第2章 计算机系统的硬件

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第2章计算机系统的组成

第2章计算机系统的组成
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2.2 计算机硬件系统

输 入 设 备 备 设 出

1.1 计算机硬件
2. 2. 1
微型计算机的硬件组成
微型计算机硬件系统由主机和常用外围设备两大部分 组成。 组成。 主机由中央处理器(CPU)和内存储器 和内存储器(ROM,RAM)组 主机由中央处理器 和内存储器 组 用来执行程序、处理数据, 成,用来执行程序、处理数据,主机芯片都安装在一 块电路板上,这块电路板称为主机板(主板)。 )。为了 块电路板上,这块电路板称为主机板(主板)。为了 与外围设备连接, 与外围设备连,在主机板上还安装有若干个接口插 槽,可以在这些插槽上插入不同外围设备连接的接口 用来连接不同的外部设备。 卡,用来连接不同的外部设备。 主机与外围设备之间信息通过两种接口传输。 主机与外围设备之间信息通过两种接口传输。一种是 串行接口,如鼠标;一种是并行接口,如打印机。 串行接口,如鼠标;一种是并行接口,如打印机。
常用的总线结构有: 常用的总线结构有: (1)ISA总线 ) 总线 (2)MCA总线 ) 总线 (3)EISA总线 ) 总线 (4)VESA总线 ) 总线 (5)PCI总线 ) 总线
2. 2. 2
微型计算机的常见外设
微型计算机常用外围设备有显示器、键盘、 微型计算机常用外围设备有显示器 、 键盘 、 鼠标器 及外存储器。外存中常用的有硬磁盘(硬盘) 及外存储器 。 外存中常用的有硬磁盘 ( 硬盘 ) 、 软 磁盘(软盘)和光盘。 磁盘 ( 软盘 ) 和光盘 。 如果需要还可以根据用户的 要求配置打印机、绘图仪、投影仪; 要求配置打印机 、 绘图仪 、 投影仪 ; 同时为了联网 还可以配置调制解调器等通信设备。 ,还可以配置调制解调器等通信设备。 微机用键盘按照按键个数多少可分为84键 微机用键盘按照按键个数多少可分为 键、101键、 键 104键等几种,目前广泛使用的是 键等几种, 键等几种 目前广泛使用的是101键、104键标准 键 键标准 键盘。这两种键盘一般可分为四个区域: 键盘 。 这两种键盘一般可分为四个区域 : 主键盘区 功能键区、编辑键区、小键盘区(数字键区) 、功能键区、编辑键区、小键盘区(数字键区)。

第2章 计算机网络的硬件系统

第2章 计算机网络的硬件系统
计算机网络的硬件系统由多个关键组件构成,包括服务器、工作站、网络接口卡、通信电缆、集线器、中继器、网桥、路由器、网关、交换机、调制解调器和共享设备等。服务器作为网络的核心,主要运行网络操作系统,控制和协调网络中各工作站的工作,同时存储和管理网络中的共享资源。工作站通常是普通的PC机,用于执行用户任务。网络接口卡提供工作站与网络的连接。通信电缆负责传输数据。集线器和中继器用于增强局域网内的信号传输。网桥、路由器、网关பைடு நூலகம்交换机则负责在不同网络之间转发数据,实现网络的互联。调制解调器用于在模拟信号和数字信号之间进行转换,以便在不同类型的传输介质上传输数据。最后,共享设备如打印机、UPS等,可供网络中的多个用户共享使用。

第2章_微型计算机硬件基础

第2章_微型计算机硬件基础

2.2

微机主机系统
微型计算机主机系统通常被封装在主机箱内。 主要包括主板总线、微处理器(CPU)、内存储器 系统、输入输出接口等4个部分。制成一块或多块 印刷电路板,称为主机板,简称主板(Mainboard),
2.2.1 主板

主板又叫母板或系统板,如果把CPU看成是计 算机的大脑,那么主板就是计算机的身躯。是一个 插槽的集合体,也是整个硬件系统的平台,微机的 各个部件都要直接插在主板上或通过电缆连接在主 板上,它上面的一组组的细金属线就是总线的物理 体现。主板的中心任务是维系CPU与外部设备之间 能协同工作,不出差错。在控制芯片组的统一调度 之下,CPU首先接受各种外来数据或命令,经过运 算处理,再经由PCI或AGP等总线接口,把运算结果 高速、准确地传输到指定的外部设备上。

