计算机硬件基础0课件

计算机硬件技术基础学习方法《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）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。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。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。

计算机基本原理课程计划计算机简单发展历程存储程序计算机原理计算机简单发展历程?几种电子元件比较—电子管几种电子元件比较—晶体管几种电子元件比较—集成电路今天的计算机2003年：90纳米2007年：65纳米2008年：45纳米2010年：32纳米1986年：1200纳米小巧且便宜纳米=10-9米CPU工艺今天的计算机功耗低150KW几十W运算速度快

每秒进行1012次冯-诺依曼计算机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.HohnvonNeumann)论文: 《计算机装置逻辑结构初探》产品： “存储程序式“计算机，电子离散变量计算机（TheElectronicDiscreteVariableComputer）——EDVAC输入设备存储器输出设备运算器控制器控制信号反馈信号操作指令地址指令冯-诺依曼计算机微型计算机系统的组成基本术语微型计算机----简称uC或MC（MicroComputer），是指以微处理器为核心，配上存储器、输入输出接口电路及系统总线所组成的计算机，又称主机或微电脑。单板微型计算机微型计算机系统的组成微处理器、微型计算机和微型计算机系统的关系微型计算机系统的组成微型计算机系统的基本组成微型计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。硬件系统微型计算机系统软件系统微型计算机系统的组成硬件系统

输入设备

辅助存储设备

输出设备

运算器

主存储器

控制器

存储器

CPU

数据流

控制流

指令流

主机外设微型计算机系统的组成软件系统完整的计算机系统除了硬件系统外，还必须配置有软件系统。计算机软件通常分为两类：系统软件和用户软件。

主机

外设

中央处理器（CPU）

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）

输出设备：显示器、打印机、绘图仪、音响等

输入设备：键盘、鼠标、扫描仪、光笔、数字化仪、麦克风等

外存：软盘、硬盘、光盘、闪存（优盘）等

系统软件

应用软件

语言处理程序：C、Pascal、FORTRAN、VisualBASIC等

操作系统：Dos、Windows、UNIX、Linux、MACOSX

实用程序：诊断程序、排错程序等

专用应用软件：如各企业的管理信息系统等

通用应用软件：办公软件、数据库管理系统、计算机辅助设计等硬件系统软件系统微型计算机系统的组成微型计算机系统的组成计算机系统的层次构成用户系统应用程序操作系统机器语言硬件系统微机硬件系统结构基础根据所传送信息的内容和作用不同，系统总线分为3种：数据总线（DataBus，DB）地址总线（AddressBus，AB）控制总线（ControlBus，CB）采用总线结构时，系统中各部件均挂在总线上，可以使微机系统的结构比较简单，易于维护，并具有更大的灵活性和更好的可扩展性。一个简单的微处理器主要由运算器、控制器和内部寄存器阵列3个基本部分组成。运算器用来进行算术或逻辑运算以及移位循环等操作控制器将指令功能转化为控制信号内部寄存器组用来保存控制或运算的数据及结果等累加器数据寄存器程序计数器地址寄存器标志寄存器微机硬件系统结构基础微机系统的主要性能指标字长字长指CPU进行运算和数据处理的最基本的信息位长度，也就是一次可以处理的二进制数码的位数。计算机的字长已经由8位、16位发展到现在的32位、64位。运算速度运算速度是指计算机每秒钟所能执行的指令条数，单位为每秒百万条指令主存容量主存容量是指主存储器所能存储二进制信息的总量。内存容量越大。微型计算机的存储单元数越多,其“记忆”的功能越强。外围设备的配置外部设备的配置及扩展能力主要指计算机系统连接各种外部设备的可能性、灵活性和适应性。系统软件配置软件配置也是衡量微机性能的主要指标，主要考察其操作系统是否操作简单，功能强大而且能够满足用户要求CPU的主要参数主频CPU的工作频率，如平时说P41.8G即主频为1.8GHz外频CPU的外部时钟频率，一般为66MHz、100MHz、133MHz等，现在可以达到333MHz或者更高。倍频CPU外频与主频相差的倍数。主频=外频×倍频微机系统的主要性能指标CPU的主要参数接口指CPU和主板连接的接口，接口方式有引脚式、卡式、触点式、针脚式。目前主流针脚式。根据针脚数不同，常见Socket370、Socket423、Socket478、Socket775缓存一种可以提升CPU存取数据效率的存储器。有L1或L2甚至L3缓存。L1缓存单位一般为KB。多媒体指令集专门为提高计算机在多媒体、三维图形方面的应用能力而增加的指令。主要有Intel的MMX、SSE/SSE2和AMD的3DNow指令集。微机系统的主要性能指标CPU的主要参数制造工艺决定集成度。早期有0.5um，现主要0.18u