第三章 计算机硬件体系结构 (课件).ppt

3.1 计算机系统的构成 3.1 计算机系统的构成 3.1.2 冯·诺依曼计算机的结构 3.1 计算机系统的构成 冯·诺依曼体系所组织的计算机结构的主要特点是： (1)采用二进制形式表示程序和数据。 (2)由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大基本部件组成 。 (3) 程序存储方式。 (4) 程序控制。 3.1 计算机系统的构成 3.1.3 微型计算机的诞生与发展 微型机属于第四代电子计算机产品，即大规模及超大规模集成电路计算机。微机的核心部件是CPU，因此我们主要以CPU的发展、演变过程为线索，来介绍微机系统的发展过程，以Intel公司的CPU为主线。 3.1 计算机系统的构成 Intel公司的cpu为代表： 第一代：4位及8位微处理器（intel4004,4040,8008,8085） 第二代：16位微处理器(intel的8086,8088，80286) 第三代：低档32位微处理器(intel的80386，80486) 第四代：高档32位微处理器（奔腾系列） 2005开始，64位cpu开始崭露头角，与64位应用交相辉映的还有“双核”。目前，intel和amd公司的cpu产品已经全面迈入64位时代，双核处理器也得到了迅速的普及 Apple公司 苹果公司是美国著名老牌计算机公司，成立于1977年，是个人电脑最早的倡导者和著名生产商。 苹果机一直是个人电脑市场的主流产品之一，并曾提出过很多新概念，其产品也掀起过多次流行潮。 Mactonish操作系统也是苹果公司出品的著名个人电脑操作系统，苹果电脑与Mactonish OS的配合是图形工作站的最佳选择，其产品在图形图像处理领域，一直有较大的市场份额。 没落的技术帝国贵族 。虽然世界上第一台个人电脑由苹果公司创造，但它没有把Apple II标准化，也不授权给其它厂商生产苹果兼容机。第一个实用性的图形用户界面是苹果公司做出来的，但由于定价太高而在商业上彻底失败。苹果是一个非常个性的产品，但目前的个性化消费市场却并不成熟。随着这块市场的成熟，苹果的空间会越来越大。 Intel公司 Intel公司创建于1968年，是生产CPU的“老大”。 Intel领导着CPU的世界潮流，从286、386、486、Pentium、Pentium Pro、PentiumⅡ、PentiumⅢ到现在主流的Pentium 4，它始终推动着微处理器的更新换代。 AMD公司 AMD创办于1969年，AMD是目前惟一能与Intel竞争的CPU生产厂家，AMD公司的产品现在已经形成了以Athlon XP及Duron为核心的一系列产品。 由于在CPU核心架构方面的优势，同主频的AMD处理器比Intel处理器具有更好的整体性能，AMD产品的性价比更高。 3.2 微型计算机主机结构 3.2.1中央处理器 CPU CPU：运算器部件、寄存器部件和控制器部件。 CPU从存储器取出指令，放入CPU内部的指令寄存器，并对指令译码。它把指令分解成一系列的微操作，然后发出各种控制命令，执行微操作系列，从而完成一条指令的执行。 3.2 微型计算机主机结构 3.2.1中央处理器 CPU CPU的主要性能指标 ： (1) 主频/外频（主频=外频×倍频，即CPU工作频率） (2) 数据总线宽度（即字长，指CPU传输数据的位数） (3) 地址总线宽度（决定了CPU可访问的地址空间） (4) 工作电压（低电压可减少CPU过热，降低功耗） (5) 高速缓存Cache（加速CPU与内存间数据交换） (6) 运算速度（CPU每秒能处理的指令数） 3.2 微型计算机主机结构 3.2.2 高级CPU技术 (1)超线程技术：用软件模拟两个双核效果，适用系统较少，容易产生数据冲突 (2)双核心CPU技术：单个cpu上真正集成两个处理器核心 3.2 微型计算机主机结构 3.2.3 主板 3.2 微型计算机主机结构 早期的PC机主板是将快速的CPU、中速的内存、慢速的外设都连接在一条总线上，使系统的总体性能得不到优化。 3.2 微型计算机主机结构 486到Pentium II期间，主板一般采用南北桥芯片结构主板。 3.2 微型计算机主机结构 Pentium II采用的南北桥芯片结构主板。 3.2 微型计算机主机结构 Pentium III以上的主板结构(采用中心结构的主板结构 )。 3.2 微型计算机主机结构 采用中心结构的主板结构 3.2 微型计算机主机结构 内存储器 (简称内存)，由半导体材料构成