Hale Waihona Puke 现代微型计算机中的多总线结构示意图如图2.5 所示。图中的“北桥”、“南桥”是控制芯片组的 两个部分。



3.外部总线 (1)RS-232 C总线 RS-232 C 是 美 国 电 子 工 业 协 会 ( EIA,Electronic Industry Association)制定的一种串行物理接口标 准。RS是英文“推荐标准”的缩写,其中232为标识 号,C表示修改次数。 (2)RS.485总线 RS.485串行总线标准可以满足通信距离要求为几十 米到上千米的场合。RS.485采用平衡发送和差分接收, 因此具有抑制共模干扰的能力。加上总线收发器具有 高灵敏度,能检测低至200 mV的电压,故传输信号能 在千米以外得到恢复。RS.485用于多点互连时非常方 便,可以省掉许多信号线。应用RS.485可以联网构成 分布式系统,其允许最多并联32台驱动器和32台接收 器。

第2章计算机硬件及其安装-2-主板

第2章计算机硬件及其安装-2-主板

2.1.2 主板
2.1.3 内存 2.1.4 显卡与显示器
2.1.5 声卡和音箱
2.1.6 网卡 2.1.7 外部存储器
2.1.8 机箱和电源
2.1.9 键盘和鼠标
2.1.2 主 板
主板又称母板(Mother Board),位于主机箱底部。
主要作用:为CPU、内存、显卡、声卡、硬盘及光驱 等设备提供稳定的运行平台。
2.1.2.1 主板构成
5、PCI-E插槽
PCI-E X1 PCI-E X16
2.1.2.1 主板构成
5、PCI-E插槽 目前,PCI Express最高标准是PCI-E 2.0。PCI-E 2.0插槽能向下兼 容PCI-E 1.0和PCI-E 1.1标准的扩展卡。 PCI-E 1.0带宽为256 MB/s,PCI-E 2.0带宽提高了一倍即512 MB/s, 因此X16 PCI-E 2.0数据带宽理论值可达到8 GB/s。
2.1.2.1 主板构成
2、内存插槽
2.1.2.1 主板构成
2、内存插槽
2.1.2.1 主板构成
2、内存插槽
返回
2.1.2.1 主板构成
3、AGP插槽 AGP(Accelerated Graphics Port,图形加速端口)插槽是显卡插 槽。AGP不是总线,是点对点的连接,它使控制芯片与AGP显卡直 接相连。它在主内存与显卡间提供的直接通道,允许图形数据直接 送入显示子系统,从而实现了图形的高性能描绘。 AGP工作模式主要有:AGP 1x、AGP 2x、AGP 4x、AGP 8x等。 AGP 1x带宽为266 MB/s,AGP 8x带宽为1x的8倍,即2132 MB/s。
此外,X1扩展卡可以插入X4、X8等插槽,即较短的PCI-E卡可以 插入较长的PCI-E槽中使用。

第二章 计算机系统

第二章 计算机系统
9
图2.2 计算机组成结构图
• 1. 运算器 • 运算器由算术逻辑单元(Arithmetic and Logic Unit ,ALU)、累加器、状态寄存器、通用寄存器组等组成。算 术逻辑运算单元的的主要功能是算术运算和逻辑运算。 ※ 算术运算是指各种数值运算,比如:加、减、乘、除等。 ※ 逻辑运算是进行逻辑判断的非数值运算,比如:与、或、 非、比较、移位等。 • 计算机运行时,运算器的操作和操作种类由控制器决定。 运算器处理的数据来自存储器;处理后的结果数据送回存 储器或暂存在运算器中的寄存器。
表2.2 内、外存特点对比
• (1)内存储器 • 内存储器(简称内存)包括高速缓存(Cache)和主存储 器,主存储器又包括随机存储器(Random Access Memory, RAM )和只读存储器(Read only Memory,ROM )。计算 机运行前,程序和数据由输入设备或外存送入内存,运算 开始,内存不仅要为其他部件提供信息,而且要保存运算 的中间结果和最终结果。 • CPU只与内存直接交换数据,内存的性能与容量直接影响 计算机的运行速度。
第2章 计算机系统
• • • •
2.1 2.2 2.3 2.4
计算机发展历程 计算机系统概述 微型计算机硬件组成 平板电脑
4
2Hale Waihona Puke 1 计算机发展历程20世纪中期以来,电子技术迅速发展,计算 机所采用的元器件经历了电子管、晶体管、集成 电路(IC)和超大规模集成电路(VLSI)四个阶 段,当今计算机技术正朝着巨型化、微型化、网 络化和智能化方向发展。表2.1是对计算机各个 发展阶段的概括。从目前计算机的研究情况可以 看到,未来计算机将有可能在超导计算机、光子 计算机、生物计算机、量子计算机等方面的研究 领域上取得重大的突破。

