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计算机组成原理罗克露全原版

汇报人：

202X-12-22

计算机系统概述

运算器与控制器

存储器系统

输入输出设备与接口

总线系统与主板结构

01

计算机系统概述

以机械元件为主要计算元件，主要用于科学计算和工程设计。

机械计算机时代

电子计算机时代

微处理器时代

以电子元件为主要计算元件，开始应用于数据处理、数值计算等领域。

以集成电路为主要计算元件，计算机开始进入个人电脑时代。

03

02

01

硬件系统

包括中央处理器、内存、硬盘、显示器、键盘、鼠标等。

软件系统

包括操作系统、应用程序等。

03

输入输出

计算机通过输入设备接收外部信息，通过输出设备将信息输出到外部设备。

01

指令执行

计算机通过执行指令来执行任务，指令由操作码和操作数组成。

02

数据存储

计算机将数据存储在内存中，通过内存地址访问数据。

02

运算器与控制器

执行加、减、乘、除等算术运算。

算术运算

进行与、或、非等逻辑运算。

逻辑运算

实现数据的左移或右移操作。

移位运算

对寄存器进行读写操作，存储中间结果或临时数据。

寄存器管理

时序控制

产生各种时序信号，控制计算机各部件协同工作。

指令译码

将指令译码为微操作序列，指导计算机各部件完成特定任务。

操作控制

根据指令要求，控制计算机各部件完成相应操作。

数据传输

负责数据在内存与寄存器之间、寄存器与运算器之间以及其他部件之间的传输。

取指

执行

回写

从内存中读取指令并存放到指令寄存器中。

按照微操作序列，控制计算机各部件完成相应操作。

将结果回写到内存或寄存器中。

03

存储器系统

根据存储器的使用方式，可以分为主存储器（MainMemory）、辅助存储器（SecondaryMemory）和高速缓存（CacheMemory）。

分类

主存储器是计算机硬件中最重要的组成部分之一，用于存储和检索程序和数据。辅助存储器则用于长期存储大量数据和程序，如硬盘、U盘等。高速缓存则用于提高CPU访问内存的效率。

特点

内存条是主存储器的核心组件，由多个内存芯片组成。

内存条

内存芯片是内存条的基本单元，用于存储数据和指令。

内存芯片

内存控制器是连接CPU和内存条的桥梁，用于控制内存的访问和数据的传输。

内存控制器

04

输入输出设备与接口

鼠标、键盘、触摸屏、扫描仪等，用于向计算机提供数据和信息。

输入设备

显示器、打印机、音响等，用于将计算机处理后的数据和信息以某种形式展现给用户。

输出设备

不同的输入输出设备具有不同的功能和特点，可以满足用户不同的需求。

特点

接收来自输入设备的信号或数据，并将其转换为计算机能够识别的二进制代码。

输入接口

将计算机处理后的数据和信息转换为输出设备能够识别的信号或数据。

输出接口

输入输出接口通常由硬件电路和软件驱动程序组成，硬件电路负责信号的转换和处理，软件驱动程序负责设备的控制和数据的传输。

组成结构

同步传输

数据传输过程中，发送方和接收方保持同步，数据传输速度较慢。

异步传输

数据传输过程中，发送方和接收方不保持同步，数据传输速度较快。

串行传输

数据一位一位地按顺序传输，传输速度较慢，但传输距离较远。

并行传输

数据多位同时传输，传输速度较快，但传输距离较短。

05

总线系统与主板结构

总线系统由数据总线、地址总线和控制总线组成，是计算机各功能模块之间传输信息的通道。

总线具有规范性、共享性和可扩展性等特点，能够实现各功能模块之间的信息传输和资源共享。

总线的特点

总线系统的基本组成

主板是计算机的核心部件，主要由芯片组、处理器插座、内存插槽、扩展槽、接口插座等组成。

主板的基本组成

主板上的功能模块包括存储器、输入输出接口、总线控制器等，这些模块共同实现了计算机的基本功能。

主板的功能模块

主板新技术

随着计算机技术的不断发展，主板技术也在不断更新换代，出现了许多新的技术和功能，如高速总线技术、多核处理器技术、固态硬盘技术等。

主板发展趋势

未来主板的发展趋势是更加集成化、智能化和绿色化，将更加注重性能和稳定性，同时也会更加注重节能和环保。

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