第二章计算机系统组成.ppt
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1、1,第二章 计算机系统组成,2.1 计算机系统的组成与工作原理 2.2 软件系统 2.3 微型机的概述,2,2.1.1 计算机系统的组成 2.1.2 计算机硬件系统的组成 2.1.3 计算机基本工作原理,3,2.1.1 计算机系统的组成,系统软件 应用软件,计算机系统分为:硬件系统+软件系统,硬 件,软 件,4,计算机系统的组成,5,2.1.2 计算机硬件系统的组成,计算机硬件包括主机和外设,6,计算机硬件系统的组成,处理器 存储器 (1)内存储器RAM、ROM (2)Cache (3)外存储器 软盘 光盘 硬盘 移动存储产品 系统主板 总线 输入/输出设备 计算机安全使用常识,7,1、处理器
2、(P38),处 理 器,控制器(CU),运算器(ALU),控制整个计算机所有部件的工作,执行算术运算和逻辑运算,8,微处理器(运算器和控制器)CPU(中央处理器),9,2、存储器,存储器是计算机存储数据和程序的存储单元集合, 每个存储单元由8位二进制位组成,可读写其中的数据。,存储器通常分为内存储器和外存储器(P39),存放大量信息,信息交流中心,内部存储器 访问速度快 信息暂时性 容量相对较小,外部存储器 访问速度慢 信息永久性 容量相对较大,10,2、存储器及存储单位,每个存储单元由8位二进制位组成。,1KB=210B=1024B 1MB=220B=210KB=1024KB 1GB=230
3、B= 210MB= 1024MB 1TB=240B= 210GB= 1024GB,11,随机存取存储器(Random Access Memory,简称RAM) 既可从中读出又可向里写入数据,一旦关机断电,其中的信息全部丢失; RAM可分为SRAM和DRAM,RAM大多采用半导体存储器,以内存条形式出现。 只读存储器(Read only Memory,简称ROM) 只能读不能写,其信息用户无法修改,断电时信息不会丢失;采用电可擦写ROM(EPROM或E2PROM)元件,ROM中一般存放计算机系统管理程序如BIOS(基本输入/输出系统) 。 (2)高速缓冲存储器Cache 是介于CPU和内存之间的
4、一种可高速存取信息的芯片,用于解决它们之间的速度冲突问题,一般采用静态随机存取存储器SRAM构成。,(1)内存储器(P39 P40 ),12,软盘及存储格式(P53),用表面涂有磁性材料柔软的聚酯材料制成 读写软盘时,磁头直接接触盘面。 常用软盘容量为1.44MB,新型磁盘具有100MB250MB容量 软盘存储格式(磁道、扇区)及格式化,光盘及种类、技术指标(P58),常用种类: 1、只读型光盘:CD-ROM(后继产品DVD-ROM) ,CD,VCD,LD; 2、一次性可写入光盘:CD-R,只能写入一次;刻好的光盘不允许再次更改; 3、可擦写光盘: CD-RW,可以重复读/ 写; 4、磁光盘:
5、MO,可进行不限次数的读写; 技术指标:1、容量; 2、读取时间;3、数据传输率:衡量光盘驱动器传输数据速率的指标叫做倍速,1倍速率= 150KB/s,记为“1X”。,(3)外存储器,13,硬盘片的存储格式:磁道、扇区、柱面 硬盘的接口标准: ATA(IDE或EIDE)和SCSI两种 硬盘的主要性能指标:容量、转速、缓存、接口,硬盘及存储格式、接口标准、性能参数(P54 P58 ),14,移动存储产品(P59),磁光技术移动存储产品 磁盘技术与光技术结合,Flash存储设备 闪存芯片为存储介质 采用USB的接口 可擦写100万次以上,15,3、系统主板( P41 ),打开电脑主机的外壳,会看到
6、一块板子,它就是“主板”。它不但负责计算机内部所有资料的沟通,而且还要记住计算机有哪些硬设备,以及管理这些设备之间的沟通,以避免冲突的产生。所以计算机的体质好不好和主板有很大的关系。 计算机最重要的组件CPU、内存、芯片组和适配卡,都安插在主板的插座和插槽上,板子上布满了密密麻麻的线路,这些线路虽然细小,却非常重要,它们负责各个组件之间的信息传输,例如CPU下达各组件的指令,以及各组件接收与处理的数据。 在主板和磁盘驱动器之间,则是通过白色扁平的数据线来连接,并输送资料。在主板上,还有几个主机背后所见的、连接屏幕与键盘等周边的各种插座。 就是通过这种方式,所有的周边与零组件都与主板连结,所以主