七年级信息技术 第2章计算机硬件组成课件 青岛版

七年级信息技术 第2章计算机硬件组成课件 青岛版

2.4.2 光存储设备
一切采用光盘作为数据存储介质的设备统一被称 为光存储设备(简称光驱)。目前,光驱的种类很多, 根据光盘的存储技术可以将其分为CD光盘驱动器和 DVD光盘驱动器两大类。根据光盘是否可擦写的特性, 光驱又分为普通光驱(即只能读取,不能写入)和刻录 机(可读可写)两种。按照光驱与主板连接接口的种类, 又可以将其分为IDE接口光驱、SATA接口光驱、SCSI 接口光驱和USB接口光驱,其中除了USB接口光驱属于
2.2.1 主板类型
按照主板的结构,可以将其分为AT主板、Baby AT主 板、ATX主板、一体化(All in One)主板和NLX主板等类 型。随着计算机技术的发展,一些结构的主板已经逐渐退出 市场,下面将主要介绍一下常见的ATX结构主板和NLK结构 主板。
ATX主板:ATX主板是在AT主板和Baby AT主板的基
: 1.Intel Intel公司是目前世界上最大的CPU生产
厂商,下面我们将对市场Intel公司的主流CPU产品进行简
单介绍
Core2 E6700(酷睿2 E6700)
Celeron 440(赛扬440)
2.AMD:AMD是一家专门为计算机、通信和消费电
子行业设计和制造微处理器的芯片制造企业,是Intel在 CPU市场上的主要竞争对手。接下来,我们将来介绍一下 目前AMD的主流CPU产品。
2.扫描仪:扫描仪是一种高精度、光电一体化的高科技产品, 用户通过扫描仪能够将图片、胶片,以及各类图纸图形和文 稿输入到计算机中,以便计算机对这类信息进行处理。
3.数码摄像头与耳麦:数码摄像头与麦克风已经成为用户在 网络媒体交互中不可缺少的输入设备。用户可以通过数码摄 像头拍摄数字影像信息,而麦克风则可以向计算机中输入声 音数据。

计算机公共基础—计算机系统组成

计算机公共基础—计算机系统组成

第2章 · 计算机系统组成
计算机的主要指标
字 长: 数据总线的宽度,表示计算机一次处理 数据的二进制的位数。 存储容量:主存储器单元的多少,受限于CPU的地 存储容量:主存储器单元的多少,受限于CPU的地 址总线。 主 频:计算机在统一的时钟节拍下工作,时钟的 频率为主频。单位时间(s)内发出的脉冲数。 频率为主频。单位时间(s)内发出的脉冲数。
主板
CMOS芯片 主板电池 ISA插槽 控制芯片 PCI 插槽 AGP插槽 硬盘接口插座 Stocket7 CPU插座 主板CACHE 串行口插座 软驱接口插座 PS/2鼠标插座 键盘插座 内存插槽 主板电源插座 并行口插座
第2章 · 计算机系统组成
PC机外设接口
第2章 · 计算机系统组成
中央处理机(CPU) 中央处理机(CPU)
第2章 · 计算机系统组成
CPU的外观
第2章 · 计算机系统组成
主存储器——内存
内存器件采用的是半导体存储器,其特点是速度 快、功耗低,但价格相对较高。在计算机中有两类: RAM、ROM。 RAM、ROM。 1. 随机存取存储器 RAM:既可读又可写, RAM:既可读又可写, 断电后信息丢失。 2. 只读存储器 ROM:只能读不能写, ROM:只能读不能写, 断电仍然能够保持数据。
第2章 · 计算机系统组成
硬盘驱动器
盘片 磁头第2章 · 计算机系 Nhomakorabea组成光盘存储器
光盘(Optical Disk)是利用激光进行读写信息的圆 光盘(Optical Disk)是利用激光进行读写信息的圆 盘。光盘存储器系统是由光盘片、光盘驱动器和光 盘控制适配器组成。
第2章 · 计算机系统组成
光盘的速率和 速率和容量 速率和

计算机系统的硬件概要

计算机系统的硬件概要
(4)时序部件(TU) 在机器主频的触发下产生一定频率的时标信号,以控制一系列 微操作的执行顺序。如将上述的传送指令(MOV R2,R1)和加法指 令(ADD R2,R1)所需要的微操作安排在T1~T4的时间中,如下表所 示:
时标 MOV R2, R1 微操作 T1 T2 T3 R1→A MOV M3→DBU5 微命令 C15 C20 C23 ADD R2, R1 微操作 R1→A R2→B ADD M3→DBU5 微命令 C15 C17 C21 C23
这些标志可用作控制程序走向 的条件。 C7~C23:微操作控制信号。
(2) 运算器的工作原理 以两种操作为例,说明运算器的工作原理。 (1)传送操作:MOV R2 RI ;R2 ←(R1) 为实现该操作,控制器将通过控制总线(CBUS)发 出下列控制信号:
· C15,使R1中的数据通过M2到A
· C20,使A端输入的数据不经任何处理从ALU输出。 · C23,使R1的各位数据直送到数据总线DBUS的对应 位数据线上。 · C8,将数据总线DBUS上数据打入R2寄存器
设IR为16位,其中操作码占5位,则可编码的指令种类最 多为25 = 32种,剩下11位为地址码,其寻址范围为 211 = 2K。
(3)指令译码器(ID)
用来实现对指令操作码的译码,以识别本条指令所要执行的操 作是什么操作,并“告诉”操作控制部件,以便由该部件发出完成 该操作所需要的微操作控制信号。
2
80286
1982.5
20
16
24
3
80386
1985.10
40
2.1.3
序 号
中央处理器(CPU)结构举例
推出年 代
主频 (MHz ) 数据 线 (位) 地址 线 (位)

