第2讲 计算机系统知识

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1、l计算机硬件组成及其工作原理l计算机软件系统3输入设备：键盘、鼠标、扫描仪 输出设备：显示器、打印机 外 存：软、硬盘、光盘、闪存 网络设备：网卡、调制解调器等 计算机系统软件外部设备系统软件 应用软件 硬件运算器寄存器控制器 主机内存CPU随机存储器(RAM)只读存储器(ROM)高速缓冲存储器 操作系统：操作系统：WindowsWindows、UnixUnix、LinuxLinux语言处理程序：语言处理程序：C C、PascalPascal、VBVB等等 服务型程序：服务型程序：诊断程序、排错程序等诊断程序、排错程序等数据库管理系统数据库管理系统应用软件包、用户程序应用软件包、用户程序微型计

2、算机系统基础知识微型计算机系统基础知识l硬件系统硬件系统: : 指构成计算机系统的物理实体或指构成计算机系统的物理实体或物理装置。物理装置。l软件系统软件系统: : 指在硬件基础上运行的各种程序、指在硬件基础上运行的各种程序、数据及有关的文档资料。数据及有关的文档资料。l裸机裸机: : 通常把没有软件系统的计算机称为通常把没有软件系统的计算机称为“裸机裸机”。451.4.1 计算机的硬件组成l计算机的硬件结构包括：运算器，控制器，存储器，输入、输出设备 l功能：是接受软件（程序），接收数据，计算（运行程序），输出结果。l运算器 ALU（Arithmetic and logic unit）l控制

3、器会将数据信息送到运算器，在这里进行运算 l算术运算l逻辑运算 6l它将输入设备的程序和数据，存入存储器，并按照程序的它将输入设备的程序和数据，存入存储器，并按照程序的要求指挥运算器进行运算和处理，然后把运算和处理的结要求指挥运算器进行运算和处理，然后把运算和处理的结果再存入存储器中，最后将处理结果传送到输出设备上。果再存入存储器中，最后将处理结果传送到输出设备上。l程序计数器（程序计数器（PCPC）用来存放下一条指令的地址，有自用来存放下一条指令的地址，有自动加动加1 1的功能。的功能。 l指令寄存器（指令寄存器（IRIR）用来存放当前要执行的指令代码。用来存放当前要执行的指令代码。 l指令

4、译码器（指令译码器（IDID）用来识别用来识别IRIR中所存放要执行指令的性中所存放要执行指令的性质。质。 l操作控制器（操作控制器（OCOC）根据指令译码器对要执行指令的译根据指令译码器对要执行指令的译码，产生实现该指令的全部动作的控制信号码，产生实现该指令的全部动作的控制信号 7控制器存储器1. 内存储器 ：电脑中只存放当前工作所需要的数据和程序。特点：容量小，存取速度快，断电即丢失（存储的信息不能长期保存） 。使用的器件：多数采用半导体动态存储器DRAM 2. 外存储器 功能：存放当前不参与运行的程序和数据，它与主存储器交换信息 特点：容量大，存取速度慢，存储的信息能长期保存。常用：磁盘

5、、光盘、U盘。 8 3. 高速缓冲存储器l因为存储器与CPU之间有速度冲突，所以在存储器与CPU之间增加高速缓存Cache，常用半导体静态存储器，写作（SRAM）。lCache是高速小容量的临时存储器，可以用高速的静态存储器芯片实现，或者集成到CPU芯片内部，存储CPU最经常访问的指令或者操作数据。 9存储器的层次结构存储器的层次结构l输入设备 l把程序和数据转换成计算机能识别的信息（二进制编码），然后送入内存，常用的有键盘、 鼠标器、扫描仪。 l输出设备 l将计算机处理后的结果以我们能识别的，需要的形式输出。常见的有：显示器、打印机，绘图仪 输入设备、输出设备属于外部设备。 (英文简写 I/

