计算机系统组成

1、作者E-mail: 作者单位：如皋市教师进修学校作者E-mail: 作者单位：如皋市教师进修学校1.3 计算机系统的组成计算机系统的组成 运算器运算器 CPU 控制器控制器 主机主机 寄存器寄存器 随机存储器随机存储器 硬件硬件 内存内存 只读存储器只读存储器 输入设备输入设备 计算机系统计算机系统 外部设备外部设备 输出设备输出设备 系统软件（操作系统、数据库系统等）系统软件（操作系统、数据库系统等） 软件软件 应用软件（字处理、计算机辅助设计等）应用软件（字处理、计算机辅助设计等）作者E-mail: 作者单位：如皋市教师进修学校一、概述一、概述1、计算机、计算机 数据流数据流 控制流控制流

2、 输入设备输出设备控制器运算器存储器冯 喏依曼思想：计算机应由五大模块组成；程序与数据一样存放在内存；指令在存储器中按执行顺序存放；机器以运算器为中心。它的功能是算术运算和逻辑运算它的作用是控制整个计算机的各个部件有条不紊的工作存储器分为内存储器和外存储器两种，内存用于存放要执行的程序和数据。用来接收用户输入的数据和程序，并将它们转换为二进制编码存放到内存中用于将存放在内存中由计算机处理的结果转变为人们所能接受的形式作者E-mail: 作者单位：如皋市教师进修学校关于存储器的有关概念：关于存储器的有关概念： 存储器由一些能表示二进制数存储器由一些能表示二进制数0和和1的物理器的物理器件组成，这

3、种器件称为记忆元件或记忆单元。每件组成，这种器件称为记忆元件或记忆单元。每个记忆单元可以存储一位二进制代码信息。个记忆单元可以存储一位二进制代码信息。位（位（bit）：用来存放一位二进制信息的单位称）：用来存放一位二进制信息的单位称为为1位。位是二进制数的基本单位，也是存储器位。位是二进制数的基本单位，也是存储器中存储信息的最小单位。中存储信息的最小单位。字节（字节（byte）：存放）：存放8位二进制信息的单元称为位二进制信息的单元称为一个字节。存放一个一个字节。存放一个ASCII码需要一个字节，存码需要一个字节，存放一个汉字需要放一个汉字需要2个字节。字节是计算机中存储个字节。字节是计算机中

4、存储器的最小存储单元。器的最小存储单元。字（字（Word）：由一个或多个字节组成，作为）：由一个或多个字节组成，作为一个整体进行存取的一个单位。一个整体进行存取的一个单位。作者E-mail: 作者单位：如皋市教师进修学校地址：为了区分存储体内不同的存储单元，每地址：为了区分存储体内不同的存储单元，每个存储单元都有一个编号，称为存储单元的地址。个存储单元都有一个编号，称为存储单元的地址。存储容量：一个存储器中存储单元的总数称为存储容量：一个存储器中存储单元的总数称为该存储器的存储容量。该存储器的存储容量。 表示存储容量的单位有字节（表示存储容量的单位有字节（B）、）、KB、MB、GB、TB，它们

5、之间的关系是，它们之间的关系是 1 KB = 1024 B， 1 MB = 1024 KB， 1 GB = 1024 MB， 1 TB = 1024 GB 。作者E-mail: 作者单位：如皋市教师进修学校2、微型计算机、微型计算机 AB地址总线地址总线 DB数据总线数据总线 CB控制总线控制总线CPU只读存储器ROM随机存储器RAM输入设备接口输出设备接口作者E-mail: 作者单位：如皋市教师进修学校二、计算机基本工作原理二、计算机基本工作原理1、指令、指令 让计算机完成某个操作所发出的命令。让计算机完成某个操作所发出的命令。2、程序、程序 有序的指令集合。有序的指令集合。 3、指令的执行

6、、指令的执行 取指周期：取指周期： 指令指令 执行周期：执行周期： 控制信号控制信号4、程序的执行、程序的执行 CPU不断地取指令，执行指令。不断地取指令，执行指令。 操作码 操作数 内存CPUCPU译码有关部件动作作者E-mail: 作者单位：如皋市教师进修学校三、计算机软件三、计算机软件 软件软件 = 程序程序 + 数据数据 + 文档文档 操作系统操作系统 Windows、UNIX 语言处理程序语言处理程序 Turbo C 系统软件系统软件 连接程序连接程序 LINK 诊断程序诊断程序 QAPLUS 数据库系统数据库系统 FoxPro、Oracle 软件分类软件分类 文字处理软件文字处理软

7、件 WPS、Word 表格处理软件表格处理软件 Excel 应用软件应用软件 管理软件管理软件 MIS 辅助设计软件辅助设计软件 AutoCAD 实时控制软件实时控制软件 FIX 作者E-mail: 作者单位：如皋市教师进修学校1、系统软件、系统软件（1）操作系统）操作系统(Operating System) 管理和控制计算机的所有硬件、软件资源的程序；管理和控制计算机的所有硬件、软件资源的程序； 是人和机器的接口。是人和机器的接口。功能：功能： 进程与处理机调度进程与处理机调度 作业管理作业管理 存储管理存储管理 设备管理设备管理 信息（文件）管理信息（文件）管理常用操作系统：常用操作系统：