第2章 微型计算机系统的组成

第2章  微型计算机系统的组成

第2章 微型计算机系统的组成
4) 小键盘区(数字/全屏幕操作键区) 该键区的键位多数分为上、下档。与字符键区的 操作不同的是,小键盘上、下档键的输入是通过数字 锁定键〈Num Lock〉来控制转换的。
第2章 微型计算机系统的组成
2. 鼠标器
鼠标器(Mouse)的主要用途是用来定位光标或完 成某种特定的输入。常用的鼠标器有两种:机械式和 光电式。二者仅在控制光标移动的原理上有所不同, 在使用方面没有什么区别。 鼠标器分为三键(PC)鼠标和两键(MS)鼠标, 如图2.5所示。各按键的功能可以由所使用的程序来定 义。在不同的程序中使用鼠标器,其按键的作用可能
第2章 微型计算机系统的组成
1) 数据总线(DB)
数据总线用来传送数据信息,是双向总线。 2) 地址总线(AB) 地)
控制总线用来传送控制信号、时序信号和状态信 息等。
第2章 微型计算机系统的组成
2.1.2 微型计算机常用的外部设备
通常用各类指令的平均执行时间和相应指令的运行比
例综合计算,作为衡量微机运行速度的标准。目前微 机的运行速度已达200 MIPS~300 MIPS。
第2章 微型计算机系统的组成
3. 时钟频率(主频)
时钟频率是指CPU在单位时间(秒)内发出的脉 冲数。通常,时钟频率以兆赫(MHz)为单位。时钟 频率越高,其运算速度就越快。 4. 内存容量 内存一般以KB或MB、GB为单位。内存容量反映 了内存储器存储数据的能力。存储容量越大,其处理 数据的范围就越广,并且运算速度一般也越快。
第2章 微型计算机系统的组成
2. 打印机
打印机是微机系统中常用的设备之一。打印机在 微机系统中是可选件。利用打印机可以打印出各种资 料、文书、图形、图像等。根据打印机的工作原理, 可以将打印机分为3类:针式打印机、喷墨打印机和激 光打印机,如图2.7所示。

914414-大学计算机基础-第2章 计算机系统的基本组成

914414-大学计算机基础-第2章 计算机系统的基本组成
教育信息技术中心
输出设备---显示器
按使用技术的不同,显示器可分为CRT显示器和LCD显示器两种,CRT显示 器的完整名称是“阴极射线管显示器”。在CRT显示器中,纯平显示器为用 户首选。LCD显示器即液晶显示器,具有图像显示清晰、体积小、重量轻、 便于携带、能耗低和对人体辐射小等优点,但价格比CRT显示器高。
教育信息技术中心
输入设备---鼠标
鼠标 全称:显示系统纵横位置指示器,因
形似老鼠而得名“鼠标”(港台作滑鼠)。 “鼠标”的标准称呼应该是“鼠标器”,英 文名“Mouse”。鼠标的使用是为了使计算机 的操作更加简便,来代替键盘那繁琐的指令。
鼠标从出现到现在已经有40年的历史了。
教育信息技术中心
输入设备---鼠标---历史
为了解决某些具体问题而由用户自己或第三方软件公 司开发的软件,能满足用户的特殊需要。 可分为:通用型应用软件和专用型应用软件
计算机数据处理发展到高级阶段而出现的专门对数 据库进行集中处理的软件,它负责数据库的定义、 建立、操作、管理和维护。
数据库(DB)
DBS
数据库管理系统(DBMS)
FoxPro、SQL Server、SyBASE、Oracle等。
数据库应用程序
用户
数据库 应用程序
DBMS
DB
教育信息技术中心
应用软件
❖按功能可分为:
只读型光盘(CD-ROM)、可写一次型光盘(CD-R)、可擦 写型光盘(CD-RW)。
常见的光盘是只读式光盘(CD-ROM),即只能读出信息而 不能写入信息,存储量可达约650MB,DVD光盘一般比较 大,4.7G、8.5G。
❖光盘的特点:存储容量大、价格低、信息保留时间长、可靠 性高等优点。