7、板有个英文名字叫做“Mother Board(母板)”,它把这台电脑的家庭成员都联系在一起。,16,PC99规范要求主板各接口必须采用有色识别标识,方便识别,3、系统主板(P41),内存,总线插槽,接口卡,CPU,串行接口,USB接口,17,3、系统主板(P42),芯片组是主板的核心组成部分,它决定了主板的结构及CPU的使用。芯片组外观就是集成块,根据芯片的功能,可分为南桥芯片和北桥芯片。,南桥芯片主要负责I/O接口控制、IDE设备(硬盘等)控制以及高级能源管理等; 北桥芯片(主桥)负责与CPU的联系并控制内存、AGP、PCI数据在北桥内部传输,由于北桥芯片的发热量较高,所以芯片上会装有散热片
8、。,18,4、总线( P46 ),总线:微处理器与各部件和外围设备共用的连接线路(BUS),19,4、总线分类,地址总线(AB):传输地址信息,单向,条数决定内存大小 数据总线(DB):传输数据信息,双向,条数取决于CPU字长 控制总线(CB):传输控制信息,双向,条数取决于CPU字长,内部总线:连接CPU的各个组成部件 系统总线:连接计算机中各大部件 外部总线:连接计算机和外部设备,连接对象,传输信息,并行总线:通信速度快、实时性好 串行总线:简易、方便、灵活,通信方式,20,4、总线,常见的总线结构有:ISA总线、PCI总线、AGP总线(P47),21,5、输入/输出设备( P48 P53
9、 ),常用输入设备:键盘、鼠标、扫描仪、光笔、轨迹球、触摸屏、数字化仪、游戏操作杆等。 常用输出设备:显示器、打印机、绘图仪等。 有些设备机可以作为输入设备, 也可以作为输出设备。如:软盘驱动器、硬盘、光盘刻录机等。,22,6、计算机安全使用常识,1.电源 要求有稳定的50/60Hz,220V的交流电源。在电网波动大的地区,最好使用外接的交流稳压器,有些经常断电的地区,甚至还应该配UPS(不间断电源)。 2.温度 微型计算机的工作环境温度一般为545,这是极限温度,最好工作在恒温环境中。 3.湿度 微型计算机的工作环境相对湿度为20%85%。如有条件,最好为计算机单独配置工作台及防尘罩。 4.
10、开关机 目前微型计算机,除了USB设备支持热插拔即插即用外,其他外设都应遵循先开外设,后开主机的顺序;关机时则顺序相反,即先关主机再关外设。 5.搬运 在搬动主机前,应先关闭计算机。当软盘驱动器正在读写软盘时,切不可从驱动器中强行取出软盘。 6.检修 购买计算机后,一定要先认真阅读随机所附的使用说明书,严格按操作说明正确使用计算机。若遇到故障,最好请具有专业技能的维护人员处理,自己千万不可冒失开箱检修,特别是不能带电开箱检修,以免造成不必要的器件损坏,甚至危及人身生命安全。,23,2.1.3 计算机基本工作原理( P36 ),冯.诺依曼思想: (程序存储) 五大模块 二进制表示 自动逐条执行,
11、存储器,数据流,控制流,运算器,外存储器,输 出 设 备,内存储器,输 入 设 备,控制器,24,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。,数据传送指令 数据处理指令 程序控制指令 输入输出指令 其它指令,If Goto, And Or,对计算机的硬件进行管理等,指令,结构,分类,操作码要完成的操作类型或性质 操作数操作对象的内容或所在的地址,1、计算机指令(P34),25,2、指令的执行过程(P36),指令的执行过程分为以下4个步骤: 取指令按照指令计数器中的地址,从内存储器中取出指令,并送往指令寄存器。 分析指令对指令寄存器中存放的指令进行分析,由译码器对操作码进行译码,
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