复习资料之一计算机组成原理.ppt

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1、计算机的组成原理计算机组装复习资料一、计算机系统的组成计算机系统是由硬件系统和软件系统两大部分组成。硬件是构成计算机系统各功能部件的集合。是由电子、机械和光电元件组成的各种计算机部件和设备的总称，是计算机完成各项工作的物质基础。计算机硬件是看得见、摸得着的，实实在在存在的物理实体。软件是指与计算机系统操作有关的各种程序以及任何与之相关的文档和数据的集合。其中程序是用程序设计语言描述的适合计算机执行的语句指令序列。www.ecjtuti.com.cn硬件与软件的关系：没有安装任何软件的计算机通常称为“裸机”，裸机是无法工作的。如果计算机硬件脱离了计算机软件，那么它就成为了一台无用的

2、机器。如果计算机软件脱离了计算机的硬件就失去了它运行的物质基础；所以说二者相互依存，缺一不可，共同构成一个完整的计算机系统。www.ecjtuti.com.cn计算机系统的基本组成如下图所示：www.ecjtuti.com.cn硬件操作系统软件开发工具实用程序应用软件用户www.ecjtuti.com.cn分散连接专用，效率高内部连线十分复杂，布线困难，难实现扩展性差总线连接共享竞争，效率低简洁扩展性好1970年DEC公司PDP-11小型计算机首次采用总线技术processormemoryI/OInterface（adapter）I/OInterface（adapter）I/Od

3、eviceI/Odevice主机存储器运算器控制器输入设备输出设备二、主机的总线结构www.ecjtuti.com.cn总线定义：连接多个部件的一组共享信息传送线路。两个特点：任意时刻只能有一个设备向总线发送信息系统瓶颈多个部件可以同时从总线接受相同的信息广播式www.ecjtuti.com.cn总线分类——按位置片内总线是指芯片内部的总线。如在CPU芯片内部，寄存器和寄存器之间、寄存器和算逻单元ALU之间都有片内总线连接。系统总线是指CPU、主存、I/O（通过I/O接口）各大部件之间的信息传输线。又叫板级总线和板间总线如ISA、PCI等。通信总线（I/O总线）是指计算机系统之间

4、或计算机系统与外部系统之间的通信传输线。IDE、SCSI、USB、RS－232processormemoryI/OInterface（adapter）I/OInterface（adapter）I/OdeviceI/Odevice主机片内总线系统总线通信总线www.ecjtuti.com.cn单总线结构单总线结构将CPU、主存、I/O设备（通过I/O接口）都挂到一组总线上，允许I/O之间、I/O与主存之间直接交换信息。这种结构简单，便于扩充。但是，由于所有的传送都通过这组总线，容易形成计算机系统的瓶颈。为了从根本上解决CPU、主存与I/O设备之间传输速率的不匹配问题，实现CPU与其

5、他设备的相对同步，不得不采用多总线结构。CPU内存I/O接口设备0I/O接口设备n系统总线www.ecjtuti.com.cn单总线速度瓶颈www.ecjtuti.com.cn双总线结构特点：将速度较低的I/O设备从单总线上分离出来，形成主存总线和I/O总线分开的结构。概念：通道是一个具有特殊功能的处理器,CPU将一部分功能下放给通道，使其对I/O设备具有统一管理功能，以完成外部设备与主存之间的数据传送，其系统的吞吐能力可以相当大。I/O接口设备0I/O接口设备n通道I/O总线CPU内存主存总线如果将速率不同的I/O设备进行分类，然后将它们连接在不同的通道上，那么计算机系统的利用

6、率会更高，如此发展成多总线结构。www.ecjtuti.com.cn三总线结构主存总线I/O总线DMA总线：外设直接存取，但主存总线与DMA总线不能同时对主存进行存取。内存I/O接口设备1I/O接口设备nI/O总线CPU主存总线DMA总线I/O接口高速外设www.ecjtuti.com.cn四总线结构为了进一步提高I/O的性能，又出现了四总线结构：局部总线、系统总线、高速总线、扩展总线多媒体调制解调器局域网串行接口扩展总线FAX扩展总线接口主存局部总线CPU系统总线Cache/桥高速总线SCSI图形www.ecjtuti.com.cn实例：Pentium计算机主板总线结构图CPU

7、、RAM、ROM、控制芯片组等芯片之间的信号连接线称为CPU总线。这是一个三总线结构，即有CPU总线、PCI总线和ISA总线。PCI总线用来连接高速的I/O设备模块，如显卡等。通过“桥”芯片，PCI总线上连CPU总接，下连ISA总线。ISA总线连接低速I／O设备，支持7个DMA通道和15级可屏蔽硬件中断。CPU总线、PCI总线和ISA总线通过两个“桥”芯片连成整体。桥芯片起到了信号速度缓冲、电平转换和控制协议转换的作用。www.ecjtuti.com.cn三、电脑硬件的拆和装组装