计算机专转本辅导_第2章_计算机组成原理 (2).ppt

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1、第2章计算机组成原理2.1计算机的组成与分类2.2CPU的结构与原理2.3PC机的主机2.4常用输入设备2.5常用输出设备2.6外存储器12.1计算机的组成与分类2.1.1计算机的发展与作用2.1.2计算机的组成2.1.3计算机的分类2.1.4微处理器和嵌入式计算机22.1.1计算机的发展与作用计算机是一种信息处理工具，对人类社会的进步与发展产生了巨大的影响。计算机的特性：（1）速度快（2）存储容量大（3）通用性好（4）计算机与计算机具有互连、互通和互操作的能力3计算机的发展1946年研制成功第1台数字电子计算机65年来发展速度之快大大超

2、出人们的预料：性能、体积、价格、···应用领域和装机数量软件技术和软件产品使用的元器件第1代：电子管＋磁鼓第2代：晶体管＋磁芯第3代：中、小规模集成电路第4代：大、超大规模集成电路应用模式：集中计算模式分散计算模式网络计算模式4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

3、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52.1.1计算机的组成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据和相关的文档6计算机硬件的逻辑结构1经典计算机的逻辑结构（冯.诺依曼计

4、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）7计算机硬件的逻辑结构2现代计算机的逻辑结构中央处理器(运算器及其控制)外存储器内存储器输出设备总线(bus)输入设备I/O接口I/O接口外存储器接口控制器控制器控制器CPU控制器memorystorageI/O设备通过I/O接口与各自的控制器连接，然后由控制器与I/O总线相连8从逻辑上（功能上）来讲，计算机硬件主要包括中央处理器（CUP）、内存储器、外内存储器、输入设备和输出设备等。它们通过总线互相连接。CPU、内存储器、总线等构成计算机的“主机”，输

5、入/输出设备和外存储器等通常称为计算机“外围设备”，简称“外设”。9输入(input)的双重含义：1.把信息送入计算机的过程;2.向计算机输入的内容输入设备(inputdevices)功能：用来向计算机输入信息输入设备有多种，例如:键盘——输入文字、符号和命令鼠标器——输入鼠标器移动的位置信息及按钮命令扫描仪——输入图片麦克风——输入声音输入设备的共性：不论信息的原始形态如何，输入到计算机中的信息都使用二进位来表示（1）输入设备10（2）中央处理器什么是处理器(processor)？负责对数输入信息进行各种处理的部件称为“处理器”。能高速

6、执行指令，完成二进制数据的算术或逻辑运算和数据传送等操作的部件，特点是：由数字电路组成，结构非常复杂所有电路都制作在大规模集成电路芯片上(仅几个平方厘米)，称为“微处理器”(microprocessor)11什么是中央处理器（CPU）？计算机中通常有多个不同的处理器，各有不同的分工和任务用于执行系统软件和应用软件的处理器称为CPU，CPU是计算机必不可少的核心组成部件多数个人计算机只有1个CPU，但有一些计算机包含有2个、4个、8个甚至成百上千个CPU使用多个CPU实现超高速计算的技术称为“并行处理”，采用这种技术的计算机系统称为“多处理

7、系统”。12（3）内存储器和外存储器计算机能够把程序和数据(包括原始数据、中间运算结果与最终结果等)储存起来，具有这种功能的部件就是“存储器”。功能：储存以二进位形式表示的程序和数据分类：内存储器（内存或主存）和外存储器（外存或辅存）13内存储器(简称内存或主存)外存储器(简称外存或辅存)存取速度很快较慢存储容量较小(因单位成本较高)很大(因单位成本较低)存储介质半导体芯片磁盘、光盘、磁带等性质断电后信息消失断电后信息保持用途存放已经启动运行的程序和需要立即处理的数据长期存放计算机系统中几乎所有的信息与CPU关系直接与CPU相连接（CPU

8、可直接访问），CPU所处理的指令及数据直接从内存中取出不直接与CPU相连接，CPU不能直接访问，其中存储的程序及相关的数据必须先送入内存，才能被CPU使用14（4）输出设备输出(output)