6、O设备) 111.4.2 微型计算机硬件组成微型计算机硬件组成l基本结构12主存储器主存储器外存接口外存接口输入接口输入接口输出接口输出接口其他其他I/O接口接口驱动器驱动器各种各种外部设备外部设备显示器显示器打印机打印机键盘键盘鼠标器鼠标器总线存储器CPU电源220VAC+12/-12 +5/-5软驱接口软盘驱动器专用接口键盘扬声器显示卡显示器声卡音箱总线插槽网卡局域网通信接口打印机扫描仪鼠标器硬盘接口光盘驱动器硬盘13总线总线（1 1）总线概念：计算机中多个功能部件共享的信息传输线。）总线概念：计算机中多个功能部件共享的信息传输线。（2 2）总线分类：）总线分类：l内部总线（芯片内部连接各

7、元件的总线）内部总线（芯片内部连接各元件的总线）l系统总线（连接系统总线（连接CPUCPU、存储器和各种、存储器和各种I/OI/O模块等主要部件的总线）模块等主要部件的总线）根据传输内容的不同又分为：根据传输内容的不同又分为：l数据总线数据总线DBDB：用于：用于CPUCPU与主存储器、与主存储器、CUPCUP于于I/OI/O接口之间传送信息。接口之间传送信息。l地址总线地址总线ABAB：用于定位数据在主存储器或：用于定位数据在主存储器或I/OI/O端口的地址。端口的地址。l控制总线控制总线CBCB：用来控制对数据总线和地址总线的访问和使用。：用来控制对数据总线和地址总线的访问和使用。l外部总

8、线（微机和外部设备之间的总线）。外部总线（微机和外部设备之间的总线）。（3 3）总线标准）总线标准: ISA: ISA、EISAEISA、VESAVESA、PCIPCI、PCIEPCIE15主机板主机板l又称系统主板l包括有CPU插座、内存插槽、总线扩展槽、BIOS芯片、CMOS芯片、芯片组、各种接口（鼠标、键盘等）l芯片组（Chipset）是主板的核心组成部分，联系CPU和其他周边设备的运作。芯片组决定主板的功能，进而影响到整个电脑。芯片组是主板的灵魂。能生产芯片组的厂家有英特尔（美国）、VIA（台湾）、SiS（台湾）、AMD（美国）、NVIDIA（美国）、Server Works（美国）等

9、几家，其中以英特尔、AMD和nVIDIA的芯片组最为常见。 l英特尔芯片组包括：G系列，如G41集成显卡，入门级。 P系列，如P45没有集成显卡，高级。Q系列，如Q45集成显卡，商用级。X系列，如X48没有集成显卡，发烧级。此外，数字代表级别档次，如：G41的“4”表示G41是G31的下一代，G43的“3”表示G43性能好于G41。16主板ASUS p8Q67 17各种接口各种接口lIDE：主要连接IDE硬盘和IDE光驱lSATA：连接SATA硬盘和SATA光驱l软盘接口l串行接口：处置MODEM，一般为COM1和COM2l并行接口：用于连接打印机，标识为LPT或PRNlUSB（通用串行总线）

10、：可以连接键盘、鼠标、数码相机、扫描仪等。支持热插拔。1819PS2PS2键盘、键盘、鼠标接口鼠标接口并行接口串行接口四个四个USBUSB接口接口RJ45LAN接口各种接口20显示器信显示器信号连接线号连接线耳机、麦克风耳机、麦克风连接线连接线鼠标鼠标键盘键盘中央处理器中央处理器(CPU)(CPU)l组成l运算器、控制器、寄存器l主要生产厂家lINTEL（80 x86系列、PENTIUM系列,Core系列、i系列）lAMD（K8 速龙系列、K10羿龙系列、）lCYRIX：美国国家半导体公司,现被台湾公司收购。lCPU的主要性能 指标l字与字长字是计算机内CPU进行数据处理的基本单位字长越长,一

11、次可处理的数据二进制位越多运算能力越强计算精度越高21l主频l指的是CPU的时钟频率，主频越高,一个时钟里完成的指令数也越多,CPU的运算速度越快。l时钟频率lCPU的外部时钟频率,也称外频,它左右CPU与内存之间数据交换速度l地址总线宽度决定了CPU可以访问的物理空间(使用内存容量)l数据总线宽度决定一次传输的数据信息量l内部缓存(L1 , L2 CACHE)lCPU制造工艺 采用45、32、22nm技术，具有较低的能耗，发热量低。 22内存储器的分类l随机存储器(RAM)l可读,可写断电后RAM中的信息全部丢失l用于存放当前运行的程序和数据l一般采用的DRAM （DDR、DDR）l只读存储