CH2计算机组成原理

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1、计算机组成原理第1～4代计算机的对比代别年代使用的元器件使用的软件类型主要应用领域第1代20世纪40年代中期～50年代末期CPU：电子管内存：磁鼓使用机器语言和汇编语言编写程序科学和工程计算第2代20世纪50年代中、后期～60年代中期CPU：晶体管内存：磁芯使用FORTRAN等高级程序设计语言开始广泛应用于数据处理领域第3代20世纪60年代中期～70年代初期CPU：SSI，MSI内存：SSI，MSI的半导体存储器操作系统、数据库管理系统等开始使用在科学计算、数据处理、工业控制等领域得到广泛应用第4

2、代20世纪70年代中期以来CPU：LSI、VLSI内存：LSI、VLSI的半导体存储器软件开发工具和平台、分布式计算、网络软件等开始广泛使用深入到各行各业，家庭和个人开始使用计算机计算机硬件的逻辑结构经典计算机的逻辑结构（冯.诺依曼计算机）运算器和控制器输入设备输出设备存储器（注：逻辑结构意指概念上（即功能上）的结构）计算机系统=硬件+软件输入硬件&软件输出计算机系统是由硬件和软件组成的，两者缺一不可！计算机硬件是计算机系统中所有实际物理装置的总称计算机软件是指在计算机中运行的各种程序及其处理的数

3、据和相关的文档台式PC的物理组成台式机软件、硬件和用户的关系硬件的能力非常有限，只是速度极高而已没有软件，硬件几乎什么任务也完成不了BasicInput/OutputSystem硬件BIOS操作系统应用软件用户应用软件系统软件数据信息处理任务处理结果硬件什么是中央处理器(CPU)？一台计算机中往往有多个处理器，它们各有其不同的任务，如绘图处理器、通信处理器等。其中承担系统软件和应用软件运行任务的处理器称为“中央处理器”（CPU），CPU是计算机必不可少的核心组成部件。大多数计算机只有1个CPU。为

4、了提高处理速度，计算机也可以包含2个、4个、8个甚至成百上千个CPU。使用多个CPU的计算机系统称为“多处理器系统”。什么是嵌入式计算机？把运算器、控制器、存储器、输入/输出控制、接口电路全都集成在一块芯片上，这样的超大规模集成电路称为“单片计算机”或“嵌入式计算机”用途举例：内嵌在其他设备中作为信息处理的核心装置，例如数码相机、MP3播放器、手机、计算机外围设备、汽车、机顶盒等特点：功能固定、专用，软件固化在芯片上，通常不能改变大多应满足实时信息处理的要求以最低成本满足应用要求能适应恶劣工作环境

5、2.2CPU的结构与原理指令指令就是命令，它用来规定CPU执行什么操作。指令是构成程序的基本单位，程序是由一连串指令组成的指令采用二进位表示，大多数情况下，指令由两个部分组成：操作码、操作数地址CPU的任务：取指令并完成指令所规定的操作指令系统CPU可执行的全部指令称为该CPU的指令系统，即它的机器语言同一公司同一系列的CPU具有向下（前）兼容性不同公司生产的CPU各有自己的指令系统，他们未必互相兼容。例如，现在大部分使用INTEL公司的微处理器作为CPU，而美国苹果公司生产的MACINTOSH个

6、人计算机，其CPU使用的是IBM公司的POWERPC微处理器，它们的指令系统有很大的差别。CPU的性能指标CPU的字长（位数）主频（CPU时钟频率）CPU总线（前端总线）的速度高速缓存（cache）的容量与结构CPU的指令系统CPU的逻辑结构2.3.1主板1、主板，又称母板，在主板通常安装有CPU插座、芯片组、存储器插槽、扩充卡插槽、显卡插槽、BIOS、CMOS存储器、辅助芯片和若干用于连接外围设备的I/O插口。2、主板上有两块特别有用的集成电路：一块是闪烁存储器（FLASHMEMORY），其中从

7、放的是基本输入/输出系统（BIOS），它是PC机软件中最基础的部分，没有它机器就无法启动；另一个集成电路芯片是CMOS存储器，其中存放着与计算机硬件相关的一些参数（称为“配置信息”）。由于CMOS芯片是一种易失性存储器，必须使用电池供电，才能使计算机关机后，也不会丢失所有存储信息。3、主板的物理尺寸标准：现使用主板，主要是ATX和BTX规格主板。4、芯片组是PC机组成部分相互连接和通信的枢纽，它一般由2块超大规模集成电路组成：北桥芯片（存储控制）和南桥芯片（I/O控制）。BIOS主要包含四个部分的

8、程序：加电自检程序（POST）(PowerOnSelfTest)用于检测计算机硬件故障系统自举程序（Boot）启动计算机工作，加载并进入操作系统运行状态CMOS设置程序设置系统参数：日期、时间、口令、配置参数等常用外部设备的驱动程序（Driver）实现对键盘、显示器、软驱和硬盘等常用外部设备输入输出操作的控制关于CMOS芯片这是一个容量很小的RAM存储器，由电池供电，即使计算机关机后也不会丢失所存储的信息作用：存放计算机硬件的参数（称为“配置信息”），包括日期和时间、口令、软盘/硬