的距离最近,其目的也是为了便于北桥芯片与处 理器之间的数据传输。
2.南桥芯片
南桥芯片是主板芯片组的重要组成部分,一般位于主板 上离CPU插槽较远的下方,PCI插槽的附近。南桥芯片不 与处理器直接相连,而是通过一定的方式与北桥芯片相连。 它的功能主要是负责I/O总线之间的通信

【精品】清华大学-计算机硬件技术基础ZGP1

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教学思想: 本班同学大部分来自非电类系,加上我们学时较少 (仅32学时),重点应在以拓宽同学们的知识面 为主(泛讲),很多环节不能做过多的和深入的 展开。课堂教学也不全部灌输式教学,可能安排 一些设计、练习或讨论等。 欢迎同学们就教学方法提出宝贵的建议。 联系电话:73237(办) 地址: 西主楼2区305
对十六进制加、减运算,可化为二进制进行 运算,也可直接进行运算 例:06B3 H 0000 0110 1011 0011 B + 3D25 H + 0011 1101 0010 0101 B 43D8 H 0100 0011 1101 1000 B
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1.1.4 带符号数的表示法:
用最高有效位来表示数的符号。 0表示正数 1表示负数 对8位字长,D7为符号位 例:X=0100 0100b 表示为+44h,+68d X=1100 0100b 表示为-44h,-68d 机器数 真值
13
带符号数的表示: 1.原码表示:
符号 数值
X=+68,[X]原=0100 0100 X=-68,[X]原=1100 0100
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2.反码表示:
X=正数,[X]反=[X]原 X=负数,[X]反=[X]原中的符号位不变, 其余位按位求反 例:X=+1000100 则:[X]反=01000100 X=-1000100 则:[X]反=10111011
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1.1.3 二进制运算(算术、逻辑)
• 加、减、乘、除不介绍了,参考一下书上 内容。 `与`运算: 例: 1100 1001 ∧ 1011 0101 1000 0001
`或`运算: 例: 1100 1001 ∨ 1011 01011001 ⊕ 1011 0101 0111 1100

《计算机硬件知识》课件

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和读写速度,需要根据实际需求选择合存储器的发展趋势 Nhomakorabea4
适的设备。
存储器的发展趋势包括提高存储容量、 降低成本、加快读写速度等。
输入输出设备
键盘和鼠标
是计算机的主要输入设备,常用于文本编辑、浏览 网页等。
显示器和打印机
是计算机的主要输出设备,用于显示文本、图片和 视频等。
网络设备和外部存储器
用于实现计算机之间的通信和共享文件,常见的设 备有路由器、调制解调器和U盘等。
连线和电缆
将各个硬件设备连接到主板或电源上,实现数据传 输和电力供应。
中央处理器
CPU结构和原理
CPU的内部由运算器、控制器、缓存等部件组成, 负责执行各种指令。
指令集和指令执行过程
指令集是CPU能够执行的指令的集合,指令执行 过程包括取指、译码、执行等步骤。
操作系统对中央处理器的管理
操作系统可以对CPU进行管理和调度,确保多个 程序可以同时运行而不会互相干扰。
CPU的发展趋势
CPU的发展趋势包括提高处理速度、降低功耗、 增加核心数量等。
内存和存储器
1
内存的种类和分布
内存包括RAM和ROM两种,具有读写速
存储器的种类和分布
2
度快、易失性等特点。
存储器包括磁盘、固态硬盘和光盘等,
具有存储容量大、价格低等优点。
3
存储器的读写原理和速度
不同种类的存储器具有不同的读写原理
输入输出设备的接口和协议
不同的输入输出设备之间需要使用不同的接口和协 议进行连接和通信,如USB、HDMI等。
总线和外设控制器
总线的种类和结构 外设控制器的原理和作用 总线和外设控制器的发展趋势
总线是连接计算机各部件的传输通道,主要分为 系统总线、数据总线和地址总线。

