第二章 微型计算机系统ppt课件.ppt

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1、第2章微型计算机系统硬件和软件系统计算机系统软件硬件硬件“看得见、摸得着”的物理载体软件程序及其配套的数据、文档等计算机系统＝？硬件系统＋软件系统硬件主要概念有哪些？软件主要概念有哪些？第2章微型计算机系统微型计算机概述微型计算机系统微型计算机硬件系统外部存储器常用外部设备微型计算机的软件系统重点：微型计算机硬件系统组成计算机工作原理一、硬件概念Q1硬件系统是指？Q2什么是主机？CPU？Q3微型计算机与计算机的区别是？Q4内存与外存的不同之处是？Q5计算机各组成部件如何连接、通信？Q6计算机主要技术指标有哪些？讨论：2.1计算机系统计算机硬件组成输入运算器

2、存储器控制器输出人脑：感受→判断→计算→记忆→反应电脑：输入→控制→运算→存储→输出BUS外部设备2.1计算机系统控制器输入运算器存储器输出计算机硬件系统由五部分组成：也可以说由三部分组成：存储器CPUI/O接口及设备问：计算机硬件系统由哪几部分组成？问：主机包含哪些部件？CPU又是什么意思？主机＝运算器+控制器+存储器CPU＝运算器+控制器答：CentralProcessingUnit中央处理器CPUCPU是计算机的大脑，计算机的运算、控制都是由它来处理的。CPU的性能决定了整个微机的性能，是衡量微机档次的一个重要指标。CPU结构示意图地址总线标志寄存器

3、指令寄存器数据暂存器控制电路指令译码器地址寄存器指令指针寄存器R1R2R3R4寄存器组运算器PC数据总线控制总线ALUCPU（中央处理器）：由运算器、控制器、寄存器组成运算器—CPU中负责对数据进行算术逻辑运算的部件控制器—CPU中负责分析和控制执行指令的部件寄存器—CPU中的临时存储单元中央处理器CPU问：微型计算机与一般意义上的计算机有什么区别？其本质特征是答：运算器和控制器集成在一块IC芯片上这种CPU简称MPU字长：指微处理器一次所能处理的二进制数的位数。可同时处理的数据位数越多，CPU的功能就越强，工作速度就越快，性能就越高，而内部结构也就越复杂

4、。主频：即CPU内部核心工作的时钟频率，单位一般是兆赫兹（MHz）。通常所说的133、166、450等就是指主频。对于同种类的CPU，主频越高，CPU的速度就越快，整机的性能就越高。微处理器性能外频：外频是由电脑主板提供的，是CPU与周边设备传输数据的频率，即CPU到芯片组之间的总线速度，即系统总线的工作频率。例如，PentiumⅢ1GHz的CPU外频是133MHz。CPU的外频决定着整块主板的运行速度。倍频：是CPU和系统总线之间相差的倍数，即外频和主频的倍数关系。当外频不变时，提高倍频，CPU主频也就越高。CPU的主频与外频的关系是：CPU主频＝外频×

5、倍频微处理器性能问：内存与外存是一回事吗？能被计算机系统总线直接相连控制的存储器称为内存；通过I/O接口才能被CPU控制的存储器称为外存。内存储器内存：易失性存储器20优盘是一种新型的移动存储产品，不需要物理驱动器，也不需外接电源，可热插拔，使用非常方便。优盘体积很小，重量轻，可抗震防潮，特别适合随身携带。容量为512MB、1GB、4GB等优盘2.4外部存储器外存：永久性存储器存储器是一种具有保存和存取信息（程序、数据）的设备/器件，是计算机系统不可或缺的资源。现代微型计算机的存储系统结构：高速缓存--主存--外存为什么采用这种结构？指令执行速度依赖于内存

6、读写速度高速CPU需配置高速内存大软件需配置大容量内存高速度低成本大容量存储器与存储系统矛盾外存储器内存高速缓冲存储器(cache)计算机三级存储体系结构半导体存储器分为：ROM和RAM辅存（半导体、磁、光）为什么对存储器分级？存储器：现代计算机的性能瓶颈矛盾：容量or速度or成本？问题：同一类存储器难以满足上述三者的约束解决办法：将存储器分级主存高速缓存CPU未运行的大量程序和数据正在运行的程序和数据常用的指令和数据被处理的指令和数据问题：CPU只能访问Cache吗？存储器的分类半导体存储器按存储介质半导体存储器、磁存储器、光存储器软磁盘硬磁盘磁带光盘按

7、工作方式随机访问、只读、顺序访问、直接存取RAM:RandomAccessMemoryROM:ReadOnlyMemory按信息保存易失性(挥发性)、非易失性(非挥发性)按系统中的地位主存(内存)、辅存(外存)、高速缓存(Cache)现代计算机的三级存储体系磁盘结构扇区磁头柱面磁道不同盘片上相同磁道构成一个柱面。容量=柱面*扇区*磁头数*每扇区字节数主板计算机各组成部件如何连接？处理器存储子系统I/O子系统总线总线计算机各组成部件如何通信？地址总线:传输地址信息数据总线:传输数据信息控制总线:传输控制信息内部总线：连接CPU的各个组成部件(芯片内部)系统总

8、线：连接计算机中各大部件外部总线：连接计算机和外部设备连接对象传输