最新大学信息技术PPT2教学讲义ppt课件.ppt

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1、大学信息技术PPT2计算机的组成计算机系统软件：是指在计算机中运行的各种程序及其处理的数据和相关的文档硬件：计算机系统中所有实际物理装置的总称向计算机硬件指出应如何一步步的进行规定的操作程序处理的对象软件设计报告、操作说明和相关技术资料2计算机硬件的组成运算器控制器中央处理器(CPU)主机计算机硬件外设内存储器总线输入/输出设备（I/O设备）外存储器寄存器组3内存储器和外存储器存储器存储程序和数据(包括原始数据、中间运算结果与最终结果等)的部件。存储器类别与特性内存储器(简称内存或主存)存取速度快、容量相对小，价格相对高直

2、接与CPU相连接（CPU可直接访问）易失性，用于存放已经启动运行的程序和需要立即处理的数据以及产生的结果。存储介质：半导体芯片7内存储器和外存储器外存储器(简称外存或辅存)存取速度慢、容量相对大，价格相对低不直接与CPU相连接（CPU不能直接访问，其中存储的程序及相关的数据必须先送入内存，才能被CPU使用）非易失性，用于长期存放各类信息存储介质：磁盘、光盘、磁带等8总线总线（bus)是用于在CPU、内存、外存和各种输入输出设备之间传输并协调它们工作的一种部件（含传输线和控制电路）其主要组成部分是用于在各部件间运载信息的一组

3、（或多组）公用的传输线。CPU总线（前端总线）：连接CPU和内存I/O总线：连接内存和I/O设备（包括外存）9计算机的分类按内部逻辑结构分为单处理机、多处理机(并行机)按字长分为16位机、32位机或64位计算机等按计算机的性能、用途和价格分为巨型计算机（Supercomputer）大型计算机（Mainframe）小型计算机（Minicomputer）个人计算机（PersonalComputer）10微处理器和嵌入式计算机微处理器简称μP或MP，通常指使用单片大规模集成电路制成的、具有运算和控制功能的处理器单片机或嵌入式计算

4、机是一种把微处理器、存储器、输入／输出接口电路等都集成在单块芯片上的大规模集成电路芯片。例如：控制办公室的温度和湿度，检测病人的心率和血压，控制微波炉的温度和工作时间，播放MP3音乐。软件一般固化在芯片上，功能和用途一般就不能轻易改变了。大多满足实时信息处理、最小化存储容量、最小化功耗、适应恶劣工作环境等要求。112.2CPU的结构与原理主要内容：CPU的内部结构指令和指令系统的基本概念指令执行过程CPU的性能12CPU与内存的关系寄存器组运算器控制器指令数据运算结果中央处理器控制信号内存储器控制信号13CPU内部的组成寄

5、存器组速度很快，临时存放参加运算的数据和得到的中间（或最后）结果运算器（执行单元）ALU对数据进行各种算术运算和逻辑运算，控制器CPU的指挥中心，它有一个指令计数器，用来存放CPU正在执行的指令的地址，CPU将按照该地址从内存读取所要执行的指令；它还有一个指令寄存器，用来保存当前正在执行的指令，通过译码器解释该指令的含义，控制运算器的操作，记录CPU的内部状态等。142.2.2指令与指令系统15指令使用计算机完成某个任务必须运行相应的程序在计算机内部，程序是由一连串指令组成的，指令是构成程序的基本单位。指令采用二进制表示，

6、它用来规定计算机执行什么操作以及操作对象所在的位置。16操作码操作数机器指令格式：指令组成部分操作码表示计算机应执行何种操作的一个二进制代码操作数地址表示该指令所操作（处理）的数据（直接数）或数据所在存储单元的地址17指令系统兼容由于每种类型的CPU都有自己的指令系统，因此，某一类计算机的可执行程序代码未必能在其他计算机上运行，这个问题称之为计算机的“兼容性”问题。同一公司的ＣＰＵ产品通常“向下兼容”——　新型号的处理器在旧型号处理器指令系统基础上进行扩充。不同公司生产的CPU各有自己的指令系统，它们未必互相兼容。Pent

7、ium与PowerPC不兼容与AMD或Cyrix公司的微处理器兼容18CPU的性能指标字长（位数）指的是CPU中定点运算器的宽度（即一次能同时进行二进制整数运算的位数）。主频（CPU时钟频率）指CPU中电子线路的工作频率，它决定着CPU芯片内部数据传输与操作速度的快慢。主频越高，执行一条指令需要的时间就越少，CPU的处理速度就越快。19CPU的性能指标CPU总线速度CPU总线的工作频率和数据线宽度决定着CPU与内存之间传输数据的速度快慢，总线速度快，CPU访问内存的时间也可相应加快高速缓存（cache）的容量与结构它是介于

8、高速CPU和相对低速的主存之间的存储器。程序运行过程中高速缓存有利于减少CPU访问内存的次数。Cache容量越大、级数越多，命中率就越高，CPU运行速度就越快。20CPU的性能指标指令系统指令的类型和数目、指令的功能等都会影响程序的执行速度逻辑结构CPU包含的定点运算器和浮点运算器数目、是否具有数字信号