计算机系统组成ppt课件.ppt

《计算机系统组成ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第3章计算机系统组成一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。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。计算机系统组成3.1计算机系统概述3.2计算机硬件系统3.3计算机软件系统3.1.1计算机系统概述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。硬件是有形的物理设备，看得见摸得着，它可以是电子的、电磁的、机电的或光学的元件或装置，或者是由它们所组成的计算机部件。软件是指在计算机硬件上运行的各类程序和文档的总称，它可以提高计算机的工作效率，扩大计算机的功能。

2、3.1.1计算机系统概述3.1.1计算机系统概述计算机硬件与软件系统的关系：软件与硬件是密切相关和相互依存的。硬件所提供的机器指令、低级编程接口和运算控制能力是实现软件的基础。反之，没有软件的硬件机器，称为“裸机”，裸机只有极其有限的功能，甚至连最基本的启动也不能完成。软件与硬件在逻辑上有着某种等价的意义。即软件实现的功能可以用硬件来实现，称为硬化或固化；同样，硬件实现的功能也可以用软件来模拟，称为硬件软化。3.1.1计算机系统概述●在计算机系统中，硬件与软件功能的分担是较重要的设计决策之一，在硬件

3、的基础上逐层地扩充软件是形成强大计算机系统的有效途径。3.1.2计算机系统的基本工作原理指令与指令系统程序存储程序控制原理指令、指令系统与程序指令是对计算机进行程序控制的最小单位。所有的指令的集合称为计算机的指令系统。程序是为完成一项特定任务而用某种语言编写的一组指令序列。机器指令格式操作码地址码机器执行什么操作执行对象（具体数、存放位置）存储程序控制原理存储程序控制原理即冯·诺依曼原理。冯·诺依曼：美籍匈牙利科学家，现代计算机之父，率先奠定了现代计算机的基本结构。存储程序控制原理用二进制形式表示数

4、据与指令。指令与数据都存放在存储器中，使计算机在工作时能够自动高速地从存储器中取出指令加以执行。程序中的指令通常是按一定顺序一条条存放，计算机工作时，只要知道程序中第一条指令放在什么地方，就能依次取出每一条指令，然后按照指令规定的操作来执行相应的动作。计算机系统由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成，并规定了五大部件的功能。3.2计算机硬件系统微型计算机硬件系统的基本结构微机的硬件部件1、一台普通的微机，秘密在机箱中2、打开机箱，会看见电线、电路板、装有硬盘、光驱的铁盒子机箱3

5、、主板，是一个分层的电路板，上面布满了各种硬件接口，板上有电子线路，它们形成了一个四通八达的通路，把各种接口连接成了一个有机的整体位于机箱内的主板4、存储条，它插入主板上的存储器扩展槽中5、40芯线的IDE扁平电缆，一端插入主板上的IDE接口，另一端硬盘或光驱相连光驱硬盘6、各种功能扩展卡，插入主板上的各种扩展槽中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。3.2.2中央处理器（CPU）CPU(Cent

6、ralProcessingUnit)功能：从存储器中取出指令，按指令要求对数据进行运算。（取指令，执行指令）组成：控制器运算器寄存器是计算机系统的核心。微型计算机的CPU称为微处理器。不是单独的元件，存在于控制器和运算器中！运算器又称算术逻辑单元ALU。其主要任务是执行各种算术运算和逻辑运算。运算器算术逻辑单元累加器状态寄存器通用寄存器运算暂存操作数和运算结果。存放算术逻辑单元在工作中产生的状态信息。暂存操作数或数据地址。运算器控制器控制器是计算机的神经中枢。控制器对输入的指令进行分析，并统一控制

7、计算机的各个部件以完成一定的任务。它是指挥整个计算机有条不紊地自动执行程序的元件。寄存器寄存器（Register）是CPU内部用来存放数据的一些小型的存储区域，用来暂时存放参与运算的数据以及运算结果。寄存器由电子线路组成，存取速度非常快，与CPU的速度相当，寄存器的成本较高，因而数量较少。CPU内部的寄存器类型有指令寄存器、程序计数器、数据寄存器、地址寄存器以及状态寄存器等。CPU的较重要的几个性能指标时钟频率计算机内部有一个时钟发生器不断地发出电脉冲，产生系统所需要的标准时钟信号，每秒钟产生的时钟

8、脉冲个数称为时钟频率，也叫主频，其单位是赫兹。指令周期指令周期是指计算机执行一条指令所用的时间，一个完整的指令周期包括：取指令、解释指令、执行指令几个操作步骤。CPU的较重要的几个性能指标字长字长是中央处理器可以一次能够处理的二进制数据的位数CPU缓存为了提高微机的整体性能，CPU芯片生产商在CPU内部增加了一种存储容量较小的快速存储器（SRAM）以缓解内存与CPU之间的速度差异，提高CPU的性能，这种存储器就是CPU快存。指令的兼容性与精简问题指令系统每种类型的CP