计算机基础培训 计算机系统的组成

第三章计算机系统组成

3.1计算机的工作原理

3.1.1冯·诺依曼的设计思想

1)计算机内信息的表示采用二进制；

2)计算机应由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五个部分组成；

3)计算机之所以能自动运行，是因为计算机采用了存储程序和程序控制的工作原理。

3.1.2计算机系统的组成

→计算机系统的组成

一台完整的计算机包括硬件系统和软件系统两部分。

1、硬件

硬件是指物理装置。

⑴计算机硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大功能部分组成。

⑵其功能分别是：

①运算器/算术逻辑单元（ALU）：对各种数据进行算术运算和逻辑运算。

②控制器：发出控制信号，使计算机各部件有条不紊（协调一致）地工件。

③存储器：存储数据和程序。

④输入设备：用于接受用户输入的原始数据和程序。

➢常见的有：鼠标、键盘、扫描仪等

⑤输出设备：将计算机处理的结果，以人们能接受的形式输出。

➢常见的有：显示器、打印机、绘图仪、音箱等。

2、软件

软件是指程序及相关文档资料的总和。

➢裸机：只有硬件而没有任何软件的计算机

3、微机的性能指标

（1）字长

（2）内存容量

（3）存取周期

（4）主频

（5）运算速度

●可靠性、可维护性、可用性、兼容性、性价比

3.1.3计算机的工作过程

计算机的工件过程就是执行程序的过程：程序→内存→执行程序中的指令

执行指令的四个基本操作：取出指令→分析指令→执行指令→为执行下一条指令作准备

3.2计算机硬件及相关设备

3.2.1主板/母板/Motherboard/Mainboard

1、主板结构

（1）CPU插座（引脚式、卡式、触点式、针脚式等）

北桥芯片（位置、作用、散热片）

（2）芯片组

南桥芯片

SDRAM同步动态随机存储器（淘汰）（3）内存插槽DDR SDRAM双倍速率同步动态随机存储器（主流）

RDRAM（美国RAMBUS公司产品，从来没成为主流）

PCI插槽：连接声卡、网卡等设备

（4）扩展槽

AGP插槽：连接显卡

POST：自检程序

（5）BIOS（基本输入输出系统）

【属于ROM】SETUP：硬件管理和设置程序

CMOS（属于RAM）：用来保存计算机硬件参数和用户对某些参数的设定。

（6）Cache（高速缓冲存储器）：用于解决CPU和内存（RAM）之间速度不匹配的问题。

（7）硬盘/光驱插槽（IDE接口、SATA接口）

2、后面板接口

（1）PS/2绿色鼠标，紫色键盘

（2）并行接口（并口/打印接口/LPT）

（3）串行接口（串口/COM）

（4）RJ-45接口（板载网络接口）

（5）USB（通用串行总线）

3.2.2总线

1、定义

总线是计算机各种部件之间传递信息的公共通信干线。

2、分类：数据总线DB

按传输的信息分类地址总线AB

控制总线CB

3.2.3CPU（中央处理器）

1、CPU的结构和功能

CPU（中央处理器/中央处理单元）由运算器、控制器和寄存器组成。（1）运算器（算术逻辑单元ALU）

算术逻辑单元：算术运算、逻辑运算

累加器：存放累加结果

状态寄存器：存放状态信息

通用寄存器：存放地址

（2）控制器

指令寄存器：存放正执行的一条指令

指令译码器：（分析操作码、操作数（地址码））

程序计数器：指向下一条指令的地址

时序电路

控制电路

2、CPU的发展史

（1）CPU的品牌：

➢Intel（英特尔）、AMD（超威）、Cyrix（赛瑞克斯）三足鼎立

➢Intel一家独大

➢Intel、AMD分庭抗衡

●Intel的品牌：赛扬、奔腾、酷睿、安腾、凌动

●AMD的品牌：闪龙、速龙、羿龙、皓龙、炫龙

3、CPU的性能参数

（1）主频（时钟频率）

单位：MHz、GHz

主频＝外频×倍频

（2）外频（CPU的基准频率）

单位：MHz、GHz

（3）前端总线频率（总线频率）

作用：直接影响CPU与内存数据交换速度

数据带宽＝（总线频率×内存数据带宽）/8

（4）倍频系数（主频与外频的比例关系）

超频

锁频

（5）缓存（CPU内集成的Cache）

（6）CPU指令集

定义:CPU中用来计算和控制计算机系统的一套指令的集合（机器语言）分类：精简指令集RISC

复杂指令集CISC

（7）CPU内核和I/O工作电压

CPU内核电压：制造工艺越小，CPU内核电压越低

I/0电压：1.6V－3V

（8）制造工艺

1毫米＝1000微米1微米＝1000纳米

（9）字长

定义：计算机一次能处理的二进制数的倍数。（决定计算机的计算精度）

3.2.4存储器

➢功能：存储数据和程序

1、存储器的分类

内存（主存）：存取速度快，容量小，价格高（1）按CPU是否能直接访问

外存（辅存）：存取速度慢，容量大，价格便宜➢内存作用：用来存放正在执行的程序、程序中用到的数据和结果

➢外存作用：用来存放暂时不用或需要保存的数据和程序。

内存的分类：

a)随机存储器RAM：

特点：既可以读也可以写，通电时存储的内容可以保存，断电后存