第2章 计算机网络的硬件系统

第2章  计算机网络的硬件系统
• 为了保证网络服务器的可靠性,应对服务器采取一些保护措施。 有效的方法是在一个服务器上安装两套硬盘系统,网络操作系统控 制将数据同时写入这两套硬盘中,目前大多数服务器均采用这种方 法保证数据的完整性。 更进一步的方法是网络服务器采用容错机或在网络中安装两台相同 的网络服务器。
2020/10/17
多处理器服务器
• 现今网络发展得愈来愈复杂,信息量愈来愈大,在一个网络中,网 络服务器存放着所有的共享信息,这就要求具有相当大的存贮容量 。所以,在配备网络服务器时的重要考虑是其硬盘的扩充能力。
• 由于局域网的规模及信息量越来越大,对网络服务器的处理速度提 出了更高要求,影响网络服务器响应速度的主要因素是:共享硬盘 的存取速度,硬盘控制卡的传输速率,网络服务器的内存访问速度 ,服务器CPU的处理能力以及服务器中安装的网络接口板(NIC)的速 度。实际上,提高网络服务器响应速度最关键的是要提高其硬盘的 访问速度,其次应考虑选用处理速度快的CPU及内存。

有源
对信号可再生和放大,工作站到集线器之间的
距离可达600米。


智能
具有有源集线器的全部功能外,还提供网络管 理、智能选择网络传输通路等功能。
2020/பைடு நூலகம்0/17
HUB的使用示例
2020/10/17
2.3.2 可级联式集线器
这种集线器可以将多个集线器进行级联,以 扩大端口数目。当多个可级联式HUB级联后,传 输速度会大大降低,级联一般最多只能级连4个集 线器。集线器提供双绞线的RJ-45接线口数目是 选择集线器的重要指标。目前的集线器有8、12 、16、24、32个端口的各种产品。集线器端口数 量的选择取决于将要连接的服务器和工作站的数 量。当然在选择时,应留有一定的余地,便于以 后扩展。

第2章 微型计算机系统的组成

第2章  微型计算机系统的组成

第2章微型计算机系统的组成2.1 微型计算机系统的基本组成微型计算机系统包括硬件系统和软件系统,如图2.1所示。

硬件系统是看得见、摸得着的实体部分;而软件系统是为了更好地利用计算机而编写的程序及文档。

它们之间的关系犹如一个人的躯体和思想一样,躯体是硬件,思想则是软件。

图2.1 微型计算机系统结构图几乎所有的微型计算机都把主机部分、软盘驱动器、硬盘驱动器及电源等封装在主机箱内。

从外观上看,有卧式、立式和笔记本等几种机型。

典型的微型计算机如图2.2所示。

图2.2 微型计算机照片计算机硬件的基本功能是接受计算机程序的控制,并实现数据输入、运算、数据输出等一系列根本性的操作。

虽然计算机的制造技术从计算机出现到今天已经发生了很大的变化,但在基本的硬件结构方面,却一直沿袭着冯·诺伊曼的传统框架,即计算机硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大基本部件构成。

图2.3列出了一个计算机系统的基本硬件结构。

实线代表数据流,虚线代表指令流,计算机各部件之间的联系就是通过这两股信息流动来实现的。

原始数据和程序通过输入设备送入存储器,在运算处理过程中,数据从存储器读入运算器进行运算,运算的结果存入存储器,必要时再经输出设备输出。

指令也以数据形式存于存储器中,运算时指令由存储器送入控制器,由控制器控制各部件的工作。

由此可见,输入设备负责把用户的信息(包括程序和数据)输入到计算机中;输出设备负责将计算机中的信息(包括程序和数据)传送到外部媒介,供用户查看或保存;存储器负责存储数据和程序,并根据控制命令提供这些数据和程序,它包括内存(内存储器)和外存(外存储器);运算器负责对数据进行算术运算和逻辑运算(即对数据进行加工处理);控制器负责对程序所规定的指令进行分析,控制并协调输入、输出操作或对内存的访问。

下面分别对其各部分进行介绍。

2.2 微型机的硬件系统2.2.1 微型机的硬件设备1. 主板主机由中央处理器和内存储器组成,用来执行程序、处理数据,主机芯片都安装在一块电路板上,这块电路板称为主机板(主板)。

第二章 计算机控制系统的硬件设计

第二章 计算机控制系统的硬件设计
第2章 计算机控制系统的硬件设计
2020/7/25
计算机控制系统的硬件组成框图
1
一个计算机控制系统是一个复杂的软硬件结合体。 硬件是软件的运行平台,硬件系统设计的好坏直接影 响整个计算机控制系统的性能优劣。
硬件系统的设计主要包括:
(1)根据控制要求和运行环境选择合适的主机系统。 包括主机模式、实现人机对话的输入装置和输出装置。
的区别在于工作方式不同: (1)计算机控制系统采用中断处理方式 (2)PLC控制系统采用循环扫描的方式
2.PLC控制系统的发展 (1)继电器逻辑控制系统发展而来 (2)通信功能不断增强,PLC与PLC、计算机互联 (3)在线组态、编程和下载 (4)具备了集散控制系统的形态
2020/7/25
8
PLC原理框图
2020/7/25
6
二、可编程序控制器(PLC)
以微处理器为基础,综合了计算机技术、自动 控制技术和通信技术的一种工业控制装置,
它具有体积小、功能强、程序设计简单、维护方 便等优点。专门为在工业环境下应用而设计的。ຫໍສະໝຸດ 2020/7/257
1.PLC控制系统与一般计算机控制系统的区别 PLC控制系统与一般计算机控制系统相比,最大
1.嵌入式微控制器(MCU)
嵌入式微控制器(Microcontroller Unit,简称MCU)
一般以某种微处理器内核为核心,根据某些典型的应
用,在芯片内部集成了ROM/EPROM、RAM、总线、
总线逻辑、定时/计数器、看门狗、I/O口、串行口、
脉宽调制输出、A/D、D/A、FLASH RAM、EEPROM
(c)模块化结构
图8-15 PLC结构形式图
2020/7/25
11

