第2章 计算机硬件系统课件.ppt

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1、第二章计算机硬件系统什么是计算机硬件？计算机硬件是由各种电子器件、印刷电路板、导线等构成的复杂系统，是计算机的物理实体。用户通过硬件向计算机系统发出命令，输入数据并得到计算机的响应，从而完成相应的任务。计算机硬件的性能、档次从根本上决定整个计算机系统的性能。计算机逻辑结构最早由冯·诺依曼提出，并且延续了60多年基本没变。我们日常使用的计算机均属于冯·诺依曼计算机，又称为“存储程序式计算机”计算机硬件的逻辑结构经典计算机的逻辑结构（冯.诺依曼计算机）运算器和控制器输入设备输出设备存储器合成一个整体，称为中央处理器(CPU)计算机硬件的逻辑结构中央处理器外存储器内存

2、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控制器主机外设从外观上看，一台计算机通常由主机箱、显示器、键盘和鼠标组成，有的还会配备打印机、音箱等外部设备。计算机硬件的逻辑结构1音箱5CPU2调制解调器6键盘3麦克风7鼠标器4内存条8CD驱动器9软驱10硬盘驱动器11打印机12I/O接口13CRT显示器14扩展卡计算机硬件结构示意图计算机的物理组成台式PC主机外部设备机箱、电源主板CPU内存条显示卡芯片组BIOSROMCMOSPCI插槽(I/O总线)网卡输入设备外存储器键盘鼠标器麦克风摄像头输出设备U盘、移动硬盘显示器打印

3、机音箱/耳机声卡插头和插座(I/O接口)硬盘、软驱光盘驱动器台式PC机(立式)的主机箱扩展空间2.1.1中央处理器2.1.1中央处理器中央处理器（简称CPU）是计算机的核心，是计算机完成取指令、解释指令和执行指令的重要部件。CPU的主要功能包括：完成各种算术运算和逻辑运算执行各种系统软件和应用软件控制计算机各个部件协调工作。2.1.1中央处理器（续）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。CPU是其中最重要的一个微处理器。Intel4004chipIntel8080chip1）CPU的基本结构CPU基本结构分为三大部分：运算器控制器寄存器组CPU内

4、部总线控制器运算器寄存器组控制器控制器是统一指挥和控制计算机各个部件按时序协调操作的中心部件。控制器由程序计数器、指令寄存器、指令译码器等部件组成。控制器（续）程序计数器用于存放执行的指令在主存储器中的存储地址。当一条指令执行结束后，它会自动加1，取下一条将要执行的指令。指令寄存器用来暂存放从主存中取出的指令。指令译码器用来对指令进行译码，以识别该指令要进行的操作。2）CPU性能指标（1）CPU的字长即CPU能够同时处理的二进制数据的位数。字长越长，CPU运行速度越快。CPU的字长有8位，16位，32位，目前流行的是64位。2）CPU性能指标（续）（2）主频即C

5、PU工作的时钟频率，主频越高，CPU工作速度越快。（3）CPU总线宽度CPU总线的工作频率和数据线宽度决定着CPU与内存之间传输数据的快慢。2）CPU性能指标（续）（4）高速缓存高速缓存（Cache）解决了CPU和内存存取速度不匹配的问题，提高了CPU的存取速度。（5）CPU的扩展指令集2.1.2存储器什么是存储器？存储器是计算机的重要组成部分，其主要功能是存储程序和各种数据信息。根据存储器在计算机中的位置的不同，可分为主存储器(也称为内存储器，简称内存)和辅助存储器(也称外存储器，简称外存)两大类。内存和外存的特点内存存取速度快，CPU能直接访问，但容量小，价

6、格高，常由半导体材料做成。外存存取速度较慢，CPU不能直接访问，但容量大，价格低，常由磁性材料做成，如硬盘、软盘、光盘等。1、内存储器1.内存储器内存的定义：在计算机内部，直接与CPU交换信息的存储器称为内存。内存的用途：存放计算机运行期间所需的信息，如指令、数据等。内存的特点：存取速度快，CPU能够直接访问，容量小，价格高，通常由半导体存储器组成。（1）内存的分类按照存取方式，内存可以分为随机存储器（RandomAccessMemory，RAM）和只读存储器（ReadOnlyMemory，ROM）两大类。①随机存储器（RAM）RAM具有两个显著的特点：一是可读

7、可写的特性，读出时并不损坏原来存储的内容，只有写入时才修改原来所存储的内容；二是具有易失性，必须持续供电才能保持其数据，一旦供电中断，数据随即丢失，所以RAM适用于临时存储数据。①随机存储器（RAM）（续）RAM可以分为动态（DynamicRAM）和静态（StaticRAM）两大类。DRAM的特点是集成度高，必须定期刷新才能保存数据，所以速度较慢，通常用DRAM做主存；SRAM的特点是存取速度快，制造成本高，主要用于高速缓冲存储器。②只读存储器(ROM)ROM是只读存储器，它的特点是信息只能读出不能写入，计算机断电后，ROM中原有内容保持不变，重新加电后仍可读出

8、。所以ROM适用于存放一