大学计算机基础第3章计算机系统组成.ppt

出版社 科技分社 大学计算机基础 第3章 计算机系统组成 一个完整的计算机系统是由硬件系统和软件系统两大部分组成。硬件是指计算机中各种看得见，摸得着的实实在在的装置，是计算机系统的物质基础；软件是指在硬件上运行的程序及相关的数据、文档，是发挥硬件功能的关键。本章主要介绍计算机硬件系统和软件系统的基本组成、工作原理及其功能。 * 3.1 计算机系统概述 3.1.1 计算机系统的基本组成 一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两部分组成。 图3.1硬件系统 * 3.1.1 计算机系统的基本组成 一个完整的计算机系统的组成如图3.2所示。 图3.2 计算机系统 * 3.1.2 计算机系统的基本工作原理 1．指令与指令系统 在计算机内部，指令就是计算机完成特定操作的命令，是能被计算机识别并执行的二进制代码。 2．程序 一般来说，用户指派给计算机的任务不能单靠一两条指令来实现，而是需要许多指令有序组合来共同完成。人们把为解决某一问题而编写在一起的指令序列以及与之相关的数据称为程序。 * 3.1.2 计算机系统的基本工作原理 3．存储程序控制原理 图3.4存储程序控制原理 * 3.2 计算机硬件系统 微型计算机的硬件体系基本结构如图3.5所示 图3.5 微型计算机硬件系统基本结构 * 3.2.1 主板 微机系统的主板实际上是一块集成了各类总线的印刷电路板，并在主板上集成了一些重要的核心部件，如CMOS、BIOS及一些控制芯片组。 图3.6 微型计算机的主板 * 3.2.2 中央处理器 中央处理器（Central Processing Unit，CPU）由运算器、控制器和少量的寄存器组成，它是计算机的核心，对计算机的整体性能有着决定性的影响。 1．运算器; 2．控制器; 3．寄存器; * 3.2.2 中央处理器 4．CPU主要性能指标 (1)系统时钟频率（主频）; (2)指令周期; (3)字长; (4)CPU缓存; * 3.2.2 中央处理器 5．指令的兼容性与精简问题 （1）指令的兼容性问题 由于每种类型的CPU都有自己独特的指令系统，因此，用某一种计算机的机器语言编写出来的程序难以在其他类型的计算机上运行，这就是指令不兼容。 （2）指令精简问题 精简指令系统计算机（Reduced Instruction Set Computer,RISC）主张采用使用最频繁、执行最快的那些常见的指令来构成CPU的指令集，使CPU能有更高的指令执行流程。 * 3.2.3 存储器 存储器是计算机存放程序和数据的物理设备，是计算机的信息存储和交流中心。 图3.7存储体系 * 3.2.3 存储器 1．内存储器 内存主要分为两类：随机访问存储器和只读存储器,其主要特点如表3.1所示。 * 3.2.3 存储器 2．外存储器 计算机中外存储器主要有软盘、硬盘、光盘和磁带等存储设备，这些存储设备主要是磁表面存储器和光盘存储器。 图3.9磁介质表面存储数据的原理 * 图3.10 磁盘格式化 * 3.2.3 存储器 常见的外存储器: 软磁盘存储器（软盘）; 硬磁盘存储器（硬盘）; 磁带存储器; 光盘存储器; 移动存储设备; * 3.2.4 输入输出设备 1．输入设备 输入设备用来把人们能够识别的信息，如声音、图像、文字和图形等一些信号转换成计算机能够识别的二进制形式存放在计算机的存储设备中。 * 3.2.4 输入输出设备 2．输出设备 输出设备是指把计算机处理后的信息以人们能够识别的方式（如声音、图形、图像、文字等）表示出来的设备。 * 3.2.5 总线与接口 1．总线 总线是把计算机各组成部件连接起来的一组导线，是计算机各组成部件进行数据传输的通路。 图3.16串行总线与并行总线 * 3.2.5 总线与接口 2．接口 接口是介于主机与外部设备之间的一种缓冲电路，用于实现计算机与外部设备之间的信息交换。 图3.17外设通过接口与总线相连 * 3.2.5 总线与接口 图3.18 微机主板上的各类接口 * 3.2.6 微机主要性能指标 * 出版社 科技分社 大学计算机基础