大学计算机基础 第2章 简明教程(补充硬件部分)

大学计算机基础 第2章 简明教程(补充硬件部分)
第二章 计算机基础知识
2.1 计算机系统概述
2.2 计算机硬件系统和工作原理 2.3 计算机软件系统 2.4 微型计算机硬件组成
1
2.1 计算机系统概述
硬件
软件 系统软件 应用软件
计算机系统=硬件系统+软件系统
2
计算机系统的组成
CPU 主机
内存
运算器 控制器 随机存储器(RAM) 只读存储器(ROM) 高速缓冲存储器(Cache)
17
常用高级语言
Fortran语言 1954年推出,适用于科学和工程计算。 COBOL语言 是面向商业的通用语言,1959年推出,主要用于数 据处理,随着数据库管理系统的迅速发展,很少使用。 Pascal语言 结构化程序设计语言,1968年推出,适用于教学、科 学计算、数据处理和系统软件等开发,目前已被C语言取代. C与C++语言 1972年推出C语言,1983年加入面向对象的概念, 改名为C++。语言简练、功能强,适用面广。 BASIC语言 初学者语言,1964年推出;1991年微软推出可视化的 、基于对象的VisualBasic开发环境,发展到现在的开 发环境,则是完全面向对象、功能更强大。 Java语言 一种新型的跨平台的面向对象设计语言,1995年推出, 适用于网络应用 .
18
语言处理程序
在所有的程序设计语言中,除了用机器语言编制的程序能够
被计算机直接理解和执行外,其他的程序设计语言编写的程
序都必须经过一个翻译过程才能转换为计算机所能识别的机 器语言程序,实现这个翻译过程的工具是语言处理程序,即
翻译程序。用非机器语言写的程序称为源程序;通过翻译程
序翻译后的程序称为目标程序。翻译程序也称为编译器。针 对不同的程序设计语言编写出的程序,有各自的翻译程序, 互相不通用。

第二章 计算机硬件与软件概要

第二章 计算机硬件与软件概要
外存按存储介质分为磁表面存储器和光存储器。 外存储器包括软盘、硬盘、光盘。

内存中存放的是程序和数据,从形式上看,均为二进
制数,一般将每一位二进制数叫做一个二进制位(bit),
8 个二进制位记做一个字节( byte ),每一个内存单元
中存放一个字节的信息。内存容量就是指它所能包含的
内存单元的数量,通常以字节为单位。 1024 ( 210 )字 节记做1KB,220字节记做1MB,230字节记做1GB。
常用的输入设备有 : 键盘、鼠标器、扫描仪、光笔等。
四、 输入设备(INPUT DEVICE)
输入设备与主机之间需通过接口连接。
设置接口的原因:
① 输入设备大多数是机电设备,传送数据的速度远 远低于主机,因而需用接口作数据缓冲。 ② 输入设备表示的信息与主机不同 ③ 接口可以向主机报告设备运行的状态,传达主机 的命令
第二章
计算机硬件结构及工作原理
一个完整的计算机系统由硬件系统和软
件系统两大部分组成。
硬件系统:指计算机的物理实体,是可以看得见、摸得着的部件的
总称 ,它通常指计算机中的电子线路和物理装置Eg:显示器、机箱等。
软件系统:指计算机的逻辑实体,是计算机接
受输入、产生输出、存储数据和处理数据的程序的 总称。 Eg:win2000/xp、office等。
操作系统——控制和管理软硬件系统 资源;提供用户与计算机之间的接口
五大部 件之一——运算器
运算器的任务是对信息进行加工处理。
算术逻辑单元 累 加 器
ALU——运算
暂存操作数和运算结果。
运算器
状态寄存器 通用寄存器
存放算术逻辑单元在工 作中产生的状态信息。 暂存操作数或数据地址。