8、 Windows 95 / 98 Windows NT UNIX OS / 2 LINUX 裸机 作 系 操 统 用 户 用 程 应 序作者E-mail: 作者单位：如皋市教师进修学校 实时系统：实时系统：RDOS 分时系统：分时系统：UNIX、XENIX 和和 LINUX 分类分类 批处理系统批处理系统 网络系统：网络系统：NetWare、Windows NT 单用户：单用户：DOS 单多用户系统单多用户系统 多用户：多用户：Windows 95/98作者E-mail: 作者单位：如皋市教师进修学校（2）语言处理程序）语言处理程序 编辑程序编辑程序 汇编或编译程序汇编或编译程序 连接程序连接

9、程序 机器语言机器语言 汇编程序汇编程序 汇编语言汇编语言 面向过程：面向过程：BASIC、Pascal、FORTRAN、C 等等 高级语言高级语言 面向对象：面向对象：C+、Java、Visual Basic 等等原程序目标程序可执行程序作者E-mail: 作者单位：如皋市教师进修学校（3）诊断程序）诊断程序 QAPLUS、WINBENCH、WINTEST 等。等。（4）数据库系统（）数据库系统（DBS） 数据库（数据库（DB） DBS 数据库管理系统（数据库管理系统（DBMS）FoxPro、SQL Server、Oracle 等等 数据库应用程序数据库应用程序（5）数据仓库）数据仓库 数据

10、仓库是面向主题的、集成化的、稳定的、随时间变化的数据集合，数据仓库是面向主题的、集成化的、稳定的、随时间变化的数据集合，用以支持决策管理的一个过程。用以支持决策管理的一个过程。用户数据库应用程序DBMSDB作者E-mail: 作者单位：如皋市教师进修学校2、应用软件、应用软件（1）文字处理软件）文字处理软件 WPS、Word 等。等。（2）表格处理软件）表格处理软件 Excel、Lotus l-2-3 等。等。（3）管理系统软件）管理系统软件 财务管理软件、人事管理软件等。财务管理软件、人事管理软件等。（4）辅助设计软件）辅助设计软件 Auto CAD 等。等。 （5）实时控制软件）实时控制软

11、件 监察控制和数据采集监察控制和数据采集SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)。 目前在目前在PC上流行的有：上流行的有：FIX、InTouch、Lookout。作者E-mail: 作者单位：如皋市教师进修学校四、个人计算机硬件系统四、个人计算机硬件系统 Pentium系列芯片系列芯片 CPU PowerPC ROM 内存内存 RAM：规格有：规格有16MB、32MB或或64MB等等 Cache：内部：内部Cache和外部和外部Cache主机主机 扩展槽：用于连接其它设备。扩展槽：用于连接其它设备。I/O总线：总线：ISA、EISA、PC

12、I等等 硬盘、软盘、硬盘、软盘、CD-ROM或或DVD-ROM等驱动器等驱动器 显示卡、声卡等显示卡、声卡等 通用串行总线通用串行总线USB 电源电源作者E-mail: 作者单位：如皋市教师进修学校1、CPU Intel 8086/8088、80286、80386、80486、Pentium、Pentium MMX Pentium Pro、Pentium II、 Pentium III和和Pentium IV 。 CPU 推 出 时 间 主 频 /M Hz 主 要 性 能 说 明 Pentium 1993 年 3 月 60233 Pentium M M X 1995 年 1 月 166233

13、内 部 数 据 32 位 ,外 部 数 据 64位 ,地 址 线36位 .一 级 代 码Cache 16K,一 级 数 据Cache 16K. Pentium Pro 1995 年11月 166233 一 级 代 码Cache 16K,一 级 数据Cache 16K. 二 级Cache 512K、 1M 、 2M ， 不 支 持 M M X Pentium II 1997 年 5 月 233450 M M X+Pentium Pro ， 二 级Cache 512K。 Pentium III 1999 年 2 月 4001000 SSE+Pentium III Pentium IV 2000 年

14、11月 1000 Pentium III+长 管 道 技 术 、 追踪 缓 存 架 构 、快 速 执 行 引 擎 、SSE2 作者E-mail: 作者单位：如皋市教师进修学校2、主存储器、主存储器（1）静态随机存取存储器）静态随机存取存储器 SRAM，不必周期性刷新，作，不必周期性刷新，作Cache用。用。（2）动态随机存取存储器）动态随机存取存储器 DRAM，需要周期性刷新，作主存用。，需要周期性刷新，作主存用。 一条有一条有16M、32M、或、或64M。 72芯和芯和168芯。芯。（3）只读存储器）只读存储器 ROM，断电仍然能够保持数据。，断电仍然能够保持数据。 正常使用中，只能读不能写

