第二章 计算机组成原理.ppt

计算机组成原理 第二章 学习目标与要求 1.掌握计算机硬件的主要组成部分及其功能， 了解计算机的类型及它们的用途 2.了解微处理器的特点、功能、应用及大概的发展情况 3.描述CPU的结构与工作原理，理解指令的大体执行过程 4.熟悉PC机的物理组成，芯片组与其他部件的关系 5.了解Cache存储器和主存储器的功能与关系 6.理解I/O总线、I/O控制器、I/O接口及I/O设备的功能与相互关系 7.掌握常用输入设备的功能、结构与原理 8.掌握常用输出设备的功能、结构与原理 9.理解磁盘、光盘的类型、结构与原理 第二章 主要内容 2.1 计算机的组成和分类——计算机的逻辑结构 2.2 CPU的结构和原理——个人计算机中的中央处理器 2.3 PC机的主机——个人计算机的物理结构 2.4 常用输入设备——个人计算机的输入设备 2.5 常用输出设备——个人计算机的输出设备 2.6 外存储器——个人计算机的外存储设备 2.1 计算机的组成与分类 主要内容:计算机的逻辑结构 各组成部分的基本功能 计算机分类 计算机主要性能指标 2.1.1 计算机的发展和作用 过去很长时间人们都按照计算机主机所使用的元器件，为计算机划代。 计算机的巨大作用 （1）开拓了人类认识自然、改造自然的新资源 （2）增添了人类发展科学技术的新手段 （3）提供了人类创造文化的新工具 （4）引起了人类的工作与生活方式的变化 2.1.2 计算机的组成 计算机系统的组成 硬件：计算机系统中所有实际物理装置的总称 软件：在计算机中运行的各种程序和相关的数据及文档 程序：用来向计算机指出应如何一步步地进行规定的操作 数据：程序处理的对象 文档：提供给用于使用的操作说明、技术资料等 它们都是软件不可缺少的组成部分 冯·诺依曼计算机的基本原理 ——存储程序与程序控制 几个要点 程序是一个指令序列 指令是可以被计算机理解并执行的基本操作命令 指令与数据都用二进制编码形式存储、运行和运算 程序和数据预先存放在存储器内 计算机工作时，CPU依次从存储器中取出一个程序中的各条指令（取指令），对指令的功能进行分析（指令译码），按指令的功能从内存取出数据（取数），对数据进行运算处理（运算）并保存运算结果，直到取到并执行了停机指令为止。至此完成程序的一次运行 冯·诺依曼计算机的5个组成部分 计算机的逻辑结构 计算机硬件的组成 输入设备 输入（input） 指把信息（程序，数据，信息）送入计算机的过程 （名词）向计算机输入的内容 输入设备 用来向计算机输入信息的设备 输入到计算机中的信息都使用二进制中的“0”和“1”两个符号来表示 输入设备类别 按照输入信息的类型划分 数字和文字输入设备（键盘、写字板等） 位置和命令输入设备（鼠标器、触摸屏等） 图形输入设备（扫描仪，数码相机等） 声音输入设备（话筒，MIDI演奏器等） 视频输入设备（摄像机） 温度、压力输入设备 （温度、压力传感器） 中央处理器 CPU：Central Processing Unit 处理器 能高速地进行算术运算和逻辑运算，负责对输入信息进行各种处理 微处理器 简称μP或MP，通常指使用单片大规模集成电路制成的、具有运算和控制功能的处理器 中央处理器(CPU) 包含运算器和控制器。承担系统软件和应用软件运行任务的处理，是任何一台计算机必不可少的核心组成部件。（一台计算机中有多个处理器，它们各有其不同的任务） 并行处理和多处理器系统 使用多个CPU（2，4，8或更多）实现超高速计算的技术称为“并行处理”，采用这种技术的计算机系统称为“多处理器系统”。 内存储器和外存储器 存储器 存储程序和数据(包括原始数据、中间运算结果与最终结果等)的部件。 存储器类别与特性 内存储器(简称内存或主存) 存取速度快、容量相对小，价格相对高 直接与CPU相连接（CPU可直接访问） 易失性，用于临时存放CPU正在运行的程序、正被处理的数据以及产生的结果数据 存储介质：半导体芯片 内存储器和外存储器 外存储器(简称外存或辅存) 存取速度慢、容量相对大，价格相对低 不直接与CPU相连接（CPU不能直接访问，其中存储的程序及相关的数据必须先送入内存，才能被CPU使用） 非易失性，用于长期存放各类信息 存储介质：磁盘、光盘、磁带等 输出设备 输出（output） 把信息送出计算机的过程 （名词）指计算机所产生的结果。 计算机的输出可以是文本、语音、音乐、图像、动画等多种形式 输出设备 完成信息输出的设备。即把计算机存储器中用“0”和“1”表示并存储的信息转换成人可直接识别的信息形式的设备 输出设备类别 输出文字和图形的设备： 显示器