计算机系统与典型的PC操作环境9-29.ppt

第四章 计算机系统与典型的PC操作环境 4.1 计算机系统组成与工作原理 4.1.1计算机发展概述 电子计算机(Electronic Computer)又称电脑(Computer)，1946年2月在美国宾夕法尼亚大学世界上第一台电子计算机ENIAC(E1ectronic Numerical Integrator And Calculator)是问世的。 计算机的发展已经历了电子管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机和大规模、超大规模集成电路计算机等四代的发展历程 ,开始研究第五代计算机 . 第一代－电子管计算机( 1946～1957年) 第一代计算机采用电子管作为逻辑元件 ； 第二代－晶体管计算机( 1958～1964年) 第二代计算机采用晶体管作为逻辑元件。 第三代－集成电路计算机( 1965～1969年) 第三代计算机采用集成电路作为逻辑元件。 第四代－大规模、超大规模集成电路计算机( 1970年以后) 第四代计算机采用大规模集成电路作为逻辑元件。 新一代计算机 支持逻辑推理和知识库的智能计算机、神经网络计算机和生物计算机等新一代计算机。 4.1.2 计算机的分类及应用 1.计算机的分类 (1) 按工作原理分类 计算机内信息表示形式和处理方式的不同，可将计算机分为以下两大类：电子数字计算机和电子模拟计算机。 (2) 按应用分类 通用计算机和专用计算机 (3) 按规模分类 巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机。 2.计算机的应用 (1)科学计算(2)数据处理(3)过程控制(4)计算机辅助系统(5)人工智能(6)多媒体技术应用(7)计算机仿真(8)计算机应用于家用电器 4.1.3 计算机的主要特点和性能指标 1.计算机的主要特点 (1)运算速度快 (2)计算精度高 (3)存储容量大 (4)具有逻辑判断功能 (5)自动化程度高，通用性强 2.计算机的主要性能指标 (1)字长(2)存储器容量(3)运算速度(4)外设扩展能力(5)指令系统功能(6)诊断功能和容错能力(7)软件配置情况 4.1.4 计算机系统的基本组成和总线结构 1.冯·诺依曼结构 包含以下几点： (1) 计算机系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五个基本部分组成，也称计算机的五大部件。 (2) 以二进制代码形式表示计算机系统中的数据和程序。 (3) 数据和程序预先存入存储器中，控制器是根据存放在存储器中的指令序列做出判断，选择不同的动作流程。这样计算机就能够连续、自动、高速地从存储器取出一条条指令并执行。图4-1 冯·诺依曼 计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。 2.计算机系统的总线结构 总线是一组公共信息传输线路，它能为多个部件服务，可分时地发送域接收各个部件的信息；总线是微型计算机中所有各组成部件传输信息共同使用的“公路”。 微型计算机根据传送信息的方向将总线分为：单向总线和双向总线。 微型计算机根据传送信息的类别将总线分为三种是：数据总线(Data Bus)、地址总线(Address Bus)和控制总线(Control Bus)，如图4-3所示。 4.2 PC的组成 PC的组成包括硬件系统和软件系统两大部分。 4.2.1 主板 主板(Mother Board或main Board)是一台PC的主体，支持各种CPU、功能卡和各总线接口的正常运行，完成电脑系统的管理和协调，是PC的“总司令部”。 4.2.2中央处理器 中央处理单元（Central Processing Unit，简称CPU），是整个系统的核心，也是整个系统最高的执行单位。它负责整个系统指令的执行，数学与逻辑的运算，数据的存储与传送，以及对内对外输入与输出的控制，如图4-7所示。CPU由运算器和控制器组成。 4.2.3内存储器 计算机的存储器至少可分为由两级：一种是存取速度块、容量小的内存储器；另一种是存取速度慢、容量大的外存储器。内存储器又称内存或主存。 内存按存储信息的功能可分为两种： 只读存储器（Read Only Memory,简称ROM） 它所存放的信息不会因为关机或断电而丢失，因此又叫非易失性存储器。它的内部存放的是生产厂家装入的固定指令和数据，用于完成计算机初始化的低级操作和控制程序(即BIOS程序)的执行，以引导计算机的启动。 随机存储器（Random Access Memory,简称RAM） 平时所讲的内存指的就是RAM，它所保存的信息在关机或断电后就会丢失，因此又被称为易失性内存。RAM存放着CPU处理的大部分二进制信息，CPU对RAM的访问有读操作和写操作。读操作是指从指定的RAM单元中取出数据，写操作是指将数据存入到指定的RAM单元。