第4章计算机体系结构.ppt

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1、第4章：计算机体系结构计算机体系结构指的是，构成计算机系统主要部件的总体布局、部件的主要性能以及这些部件之间的连接方式。本章主要介绍计算机系统的硬件结构及其系统组成。内容展开4.1计算机系统的硬件结构4.1.1现代计算机结构的特点4.1.2计算机硬件的典型结构4.2计算机系统的硬件组成4.2.1运算器4.2.4输入器4.2.2控制器4.2.5输出器4.2.3存储器4.3微机系统的硬件配置4.3.1中央处理器（CPU）4.3.4输入输出设备4.3.2存储器系统4.3.5外存储设备4.3.3主机板4.3

2、.6网络与多媒体设备4.1.1现代计算机结构的特点现代计算机转向以存储器为中心，其组成框图如下所示。4.1.2计算机硬件的典型结构1、小型机的总线型结构单总线结构、CPU为中心的双总线结构、以存储器为中心的双总线结构。2、微型机的一般结构3、大、中型计算机的通道结构1）小型机的单总线结构2）以CPU为中心的小型机双总线结构3）以M为中心的小型机双总线结构4）微型机的一般结构5）大、中型计算机的通道型结构4.2计算机系统的硬件组成运算器：运算器是一个对数据信息进行加工处理的部件，主要执行算术运算和逻辑

3、运算。控制器：控制器是计算机的指挥中心，它使计算机各部件自动协调地工作。存储器：存储器是用来存储程序和各种数据信息的记忆部件。输入器：输入器又称输入设备，是变换输入形式的部件。它将人们熟悉的信息形式变换成计算机能接受并识别的信息形式。输出器：输出器又称输出设备，是变化计算机输出信息的部件。它将计算机运算结果的二进制信息转换成人类或其他设备所能接受和识别的形式、如字符、文字、图形、图像、声音等。4.2.1运算器4.2.2控制器4.2.3存储器4.2.4输入器输入的信息有数字、字母、文字、图形、图像、声

4、音等多种形式，送入计算机的只有一种形式，就是二进制数据。一般的输入设备只用于原始数据和程序的输入。常用的输入设备有键盘、电传打字机、纸带输入机、卡片输入机、光笔、鼠标及模/数转换器等。4.2.5输出器输出器又称输出设备，是变化计算机输出信息的部件。它将计算机运算结果的二进制信息转换成人类或其他设备所能接受和识别的形式，如字符、文字、图形、图像、声音等。输出设备和输入设备一样，需要通过接口与主机连接。常用的输出设备有：打印机、显示器、纸带穿孔机、数/模转换器等。4.3微机系统的硬件配置自从1971年美

5、国生产出世界上第一台微机以来，已从第一代4位机演变到今天的64位机。微机系统小巧、灵活、方便和廉价的优点为计算机普及开辟了极为广阔的天地。微型计算机，也称PC机（personalComputer），作为计算机体系结构中的一种，具有很高的性能价格比，目前已广泛应用于日常工作与生活之中。它采用典型的单总线结构，其中单总线根据传送的信息类型又可以分为：数据总线（DB）、地址总线（AB）以及控制总线（CB）。同一般的计算机一样，微型机计算机也是由五大部件组成，其中运算器和控制器合称CPU，CPU与内存合称为

6、主机，输入设备和输出设备合称为外设。下面从六大方面阐述微机系统的硬件组成。4.3.1中央处理器（CPU）CPU是PC机的核心，它的主要功能是执行程序指令，完成各种运算和控制功能。CPU的类型标志着PC类型。就INTELCPU而言，已从8088发展到P4。除INTEL公司的CPU外，还有AMD、Cyrix、TI等公司的CPU。目前较为流行的CPU是奔腾CPU。主频、总线宽度、速度等参数是CPU的常见指标。4.3.2存储器系统半导体存储器系统是计算机进行信息加工时存放信息的场所。典型系统主机板上有三类半

7、导体存储器，即ROMBIOS集成芯片、系统的RAM存储器以及二级高速缓存。半导体存储器按制造原理和使用范围一般分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。随机存储器：动态RAM、静态RAM、视频RAM、Cache存储器、SDRAM、CMOS存储器等。只读存储器：ROMBIOS、键盘BIOS、影子ROM4.3.3主机板打开计算机的外壳，往往能发现一块最大的印刷电路板，这一块印刷电路板被称为主机板。主机板（简称主板，Mainboard）又称系统板或母板，是PC机的核心部件。主板上的重要部件有：中央处

8、理器插槽；内存储器芯片条插槽；高速缓冲芯片或插槽；BIOS芯片；CMOS芯片；键盘与鼠标的插槽；插扩充板用的扩充槽；电池；固定在主板上的一些端口插槽；管理主板系统的核心逻辑芯片组等。主机板发生根本性改变有3个因素：新的微处理器、新的类型以及日渐减少的芯片数量，也就是通常所说的CPU、芯片组与总线。这些因素也构成了主机板分类的基础。4.3.4输入输出设备输入设备主要有：键盘、鼠标、扫描仪、光笔等。输出设备包括：显示器、各类打印机等。1、视频显示系统：视频监视器（Moni