计算机硬件基础PPT课件

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软件系统
系统软件
操作系统:Dos、Windows、UNIX、Linux、MAC OS X 语言处理程序:C、Pascal、FORTRAN、Visual BASIC 等 实用程序:诊断程序、排错程序等
应用软件
通用应用软件:办公软件、数据库管理系统、计算机辅助设计等
专用应用软件:如各企业的管理信息系统等
❖采用二进制表示数据与指令 ❖将程序实现存储到主存储器中,使计算机在 工作时自动的从存储器中读取指令和数据 ❖由于运算器存储器控制器输入设备和输出设 备五大基本部件组成计算机系统
焦点人物
1946年6月 美籍匈牙利人冯.诺依曼博士(Dr.Hohn von Neumann)
论文: 《计算机装置逻辑结构初探》
指令系统与汇编语言。
总线技术。
存储器。
输入/输出系统和中断系统。
接口电路(包含定时/计数器、
A/D和D/A转换器)。
外部设备。
.
2
计算机硬件技术基础 学习方法
学习难点:1.许多硬件知识没有实物对应, 比较抽象,逻辑性强。
2.一种新的思维模式。 3.硬件技术更新快,感觉所学
的硬件知识技术陈旧,无兴趣。
计算机硬件技术基础 学习方法
课程定位:计算机文化基础课程 面向对象:大学二年级以上学生或者学习 完
《计算机文化基础》、《电子技 术》等课程的学生。
学 时:48学时(讲课28学时,实验20 学时)
.
1
计算机硬件技术基础 学习方法
课程内容:计算机的发展简介。
计算机硬件技术基础知识。
CPU的结构与工作原理。
.
12
今天的计算机
小巧且便宜
1986年:1200纳米

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注:程序的执行过程示意图
②存储器
a. 内部存储器(主存) CPU能直接访问处理的存储器称为内部
存储器一般由半导体存储器组成。
注1:内存的容量是有限的。由CPU的地址 线引脚数决定。
例: 8086/8088 80286 80386
20条:存储容量220=1MB 24条:存储容量224=16MB 32条:存储容量232=4GB
e.输出设备:输出数据(程序),查看结 果
③组成框图
2.基本的概念术语
①中央处理单元:CPU a.运算器:
完成算术、逻辑运算(数值/信息)
b.控制器 (三个主要功能) ⒜执行指令,取指令,指令译码,执行。 都是在控制器时序控制下完成。
⒝控制程序、数据的输入和结果的输出
⒞对异常情况和特殊情况进行处理 Exception/Interupt
计算机硬件技术基础
张晓蕾 主编 人民邮电出版社
第一章 微型计算机系统概论
1.1节 微型计算机发展
一、计算机的发展阶段 1.第一代(1945年至1958年)电子管,几千
次/秒
2.第二代(1958年至1964年)晶体管,几十 万次/秒
注:见书上 P2 表1.1
3.第三代(1964年至70年代中)小规模集成 电路,几百万次/秒
进“1”
2. 八进制
3. 十六进制
二、计算机中数的表示
1.计算机中所有数据,都用二进制数表示。 (双稳态电路或元件)
2. 机器数:指一个数在计算机内被表示成 二进制的形式。 该二进制数称为这个机 器数的真值。
①有固定的位数。(值有范围,溢出)
②机器数能表示数的符号。(正、负)
③机器数中,可以用定点或浮点来表示小 数点的位置。

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放入光盘驱动器
软盘 1.44M〔72万汉字〕
安装在机箱内
硬盘 20G、30G、40G、
80G
弹出/封锁按钮
CD-ROM 光盘驱动器
CD-RW 光盘刻录机
DVD 光盘驱动器
容量单位
1Byte = 8 bit 1 KB = 210 Byte 1 MB = 210 KB 1 GB = 210 MB 1 TB = 210 GB 1 PB = 210 TB
1.2.2 微机硬件系统
1.主机 2.输入设备 3.输出设备
1. 主机
主机包括: -电脑主板 -CPU〔中央处置器,包括运算器和控
制器〕 -存储器:内存〔RAM和ROM〕和外存
〔硬盘、光盘等〕 -输入输出接口
ISA插槽
PCI插槽
主板
AGP插槽
对外衔接口 電源插槽 CPU插槽
电池 IDE接口
软驱接口
【例】将〔236〕D转换成二进制。 转换过程如图1-1所示。
2 2 36 2 118 2 59 2 29 2 14 27 23 21 0
…………… 0 …………… 0 …………… 1 …………… 1 …………… 0 …………… 1 …………… 1 …………… 1
二进制数的低位 二进制数的高位
1.2 微型计算机系统的组成
2.病毒的特性
病毒是一种程序,所以它具有程序的一切 特性,除此之外,它还具有隐蔽性、埋 伏性、传染性和破坏性。病毒通常的扩 展途径是将本身的具有破坏性的代码复 制到其他有用代码中,它的传染是以计 算机系统的运转及读写磁盘为根底的 。
3.病毒的分类
病毒按其危害程度,分为弱危害性病毒和 强危害性病毒;按其损害的对象来分, 可以分为引导型、文件型和网络型等。