第二章 计算机系统基础

第二章 计算机系统基础

目前常用的办公软件有Microsoft公司的Microsoft
Office和我国金山公司的WPS Office。
(2)多媒体制作软件
多媒体制作软件是用于录制、播放、编辑声音
和图形图像等多媒体信息的一组应用程序。 处理声音的软件 Wave studio、Mixer 处理图形图像的软件AutoCAD、PhotoShop 动画制作软件Flash、3DS Max
汇编语言: 第二代计算机程序设计语言 最接近机器指令的一种语言 用便于人们记忆的符号来替代机器指令的操 作码
注意:CPU不能直接理解和执行用汇编语言编写的程 序,必须通过汇编程序将汇编语言的指令翻译成机 器语言指令表示的目标程序才能被机器理解和执行。
例2.2 A=15+10的汇编语言程序如下:
(3)Internet服务软件
Internet服务软件主要包括:
浏览器
电子邮件软件
文件传输软件
(4)娱乐与学习软件 CAI(Computer Assisted Instruction)计算机辅 助教学。
2.1.2 计算机基本工作原理
指令是能被计算机识别并执行的的二进制代码,完成一种操作。
指令
数(位宽)
字长:单位时间内能一次处理的二进制的位数。 通用寄存器的位数:等于字长
BIOS芯片:存有与该主板搭配的基本输入输出系统 程序,能够让主板识别各种硬件,还可以设置引导系 统的设备,调整CPU外频等。 北桥芯片:主板芯片组中起主导作用的最重要的组成 部分,负责与CPU的联系并控制内存、AGP、PCI数 据在北桥内部传输。 芯片组的名称就是以北桥芯片的名称命名的,例如 Intel 875芯片组的北桥芯片是82875P。
外部设备
输入设备(鼠标、键盘等)
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CPU发展
Pentium II:1997年将多媒体技术 摆上台面的CPU 赛扬/奔3:1999年多事之秋!至强齐聚首 Pentium 4:2000年空前强大经久不衰的 系列CPU Itanium :2001年 里程碑似的64位时 代到来 Pentium M :2003年 移动、网络、节 能的铁骑 双核处理器:2005年开创双核处理器 新纪元
如地址寄存器所提供的地址码为“000100”,则选中存储体的第4号存储单元。
数据寄存器(MDR)
数据寄存器由若干为触发器组成,用来暂时存放从存储单元中读出的数据 (或指令),或暂存从数据总线来的即将写入存储单元的数据。 数据寄存器的宽度(W)应该与存储单元的长度相匹配。
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第2章
计算机系统的硬件
计算机系统的硬件
3. 主存储器的主要技术指标 P61
存储容量
一般指存储体所包含的存储单元数量(N),通常称为“实际装机容量” 存储器容量越大,所能存放程序和数据就越多,计算机解题能力就越强。
存取时间和存储周期
是表征存储器工作速度的两个技术指标。 取数时间(TA)是指存储器从接受命令到被读出数据稳定在数据寄存器( MDR)的输出端所需之时间。 存储周期(TMC )是指两次独立的存取操作之间所需的最短时间。通常, TMC要比TA时间长。
主存储器是能 由 CPU直 接 编 程 访问的存储器, 它存放需要执行 的程序与需要处 理的数据。 只能临时存放 数据,不能长久 保存数据。
随机访问; 工作速度快; 具有一定的存 储容量
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主存储器的组成框图器 P59
地址总线,传送 指令和操作数的 地址码 DBUS 数据总线,传 送读出/写入数据
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第2章
计算机系统的硬件
80386:1985年带领我们进入32位时代的CPU
80486:1989年首尝RISC性能提升4倍的CPU Pentium:1993年第一款与数字无关的CPU Pentium Pro:1995年首款为服务器设计CPU
4004:Intel历史上的首款微处理器 8008:最早的家用电脑使用的CPU 8086:1978年确立x86地位创造商业奇迹 的CPU 80286:1982年俗称“286”CPU
包含了 EPROM的全部功能, 而在擦除与编程方面更加方 便 . 这 就 使 E2PROM 比 EPROM 有更大的灵活性和更广泛的 适应性
ROM的分类
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第2章
计算机系统的硬件
4004
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第2章
计算机系统的硬件
8008
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第2章
计算机系统的硬件
8086和8088
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第2章
计算机系统的硬件
80286
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第2章
计算机系统的硬件
80386芯片
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第2章
计算机系统的硬件
第2章
计算机系统的硬件
本章要点与学习要求:
CPU的组成和技术指标 (熟悉)
主存储器的组成和技术指标 (掌握) 辅助存储器的分类和特点 (熟悉)
输入输出设备的分类
输入输出控制方式 指令系统和总线 计算机的系统结构
(掌握)
(掌握) (熟悉) (了解)
第2章
2.1 2.2
计算机系统的硬件
中央处理器(CPU) 主存储器
教学章节
2.3 2.4 2.5
辅助存储器
输入/输出系统 计算机的整机结构
第2章
计算机系统的硬件
2.1-2.2 中央处理器、主存储器 教学目的:
学习计算机硬件装置中的中央处理器的组成及简单工作原理 学习计算机存储系统中的主存储器的组成及简单工作原理
教学重点:
运算器; 控制器; 主存储器的组成 CPU、主存储器的主要技术指标
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第2章
计算机系统的硬件
CPU的安装视频演示
P3装CPU
装CPU和风扇
装CPU电源线
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第2章
计算机系统的硬件
例1:计算机硬件系统中最核心的部件是(
A)主存储器 B)CPU C)磁盘
)。
D)输入/输出设备
分析:计算机的硬件由五个部分组成,分别是输入设备、输出设备、存储器、运算

