信息系统工程概论课件2.ppt

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1、信息系统工程概论(2)符长青博士第2章计算机系统的基本结构计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分，硬件部分是指计算机系统的物理设备。只有硬件系统的计算机叫裸机，裸机是无法运行的，需要软件的支持。硬件是基础，而软件则是指挥中枢，硬件和软件两者的功能与质量决定了计算机系统的功能和性能。计算机的硬件系统是计算机系统中各种物理设备的总称，主要由主机和外设构成。主机包括中央处理机（CPU）、主板、存储器，外设有输入设备、输出设备等组成中央处理机（CPU）CPU即中央处理器，是计算机的头脑，由运算器和控制器

2、组成，是计算机系统的核心部件。运算器又称算术逻辑部件（ALU），是对数据进行加工处理的部件，它在控制器的作用下与内存交换数据，负责进行各类基本的算术运算、逻辑运算和其他操作。控制器（CU）是整个计算机系统的指挥中心，负责对指令进行分析，并根据指令的要求，有序地、有目的地向各个部件发出控制信号，使计算机的各部件协调一致地工作。CPU品质的高低，直接决定了一个计算机系统的档次。反映CPU品质的最重要指标是主频和数据处理的位数。主频说明了CPU的工作速度，主频越高，CPU的运算速度越快。CPU传送数据的

3、位数是指计算机在同一时间能同时并行传送的二进制信息位数，即字长。例如16位机、32位机和64位机，是指该计算机中的CPU可以同时处理16位、32位和64位的二进制数据。主板主板是一块带有各种插口的大型印刷电路板（PCB），集成有电源接口、控制信号传输线路（称为控制总线）和数据传输线路（称为数据总线）以及相关控制芯片等，它将主机的CPU芯片、存储器芯片、控制芯片、ROMBIOS芯片等各个部分有机地组合起来。此外主板还有连接着软驱、硬盘、键盘、鼠标的I/0接口插座以及供插入接口卡的I/0扩展槽等组件。

4、通过主板，CPU可以控制诸如硬盘、软驱、键盘、鼠标、内存等各种设备。主板的核心是主板芯片组，包含北桥和南桥两组芯片，它们决定了主板的规格、性能和大致功能。北桥芯片位置靠近CPU，连接着CPU、内存、AGP总线，主要决定主板的规格、对硬件的支持、以及系统的性能。它有较高的工作频率，数据处理量非常大，发热量也大，所以要涂抹硅胶，并覆盖有散热片或者风扇进行散热。南桥芯片主要决定主板的功能，主板上的各种接口、PCI总线，以及主板上的其他芯片都归南桥芯片控制。南桥芯片通常裸露在PCI插槽旁边，块头比较大。它

5、的数据处理量不大，不用覆盖散热片。南北桥之间有一条通道，称为南北桥总线。南北桥总线越宽，数据传输越便捷存储器存储器是计算机系统内最主要的记忆装置，能够把大量计算机程序和数据存储起来，称为可写，此外也能从其中取出数据或程序，称为可读。存储器按功能可分为主存储器和辅助存储器。主存储器，也称为内存储器（内存），有随机存取存储器（简称RAM）和只读存储器（简称ROM）两种，它读写速度快，直接与CPU交换数据，一般当前运行的程序与使用的数据存放在内存中。RAM能够随时由CPU进行读写，但断电后其中的信息会消

6、失。ROM是只能读出而不能随意写入信息的存储器，断电后其中的信息不会丢失。辅助存储器也称为外存储器（外存），计算机执行程序和加工处理数据时，外存信息送入内存后才能使用，它读写速度相对较慢，但容量可以很大。常用的外存是软磁盘（简称软盘）、硬磁盘（简称硬盘）和光盘等。输入/输出设备1．输入设备输入设备的任务是把人们编好的程序和原始数据送到计算机中，并将它们转换成计算机内部能识别和接受的信息形式。按输入信息的形态可分为字符（含汉字）输入、图形输入、图像输入及语音输入等。常见的有键盘、鼠标、扫描仪等。2．

7、输出设备输出设备的功能可将机器运算结果以人或其它设备能接受的形式送出计算机。目前最常用的输出设备是打印机和显示器等。辅助存储器（磁盘、磁带等）及自动控制和检测系统中使用的模数（A/D）转换装置等设备既可作为输入设备，也可作为输出设备。计算机总线总线（BUS）是一组进行互连和传输信息（指令、数据和地址）的信号线，能分时地发送和接收各部件的信息。有以下几种类型：（1）按功能划分①数据总线：用于传输数据信息。②地址总线：用于传送地址信息。③控制总线：用于传输控制信号。（2）按位置划分①机内总线：总线在计

8、算机主机内，包括两类：内部总线和外部总线②机外总线：主机与外部设备接口相连的总线，是外设的接口标准（3）按范围划分①局部总线：在传统的ISA总线和CPU总线之间增加的一级总线，如PCI总线。②系统总线：计算机内部各部件(插板)之间进行连接和传输信息的一组信号线，例如ISA、EISA、MCA、VESA、PCI及AGP等③通信总线：系统间或微机系统与设备之间进行通信的一组信号线计算机接口根据外部设备与I/O模块交换数据的方式，系统接口可以分为串行和并行接口两种。串行接口一次只能传送1位