002—第二章计算机硬件系统基础—1-PPT文档资料61页

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第2章 计算机硬件基础
与非门(NAND)
逻辑表达式: F=AB=A·B
逻辑门电路符号:
A
F
B
真值表:
ABF 001
运算规则: 有0就出1 0 1 1
101
110
第2章 计算机硬件基础
或非门(NOR)
逻辑表达式:F=A+B
逻辑门电路符号:
A
F
B
真值表:
ABF 001
运算规则: 有1就出0 0 1 0
第2章 计算机硬件基础
三、逻辑函数的化简
两种方法:代数化简法和卡诺图化简法 1、代数化简法:直接用逻辑代数的基本公式和 规则进行化简。 例: Y 1A B C D A B C D A
Y 4 B C D B D B C C D B B C C ( D D ) D B ( D D C )
逻辑函数的卡诺图是一个特定的方格图。图中的每一个小方格 代表了逻辑函数的最小项,且任意两个相邻小方格所代表的最 小项只有一个变量之差。
例:一个二变量卡诺图
AB
0
0
m0
1
m2
图形两侧标准的0和1表示使对
1
应小方格内最小项为1的变量
m1
取值,处在任何一列或一行两
m3
端的最小项也具有逻辑相邻性。
∴卡诺图是上下,左右闭合的图形。
100
110
第2章 计算机硬件基础
异或门(XOR)
逻辑表达式: F=A⊕B=AB+AB
逻辑门电路符号:
A
F
B
真值表: 运算规则: 相异得1
ABF 000 011 101 110
第2章 计算机硬件基础
同或门(XNOR)
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1.1.3 二进制运算(算术、逻辑)
• 加、减、乘、除不介绍了,参考一下书上 内容。 `与`运算: 例: 1100 1001 ∧ 1011 0101 1000 0001
`或`运算: 例: 1100 1001 ∨ 1011 0101 1111 1101
11Leabharlann `异或`运算:例:1100 1001 ⊕ 1011 0101 0111 1100
2. 实验提前准备好 , 予先写出实验予习报告 , 包 括 编好上机程序。实验完成后经老师检查认可,并在 予习报告上签字。 3.认真听课、复习、做实验,有部分同学开始感 到入门难。千万别等到期末总突击。 4.课程考核及总成绩构成: 期中、期末考试(开卷) 占50% 实 验 占20% 作 业 占20% 其 它 占10% 注:其它包括考勤、回答问题等
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2.ASCII码(美国标准信息交换码) 计算机处理的信息除数字外,还需处 理字母和符号,这些字符也用二进制编 码表示: D7 D6 D0
奇偶标志 (或填0) 编码
故 ASCII 码从 00 ~ 7FH,共 128 个。代 表 0 ~ 9 , ABC┄,abc┄,+,-,*,/┄ 等,参见P15页表1-4.
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为避免做减法,可写成: [X]补=28-1000100 =11111111+1-1000100 =(11111111-1000100)+1 =[X]反+1
计算机硬件技术基础
• 开课:电机工程与应用电子技术系 • 教师:刘建政 副教授
• 地址:二区305 • 电话:73237
1
计算机硬件技术基础
• 讲课:32学时 • 实验:15(5次实验,从第6周开始) • 教材:计算机硬件技术基础(第2版)
• 张菊鹏编 清华大学出版社 包括:实验指示书和习题集共3册
2
第1章 微机基础
1.1 计算机中的数制和编码 1.2 微型计算机的结构 1.3 8086/8088微处理器
本堂课作业:(计算机硬件技术基础习题集) 1-2(3);1-3(2)(4);1-4(2);1-5(3); 1-6(1)(5); 1-8(2)(3);1-9(1)(3); 1-12(1)(3)
对十六进制加、减运算,可化为二进制进行 运算,也可直接进行运算 例:06B3 H 0000 0110 1011 0011 B + 3D25 H + 0011 1101 0010 0101 B 43D8 H 0100 0011 1101 1000 B
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1.1.4 带符号数的表示法:
用最高有效位来表示数的符号。 0表示正数 1表示负数 对8位字长,D7为符号位 例:X=0100 0100b 表示为+44h,+68d X=1100 0100b 表示为-44h,-68d 机器数 真值
0000→0 0001→1 ┇ 1001→9 每一位十进制数用四位二进制编 码表示,故又叫二―十进制编码
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BCD码有两类:
一 类 叫 组 合 ( 或 叫 压 缩 ) 的 BCD 码 : 它用一个字节表示2位BCD码 例:(0110 1001)BCD → 69
另一类叫未组合(或叫非压缩)的BCD码:1 个字节只用低4位来表示BCD码,高4位为0 例:(0000 1000)BCD → 08
其余位按位求反
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3.补码表示: X=正数,[X]补=[X]原 X=负数,[X]补=2n-|X| 式中2n 为模,n为位数 例:X=-100 0100b 设n=8 [X]补=28d-100 0100b=1 0000 0000-100 0100 = 1011 1100b 1 0000 0000 ← 28 100 0100 1011 1100
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1.1 计算机中的数制和编码
1.1.1 常用进位计数制及其相互转换
• 十进制数: 0~9 逢十进位
• 二进制数: 0~1 逢二进位 例:1101.101B 以B结尾,表示二进制数
• 十六进制数:0~9,A~F 逢十六进位 例:0BF4H 以 H 结尾,表示十六进制数
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1.1.2 二进制编码
1.BCD码(又叫:二―十进制编码、8421码) 计算机中采用二进制,运算规律简单,但不 直观. 例:00111010B=? 又例:0.3万 0。01001100 ┄ 为此采用二进制数对十进制数编码
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带符号数的表示: 1.原码表示:
符号 数值
X=+68,[X]原=0100 0100 X=-68,[X]原=1100 0100
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2.反码表示:
X=正数,[X]反=[X]原 X=负数,[X]反=[X]原中的符号位不变, 其余位按位求反 例:X=+1000100 则:[X]反=01000100 X=-1000100 则:[X]反=10111011
• 参考书:
1.IBM-PC汇编语言程序设计 沈美明 等 清华出版社 2.微型计算机技术及应用(第二版) 戴梅萼 等 清华出版社 3.Barry B.Brey:The Inter Microprocessors 8086/8088,80186/
80188,80286,80386,80486,Pentium,and Pentium Pro Processor Architecture, Programming,and Interfacing. Fourth Edition
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教学思想: 本班同学大部分来自非电类系,加上我们学时较少 (仅32学时),重点应在以拓宽同学们的知识面 为主(泛讲),很多环节不能做过多的和深入的 展开。课堂教学也不全部灌输式教学,可能安排 一些设计、练习或讨论等。 欢迎同学们就教学方法提出宝贵的建议。 联系电话:73237(办) 地址: 西主楼2区305
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本课程是我校一门重点技术基础课,要求学会 计 算机硬件方面的最基本知识。 课程特点: 1.发展更新快 2.无理论推导、表面上容易,但繁琐 3.量大,学时少 4.难点在软件与硬件的结合,即控制软件 5.上机实验很重要 课程具体要求: 1.作业、实验报告按时交 每人准备 1 本作业纸 , 下周上课前由课代表将上 周作业收齐交到西主楼2区305。作业每次改一半 4 并进行登记,实验报告在下次实验前交。
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