计算机导论-第三版-黄国兴-陶树平-丁岳伟第3章ppt课件.ppt

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1、第3章计算机硬件系统教学目标本章以微型计算机为例介绍计算机硬件系统的组成。通过对本章内容的学习，要求同学们了解计算机硬件的基本结构和工作原理，理解常见的输入/输出设备及其功能，学会选购计算机。为《计算机组成与结构》、《微机原理及其应用》、《接口技术》等后续课程的学习奠定基础。按照冯▪诺依曼原理构造的计算机又称冯▪诺依曼计算机，其体系结构称为冯▪诺依曼结构。目前计算机已发展到了第四代，基本上仍然遵循着冯▪诺依曼原理和结构。3.1计算机系统一、冯•诺依曼体系结构存储器数据流控制流运算器外存储器输出设备内存储器输入设备控制器冯.诺依曼思想：二进

2、制程序与数据一样存放在内存五大模块冯•诺依曼型机器组成框图二、微型计算机的硬件结构微型计算机的硬件的系统结构与冯•诺依曼结构无本质上的差异，区别：CPU已被集成在一块大规模或大规模集成电路上，称为微处理器（MPU）。内部连接方式都是采用总线结构。微处理器存储器控制流运算器外存储器输出设备内存储器输入设备控制器数据流微型计算机硬件结构计算机硬件包括主机和外设主机外设输入设备输出设备外存设备网络设备计算机硬件组成微机硬件主机主板内存CPU外存储器外部设备运算器控制器网络设备输入设备输出设备存储器计算机硬件组成3.2系统单元又称母板或底板,它是整

3、个计算机系统的通信网络。系统单元的每个元器件都是通过系统主板与系统单元进行通信。主板是整个计算机内部结构的基础，CPU、内存、各种接口卡和外部设备都靠主板来协调工作。如果主板性能不好，与其相连接部件的性能就不能充分发挥出来。系统主板主板是机箱中最大也是最重要的一块电路板，电脑中的芯片（CPU）、内存、显示卡、声卡等配件都是通过插槽安装在主板上的。（1）支持CPU的类型与频率范围（2）对内存的支持（3）对显示卡的支持（4）对硬盘与光驱的支持（5）扩展性能与外围接口（6）BIOS技术主板的性能指标在微机中CPU（中央处理器）被称为微处理器（MP

4、U）基本组成：控制单元、算术逻辑单元(控制器和运算器)微处理器微处理器(续)处理器控制单元运算单元控制整个计算机所有部件的工作执行算术运算和逻辑运算中央处理器CPU的英文全称是CentralProcessingUnit，即中央处理器。CPU的性能大致上反映出了它所配置的那部微机的性能，因此CPU的性能指标十分重要。（1）主频，也就是CPU的时钟频率，简单地说也就是CPU的工作频率。（2）内存总线速度或者叫系统总路线速度，一般等同于CPU的外频。（3）工作电压。工作电压指的也就是CPU正常工作所需的电压。（4）协处理器或者叫数学协处理器。（5

5、）流水线技术、超标量。（6）乱序执行和分枝预测。（7）L1高速缓存。（8）L2高速缓存。（9）制造工艺。CPU主要的性能指标有以下几点：存储器存储器是用来存储数据和程序的部件，由一些能表示二进制数0和1的物理器件组成的，这种物理器件主要有磁芯、半导体器件、磁表面器件和光盘等。微型计算机存储器分内部存储器和外部存储器。主存储器（内存）存储器辅助存储器（外存）只读存储器(ROM）随机存储器(RAM）硬磁盘软磁盘互补金属氧化半导化（CMOS）光盘闪存U盘存储器(续)（1）存储容量（capacity）（2）存取速度（accesstime）（3）数据

6、传输率（datatransferrate）（4）位存储价格（costperbit）性能指标:存储器(续)位(bit)是存储器中存储信息的最小单位。若干个存储位组成一个存储单元。一个存储器中存储单元的总数称为该存储器的存储容量。计算机中存储器的容量越大，计算机的处理能力也就越强。1字节(Byte)=8bit1KB=1024B1MB=1024KB1GB=1024MB1TB=1024GB存储容量:字节：Byte76543210位Bit（1）随机存取存储器(简称RAM)保存CPU正在执行的程序和数据，它是暂时或易失的存储区域。当计算机断电后，它所保

7、存的信息会全部丢失。RAM通常制作成内存条形式出现。CPU对它们既可读出又可写入数据。（2）只读存储器(ReadonlyMemory，简称ROM)CPU对它们只取不存，其信息用户无法修改。断电时信息不会丢失。ROM中一般存放计算机系统管理程序。（3）互补金属氧化物半导体（简称CMOS）用来存储计算机系统每次开机时所需重要信息。主存储器分类内存三级存储系统结构图:小、快大、慢存储系统的结构CPUCache主存外存外存存储器3.3输入输出系统一、输入输出原理外设的种类繁多，信号格式不同，传输速率相差很大。这些外设与主机相连时，如何保证主机与外设

8、在时间上同步？1、程序控制方式2、中断方式3、直接存储器访问方式二、扩展槽和适配卡适配卡又称扩展卡，是外设与主机相连的接口设备。网络适配卡小型计算机接口卡TV调谐卡PC卡其他适配