2章微型计算机系统的组成.pptVIP

第2章 微型计算机系统的组成 本章导读： 重点阐述了微机的中央处理器、存储器、输入/输出设备的类型、发展和主要性能指标。 重点内容： 计算机软、硬件系统构成、中央处理器的类型、性能和指标 、存储器的类型、性能和指标输入/输出设备的类型、性能和指标。 第2章 微型计算机系统的组成 2.1 概述 2.2 中央处理器CPU 2.3 存储器 2.4 总线与输入/输出 接口电路 2.5 输入/输出设备 2.1 概述 2.1.1 硬件系统 微型计算机的硬件系统主要由CPU、存储器、系统总线、接口电路及I/O设备等部件组成。 微型计算机工作原理 计算机的语言——二进制 二进制概念 程序和指令 指令是对计算机进行程序控制的最小单位。 所有的指令的集合称为计算机的指令系统。 信息的存储单位 2.1 概述 2.1.2 软件系统 软件是提高计算机使用效率、扩大计算机功能的程序总称，它由各种程序和数据组成。软件系统由系统软件和应用软件组成。 在硬件基础上的系统软件是对硬件功能的扩充与完善，而操作系统是配置在硬件上的第一层软件，它是对硬件功能的第一次扩充，从而构成了一个比硬件裸机功能更强大、使用更方便的＂虚拟计算机＂。所有系统实用程序以及更上层的应用程序都在操作系统虚拟机上运行，他们受操作系统的统一管理和控制。硬件和软件的整体称为计算机系统资源，其系统构成示意图见图2-2。 2.1 概述 2.2 中央处理器CPU 2.2.1 CPU主要指标、技术和发展 1、CPU主要性能指标 （1）CPU字长：CPU的字长（位数）通常是指CPU内部数据总线宽度或位数。它是CPU数据处理能力的重要指标。 （2）CPU主频。CPU主频也叫CPU的工作频率或CPU内部总线频率，是CPU内核（整数和浮点运算器）电路的实际运行频率，亦是CPU自身工作频率。 2.2 中央处理器CPU 2.2.1 CPU主要指标、技术和发展 （3）CPU外频。CPU的外频也是指CPU从主板上获得的工作频率。它是由主板上晶体震荡电路为CPU提供的基准时钟频率，也就是主板的工作频率。 （4）CPU倍频系数 CPU主频、外频和倍频系数关系如下： CPU主频 = CPU外频 × 倍频系数 （5）前端总线频率。前端总线（FSB：Front Side Bus）指主板芯片组中的北桥芯片与CPU之间传输数据的通道，因此也可以称为是CPU的外部总线。 2.2 中央处理器CPU 2.2.1 CPU主要指标、技术和发展 2、CPU技术 （1）CPU字长：CPU的字长（位数）通常是指CPU内部数据总线宽度或位数。它是CPU数据处理能力的重要指标。 （2）CPU主频。CPU主频也叫CPU的工作频率或CPU内部总线频率，是CPU内核（整数和浮点运算器）电路的实际运行频率，亦是CPU自身工作频率。 2.2 中央处理器CPU 2.2.1 CPU主要指标、技术和发展 2、CPU技术 （4）指令与数据分开。经典奔腾有两个高速缓存，一个用于缓存指令，一个用于缓存数据，这种把指令与数据分开存取结构称为哈佛结构 （5）固化常用指令。奔腾把常用指令，例如把MOV、ADD、INC、DEC、PUSH等指令改用硬件实现，而不用微代码操作，使指令的运行速度进一步加快。 （6）增强的32位数据总线。 （7）采用PCI局部总线。 （8）错误检测及功能冗余校验技术。 （9）能源效率技术。 （10）支持多重处理。 2.2 中央处理器CPU 2.2.1 CPU主要指标、技术和发展 3、CPU的发展 CPU从最初发展至今已经有三十多年的历史了，这期间，按照其处理信息的字长，CPU可以分为：4位处理器、8位处理器、16位处理器、32位处理器以及64位处理器，可以说个人电脑的发展是随着CPU的发展而前进的，甚至可以说英特尔的发展史就是CPU的发展史。 2.2 中央处理器CPU 2.2.1 CPU主要指标、技术和发展 3、CPU的发展 几种CPU的外观图如下所示。 2.2 中央处理器CPU 2.2.1 CPU主要指标、技术和发展 3、CPU的发展 几种CPU的外观图如下所示。 2.2 中央处理器CPU 2.2.1 CPU主要指标、技术和发展 3、CPU的发展 几种CPU的外观图如下所示。 2.2 中央处理器CPU 2.2.2 CPU的基本组成 1、控制单元 控制单元（Contral Unit）是硬件系统的控制部件。它能自动、逐条地从内存储器中取出指