《计算机应用基础》ch2计算机组成原理

1、CH.2 Computer Composition,Roger Lu Created on Oct.15,2009,Object what we learn?,The composition of computer system The basic working principles of computer The hardware components of computer,The composition of computer system,The basic working principles of computer,Basic components 运算器（ALU）：进行算术运算

2、和逻辑运算 控制器：计算机的神经中枢和指挥中枢 从存储器取出指令 翻译指令 分析指令 向其他部件发出控制指令 存储器：存放程序和数据 内存储器：内存（主存），信息交流中心 外存储器：外存（辅存），长期存放暂不用的程序数据 输入设备input：接受用户输入的原始数据和程序 输出设备output：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,The basic working principles of computer,计算机的指令系统 指令：能被计算机识别并执行的二进制代码，规定了计算机能完成的某一种操作 操作码：指明该指令要完成的操作的类型或性质 操作数：指明操作对象的内容或所在

3、的单元地址 工作原理 取指令 分析指令 执行指令,操作码,操作数,The basic working principles of computer,计算机指令的执行过程,The basic working principles of computer,The hardware components of computer,Micro-computer 按组成结构：单片机、单板机、多板机 按用途：台式、便携式、手持式 性能指标 CPU指标：计算机字长、时钟频率 运算速度：平均运算速度 内存容量：内存储器存储数据的能力,The hardware components of computer Mot

4、herboard,主板(Motherboard) 主板架构,The hardware components of computer Motherboard,The hardware components of computer Motherboard,芯片组：系统主板的灵魂 决定了主板的结构和CPU的功能 南桥芯片、北桥芯片 品牌：Intel, AMD, ATI, VIA, SIS等 BIOS：基本输入/输出系统 包括：加电自检程序、系统主引导记录的装入程序、CMOS设置程序、基本外围设备的驱动程序,The hardware components of computer Motherboard

5、,其他功能 CPU监控功能 高级电源管理接口功能 自动开机 系统休眠功能,The hardware components of computer CPU,CPU：负责对输入信息进行各种处理的部件 CPU的分类 通用CPU、嵌入式CPU 区别：应用模式不同 CPU产品 代表：美国Intel公司 其他：IBM, Apple, Motorola, AMD, Cyrix等 Intel产品：8088（8086）、80286、80386、80486、Pentium PRO、 Pentium 4、 Pentium D、Core 2 国产：龙芯，0.18um,The hardware components o

6、f computer CPU,The hardware components of computer CPU,The hardware components of computer CPU,CPU的性能指标 字长（位数）：CPU内部各寄存器之间一次能够传递的数据位 位宽：CPU通过外部数据总线与外部设备之间一次能够传递的数据位 CPU外频：CPU总线频率，由主板为CPU提供的基准时钟频率 CPU主频：工作频率（内频），CPU内核电路的实际运行频率 CPU的生产工艺技术：微米级、纳米级,The hardware components of computer Memory,存储器,The hard

7、ware components of computer Memory,内存储器 存放程序和数据，一般由记忆元件和电子线路构成 按其功能分成三类 随机存取存储器（RAM）：主存 只读存储器（ROM）：存放系统管理程序 高速缓冲存储器（Cache）：数据存取速度不一致，介于CPU和内存之间的一种可高速存取信息的芯片,The hardware components of computer Memory,RAM可分为 DRAM：静态随机存储器 SRAM：动态随机存储器 ROM可分为： 不可在线改写内容的ROM Flash ROM：快擦除ROM、闪存,The hardware components of

8、 computer Memory,外存储器 磁介质存储器 软盘 硬盘 磁盘阵列RAID 光介质存储器 CD-ROM、CD-RW DVD-ROM、DVD-RW 移动存储器 移动硬盘 Flash存储设备,The hardware components of computer I/O,输入设备 将数据、程序等转换成计算机能接受的二进制代码，并将它们送入内存 键盘、鼠标、轨迹球、扫描仪、光笔、触摸屏、数字化仪、游戏操作杆等 输出设备 打印机：点阵、喷墨、激光打印机 显示器：CRT、LCD,The hardware components of computer I/O,I/O操作 将输入设备输入的信息送

9、入内存的指定区域，或者将内存指定区域的内容送到输出设备 特点 I/O操作与CPU处理并行进行 多个I/O设备必须同时进行工作 不同计算机的I/O设备数量、品种和性能差别大，需要经常增减和更新 I/O设备种类多，性能各异，操作复杂，与计算机连接方式各不相同,The hardware components of computer I/O,I/O总线（主板总线bus） 各类I/O设备控制器与CPU、存储器之间相互交换信息、传输数据的一组公用的信号线 三类信号：数据信号、地址信号、控制信号 性能指标：数据传输速率（总线带宽），即单位时间内总线上可传输的最大数据量 总线带宽（MB/s）（数据线宽度/8）

10、总线工作频率（MHz）每个总线周期的传输次数 优点：简化了系统设计，降低了成本，便于故障诊断和维修，便于系统扩充升级，兼容性,The hardware components of computer I/O,I/O总线（主板总线bus） 代表：PCI、PCI-Express I/O设备接口 用于连接I/O设备的各种插头、插座以及相应的通信规程及电气特性 分类 按数据传输方式：串行、并行 按数据传输速率：低速、高速 按连接设备数：总线式、独占式 按是否符合标准：标准接口、专用接口,The hardware components of computer I/O,I/O设备接口 USB接口 Unive

11、rsal Serial Bus通用串行总线，总线式串行接口 即插即用PnP规范，热插拔 类型：A、B、Mini 传输速率：USB1.0(1.5Mb/s)，USB1.1(1.5MB/s)，USB2.0(60MB/s)，USB3.0(600MB/s) 优点：差分信号传输，传输速率高，使用普遍,The hardware components of computer I/O,IEEE-1394 主要用于连接需要高速传输大量数据的音频和视频设备 传输速率50MB/s100MB/s 即插即用，热插拔,The hardware components of computer I/O,SATA接口 串行双向接口，硬盘、光驱 传输速率：150MB/s、300MB/s IDE接口 并行双向接口，硬盘、光驱、软驱 传输速率：66MB/s、100MB/s、133MB/s,The hardware components of computer I/O,VGA接口 并行