15、。正常使用中，只能读不能写。 EPROM，可擦出可编程的只读存储器。，可擦出可编程的只读存储器。作者E-mail: 作者单位：如皋市教师进修学校3、高速缓冲存储器、高速缓冲存储器Cache CPU L1 CacheL2 Cache内存Pentium Pro 和和Penyium II 的的L2 Cache封装在封装在CPU内。内。 4、I/O总线和扩展槽总线和扩展槽 I/O总线：总线：CPU互联互联I/O设备以及外设访问系统存储器和设备以及外设访问系统存储器和CPU资源的通道。资源的通道。有数据总线有数据总线DB、地址总线、地址总线AB和控制总线和控制总线CB。 扩展槽：各种接口板插在扩展槽中，

16、连接外围设备。扩展槽：各种接口板插在扩展槽中，连接外围设备。（1）ISA（Industry Standard Architecture) 工业标准体系结构，工业标准体系结构，PC/XT（Intel 8088）总线，具有开放式结构。）总线，具有开放式结构。（2）EISA（Extension Industry Standard Architecture） 扩展的工业标准体系结构，扩展的工业标准体系结构，ISA总线的扩展，现用在服务器上。总线的扩展，现用在服务器上。（3）PCI（Peripheral Computer Interconnect） PCI总线是总线是32位总线，也可支持位总线，也可支持

17、6位。位。 现用在台式现用在台式PC和服务器上，是目前最常用的一种总线。和服务器上，是目前最常用的一种总线。作者E-mail: 作者单位：如皋市教师进修学校5、通用串行总线、通用串行总线USB（Universal Serial Bus） 中低速总线。中低速总线。 通过集线器连接显示器和键盘等外设（最多通过集线器连接显示器和键盘等外设（最多127个）。个）。 USB接口提供电源。接口提供电源。 最大数据传输率为最大数据传输率为12Mbps。 USB设备可以起集线器作用。设备可以起集线器作用。 主机根集线器集线器1集线器2设备设备设备作者E-mail: 作者单位：如皋市教师进修学校6、输入、输入/

18、输出接口电路输出接口电路（1）硬盘驱动器接口电路）硬盘驱动器接口电路 IDE：设备电子接口。：设备电子接口。 EIDE：增强型：增强型IDE接口。接口。 SCSI：小型计算机接口，可连接硬盘驱动器、扫描仪、：小型计算机接口，可连接硬盘驱动器、扫描仪、CD-ROM等。等。 支持多台设备，常用在服务器中。支持多台设备，常用在服务器中。（2）软盘驱动器接口电路）软盘驱动器接口电路（3）并行打印机适配器电路：插座）并行打印机适配器电路：插座25孔孔（4）异步通信适配器接口）异步通信适配器接口（5）游戏操纵杆接口）游戏操纵杆接口（6）多功能适配器卡（）多功能适配器卡（Super I/O 卡）卡） 连接硬

19、盘、软盘、打印机、鼠标、游戏操纵杆等。连接硬盘、软盘、打印机、鼠标、游戏操纵杆等。（7） 显示卡显示卡 PCI和和AGP：都属于：都属于VGA卡，有卡，有3D加速功能，显存加速功能，显存2M以上，分辨以上，分辨率率12801024以上，显示速度快。目前以上，显示速度快。目前AGP最常用。最常用。作者E-mail: 作者单位：如皋市教师进修学校7、辅助、辅助存储器存储器（1）磁盘类存储器）磁盘类存储器 软盘：软盘：3.5英寸高密度容量英寸高密度容量=2面面80磁道磁道18扇区扇区512B=1.44MB 硬盘：由若干个磁性圆盘组成。硬盘：由若干个磁性圆盘组成。 存储容量存储容量=磁头数磁头数柱面数

20、柱面数扇区数扇区数每扇区字节数（每扇区字节数（512B） ZIP：100MB，速度是软盘的，速度是软盘的20倍。倍。 LS-120：Laser Servo，12MB，可读写，可读写1.44MB软盘。软盘。 JAZ：1GB2GB，外置可作活动硬盘。，外置可作活动硬盘。（2）磁带存储器：顺序存取设备。）磁带存储器：顺序存取设备。（3）光盘存储器）光盘存储器 CD-ROM：Compact Dise-ROM，只读型光盘。，只读型光盘。 一倍速率：一倍速率：150KB/s；24倍速率：倍速率：24150KB/s=3.6MB/s。作者E-mail: 作者单位：如皋市教师进修学校其他光盘：其他光盘： MO：Magneto Optical，可擦写光盘。，可擦写光盘。 PD/CD-ROM：Phase Change Rewritable Optical Disk Drive，相变式可重复擦写光盘驱动器。相变式可重复擦写光盘驱动器。 CD-R：CD-Recordable，一次可写入光盘。，一次可写入光盘。 CD-RW：CD-Rewritable，可重写光盘。，可重写光盘。 DVD：Digital Versatile Disc 向下兼容，可读音频向下兼容，可读音频CD和和CD-ROM。 单面单层的容量：单面单层的容量：4.7GB。 单