第2章
教学 引入
计算机系统的硬件
我们知道,人身体中最重要的器官是大脑 和心脏,那么计算机最重要的部件是什么?
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第2章
计算机系统的硬件
CPU 的 组 成 P46 运算器:进行算术运算和逻辑运算。 控制器:对指令进行分析译码,产生控制信号 CPU 的主要功能 P46 实现数据的算术与逻辑运算 实现取指令、分析指令和执行指令操作的控制 实现异常处理及中断处理等。
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第2章
计算机系统的硬件
CPU的主要性能指标(序)
高速缓存:是可以进行高速数据交换的存储器,它先于内存于CPU 交换数据。
L1高速缓存:存取速度比一般内存快3~8倍。L1缓存也称片内缓存,容量 一般在64KB ~ 218KB之间。 L2高速缓存:通常做在主板上,目前有些CPU将二级缓存也做到了CPU芯片 内。容量一般在512KB ~ 1024KB之间,有的甚至在1M以上。
存取速率
单位时间内主存与外部 (如CPU) 之间交换信息的总位数 C
1 T MC W
可靠性
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用平均故障间隔时间MTBF来描述,即两次故障之间的平均时间间隔。
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第2章
计算机系统的硬件
2.2.2 半导体存储器 P62 半导体存储器的分类(按材料分)
双极型TTL:高速.
单极型MOS:容量大、集成度高、制造简单、成本低、功耗小应用广泛。
地址寄存器(MAR):
地址寄存器由若干个触发器组成,用来存放访问存储器的地址。 地址寄存器的长度(即位数)应该与寄存器的容量相匹配。
如寄存器的容量为1K,这地址寄存器的长度至少为2i=1K,即i=10。
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第2章
计算机系统的硬件
各组成部分功能 (序) 地址译码和驱动器
实现对地址寄存器所提供的地址码进行译码,经驱动器的电流放大“选中 ”某一存储单元。
双极型TTL:高速
单极型MOS:容 量大、集成度高、 制造简单、成本低 功耗小应用广泛
ROM中一旦有了信息,就不能轻易改变,也不会
在掉电时丢失,是只供读出的存储器。 结构简单,所以位密度比可读写存储器高 具有非易失性,所以可靠性高
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第2章
计算机系统的硬件
这 类 ROM 的 内 部 信 息 是由用户按需要写入的, 但只允许编程一次
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第2章
计算机系统的硬件
2.2.2 半导体存储器 P62
随机存储器(RAM) 只读存储器(ROM)
可以读出、也可以写入; 随机存取,意味着存取任一 单元所需的时间相同; 当断电后,存储内容立即消 失,称为易失性
按材料 分 类
按存取 分类
ROM
Text in RAM here
器和 控制器。 其中运算器和控制器合在一起又称为中央处理器(CPU), CPU是计 算 机硬件系统中最核心的部件。
结论:答案应选 B)
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第2章
计算机系统的硬件
2.2 主存储器
定义
分类
地位
要求
计算机存储 器是存放数 据和程序的 设备
主存储器:,也称内 存,存储直接与CPU 交换的信息,由半导 体存储器组成。 辅助存储器:也称 外存,存放当前不立 即使用的信息,它与 主存储器批量交换信 息,由磁带机、磁盘 机及光盘机组成。
80486芯片
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第2章
计算机系统的硬件
Pentium
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第2章
计算机系统的硬件
Pentium Pro
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第2章
计算机系统的硬件
Pentium II
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第2章
计算机系统的硬件
Celeron(赛扬)处理器
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第2章
计算机系统的硬件
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简化的运算器结构图 P46
算术逻 辑单元
多路选 择器
标志寄 存器
通用寄 存器
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第2章
计算机系统的硬件
运算器的基本工作原理 P48
运算器的基本功能: 算术运算和逻辑运算
(1)传送操作:MOV R2,R1 控制器将发出下列有效信号 R1→ A=1 Mov=1 Si→DB=1
Pentium III
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第2章
计算机系统的硬件
Pentium 4、Celeron
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第2章
计算机系统的硬件
Itanium
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第2章
计算机系统的硬件
Pentium M
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第2章
计算机系统的硬件
双核处理器
Core Yonah 65nm核心照片
组成
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