计算机硬件逻辑系统

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1、计算机基础科学系2009.10第2章计算机硬件系统第五讲计算机硬件逻辑系统主要教学内容1234冯·诺依曼的思想计算机五大基本部件计算机的工作过程PC硬件系统实例学习目标1掌握计算机硬件的组成与功能。2认识计算机的工作过程。3了解微型计算机的基本配置及性能指标。重点与难点五大部件的功能与计算机的工作过程是本讲重点，其中计算机的工作过程也是本讲的难点。1.冯·诺依曼模型冯·诺依曼简介冯•诺依曼是美籍匈牙利科学家。生于1903年，1957年逝世。他在计算机、数学、逻辑学、量子物理等领域都做出了重大贡献。1946年他领导的小组提出“冯•诺依曼结构”设计思想。对后来计算机的设计有决定性的影响，至

2、今仍为电子计算机设计者所遵循。2.冯·诺依曼通用电子计算机理论内部采用二进制数制，充分发挥了电子器件的工作特点。使用“程序存储”办法，程序和数据都存进了机器内部，由程序来控制计算机工作。计算机硬件由运算器、逻辑控制器、存储器、输入装置和输出装置五大部分组成。2、冯.诺依曼模型程序+数据输入设备存储器输出设备运算器控制器取数存数地址指令请求信号反馈信号请求信号反馈信号请求信号反馈信号数据程序鼠标2.1输入设备（InputDevice）功能：向计算机输入程序和数据的部件。将数据、程序及其它信息，从人们熟悉的形式转换成计算机能接受的信息形式，输入到计算机内部。计算机能接受的数据形式---二进制

3、转换信息数据摄像头压感笔扫描仪常用的输入设备2.2输出设备（OutputDevice）输出设备：是用来输出计算机处理结果的部件；并将计算机内部二进制信息转换成人们所需要的或者其它设备能接受和识别的信息形式。例：QQ聊天时，给自己照一张照片，传送给好友的过程。常用的输出设备有：转换数据信息存储器(Memory)：是计算机存储数据和程序的存储单元集合，每个存储单元由8位二进制位组成，ＣＰＵ可读写其中的数据。每个内存单位都有一个“编号”，称为地址（address）。2.3存储器（Memory）0000H0001H0002H地址FFFFH存储器结构图位内存单元1B=８bit1024B=1KB10

4、24kB=1MB1024MB=1GB1024GB=1TB内存单元存储计量在存储器中，还将用到KB（千字节）、MB（兆字节）、GB（吉字节）与TB（太字节）等单位，它们之间的关系是：千字节（KiloByte，KB），1KB=210字节=1024B；兆字节（MegaByte，MB），1MB=220字节=1024KB；吉字节（GigaByte，GB），1GB=230字节=1024MB；太字节（TeraByte，TB），1TB=240字节=1024GB。存储器分类内存储器（主存）速度快，容量小，直接与CPU进行信息交换，存放计算机当前工作所需的程序和数据。外存储器（辅存）速度慢，容量大，不能直接

5、与CPU进行信息交换，须将外存内容调入内存；存放暂不用的数据和程序。控制器CPU程序数据运算器主存储器程序数据辅存储器存储器分类随机存储器（RAM，断电后信息丢失）只读存储器（ROM，断电后信息存在）主板上的CMOSDDR400可擦洗ＲＯＭＲＯＭ在主板上内存的举例说明内存储器实例金士顿KVR400X64C3：512M/DDR400型号技术参数容量类型型号:标注厂商和系列号容量：存储容量一般用字节(Byte)数来度量。目前从512M到4G不等类型：DDR2、DRD3为双倍速率的随机存储器，是目前市场的主流。五大功能部件思考并回答内存条、硬盘属于内存还是外存?属于RAM还是ROM?运算器(A

6、LU):运算器又称算术逻辑部件(ArithmeticLogicUnit，简称ALU)，是计算机用来进行数据运算的部件。数据运算包括算术运算和逻辑运算运算器工作过程:ＴＥＭＰ累加器０１１１００１０００００１００１００１１１１０１１０2.4运算器（ALU）ＡＬＵ控制器(CU):控制器是整个计算机的控制指挥中心，它的功能是从存储器中取出指令，确定指令的类型，并对指令进行译码，然后执行该指令。2.5控制器ControlUnit控制器的组成:程序计数器、指令寄存器、译码器和操作控制线路中央处理单元CPU中央处理器由：算术逻辑单元（ALU）、控制单元（ControlUnit）与内部寄存器组(Regi

7、sters)等组成CPU性能指标中央处理器，也称CPU(centralprocessingunit)由控制器和运算器组成，做在一个芯片上，也称为“微处理器”。是计算机的核心部件。AMD公司AthlonX2cpuIntel公司Core’2cpu2.6总线Bus数据总线（DataBus，简称为DB）用来传输数据信息；地址总线（AddressBus，简称为AB）地址总线用于传送CPU发出的地址信息；控制总线（ControlBus，简称为C