计算机系统知识结构图
计算机系统
计算机系统计算机系统由计算机硬件和软件两部分组成。
硬件包括中央处理机、存储器和外部设备等；软件是计算机的运行程序和相应的文档。
计算机系统具有接收和存储信息、按程序快速计算和判断并输出处理结果等功能。
1计算机系统按人的要求接收和存储信息，自动进行数据处理和计算，并输出结果信息的机器系统。
计算机是脑力的延伸和扩充，是近代科学的重大成就之一。
计算机系统由硬件（子）系统和软件（子）系统组成。
前者是借助电、磁、光、机械等原理构成的各种物理部件的有机组合，是系统赖以工作的实体。
后者是各种程序和文件，用于指挥全系统按指定的要求进行工作。
自1946年第一台电子计算机问世以来，计算机技术在元件器件、硬件系统结构、软件系统、应用等方面，均有惊人进步。
现代计算机系统小到微型计算机和个人计算机，大到巨型计算机及其网络，形态、特性多种多样，已广泛用于科学计算、事务处理和过程控制，日益深入社会各个领域，对社会的进步产生深刻影响。
电子计算机分数字和模拟两类。
通常所说的计算机均指数字计算机，其运算处理的数据，是用离散数字量表示的。
而模拟计算机运算处理的数据是用连续模拟量表示的。
模拟机和数字机相比较，其速度快、与物理设备接口简单，但精度低、使用困难、稳定性和可靠性差、价格昂贵。
故模拟机已趋淘汰，仅在要求响应速度快，但精度低的场合尚有应用。
把二者优点巧妙结合而构成的混合型计算机，尚有一定的生命力。
2特点编辑计算机系统的特点是能进行精确、快速的计算和判断，而且通用性好，使用容易，还能联成网络。
①计算：一切复杂的计算，几乎都可用计算机通过算术运算和逻辑运算来实现。
②判断：计算机有判别不同情况、选择作不同处理的能力，故可用于管理、控制、对抗、决策、推理等领域。
③存储：计算机能存储巨量信息。
④精确：只要字长足够，计算精度理论上不受限制。
⑤快速：计算机一次操作所需时间已小到以纳秒计。
⑥通用：计算机是可编程的，不同程序可实现不同的应用。
⑦易用：丰富的高性能软件及智能化的人-机接口，大大方便了使用。
计算机公共基础—计算机系统组成
第2章 · 计算机系统组成
计算机的主要指标
字 长： 数据总线的宽度，表示计算机一次处理 数据的二进制的位数。 存储容量：主存储器单元的多少，受限于CPU的地 存储容量：主存储器单元的多少，受限于CPU的地 址总线。 主 频：计算机在统一的时钟节拍下工作，时钟的 频率为主频。单位时间(s)内发出的脉冲数。 频率为主频。单位时间(s)内发出的脉冲数。
主板
CMOS芯片 主板电池 ISA插槽 控制芯片 PCI 插槽 AGP插槽 硬盘接口插座 Stocket7 CPU插座 主板CACHE 串行口插座 软驱接口插座 PS/2鼠标插座 键盘插座 内存插槽 主板电源插座 并行口插座
第2章 · 计算机系统组成
PC机外设接口
第2章 · 计算机系统组成
中央处理机(CPU) 中央处理机(CPU)
第2章 · 计算机系统组成
CPU的外观
第2章 · 计算机系统组成
主存储器——内存
内存器件采用的是半导体存储器，其特点是速度 快、功耗低，但价格相对较高。在计算机中有两类： RAM、ROM。 RAM、ROM。 1. 随机存取存储器 RAM：既可读又可写， RAM：既可读又可写， 断电后信息丢失。 2. 只读存储器 ROM：只能读不能写， ROM：只能读不能写， 断电仍然能够保持数据。
第2章 · 计算机系统组成
硬盘驱动器
盘片 磁头第2章 · 计算机系 Nhomakorabea组成光盘存储器
光盘（Optical Disk）是利用激光进行读写信息的圆 光盘（Optical Disk）是利用激光进行读写信息的圆 盘。光盘存储器系统是由光盘片、光盘驱动器和光 盘控制适配器组成。
第2章 · 计算机系统组成
光盘的速率和 速率和容量 速率和
计算机组成原理：第一章-计算机系统体系结构
一计算机系统体系结构1.1 什么是计算机体系结构本章的第一个概念是计算机系统(computer system)。
计算机系统包括读取并执行程序的中央处理单元(CPU，保存程序和数据的存储器以及将芯片转换为实用系统的其他子系统。
这些子系统会使CPU与显示器、打印机、Internet等外部设备之间的通信变得更加容易。
•cpu(处理器): 计算机实际执行程序的部分•微处理器: 在单个硅片上实现的CPU•微机: 围绕微处理器构建的计算机计算机的性能既取决于CPU；也取决于其他子系统。
如果不能高效进行数据传输，仅仅提高CPU的性能是毫无意义的。
Figure 1:•信息(程序和数据): 保存在存储器中；计算机会使用不同类型的存储器，达到不同的目的。
–如果不能叫信息保存在正确的存储器，那么CPU的速度再快也将毫无意义–Cache: 保存常用的数据是高速专用的存储器。
–主存: 存放大量的工作数据，断电消失–辅存: 指磁盘等，用于存储海量的数据。
永久存储•组成计算机的各个子系统通过总线连接在一起，数据通过总线从计算机中的一个位置传递到另一个位置。
什么是计算机Figure 2:•输入: 指用户交给计算机的信息•输出: 指计算机返回给用户的信息可编程计算机接收两种类型的输入: 它将要处理的数据，以及准确描述要如何处理输入数据的程序。
程序不过是计算机所执行的完成给定任务的操作序列。
Figure 3:•CPU读程序并完成程序指定的操作。
内部使用寄存器来保存数据•存储器系统保存两类信息:程序，程序处理或产生的数据计算机从存储器中读出指令并执行这些指令(即完成或执行指令定义的动作)。
执行指令时，可能要从存储器中读出数据，对数据进行操作，将数据写回存储器。
寄存器是CPU内部用来存放数据的存储单元。
时钟提供了脉冲流,所有内部操作都在时钟脉冲的触发下进行。
时钟频率是决定计算机速度的一个因素程序执行过程Figure 4:CPU先读取一条指令；在CPU分析或解码指令；从存储器中读出这条指令所需的所有数据。
计算机硬件知识PPT课件
“神州龙芯”：争议声中寻找中国自产 CPU的未来
作业：
设备
设计购机方案
组装电脑配置清单
品牌型号 价格 选购理由
提示：浏览以上网址，走访电脑城
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知多一点点：
主要电脑硬件的指标，参数 CPU 主频 = 外频× 倍频
主板 架构分类 芯片组
内存 规格（SDRAM 、DDR ）工作频率 硬盘 容量 转速rpm 传输速率
光驱 读写速度(倍速)、缓存容量、兼容性 显示器 尺寸(吋数) 分辨率 点距 防辐射标准
“神州龙芯”：争议声中寻找中国自产 CPU的未来
兼容以及采用RISC结构这两个具体目标。今年8月，中科院计算 所协同综艺股份、北京汇博轻舟软件公司、北京智浩联科开发中 心等组成一家新公司——北京神州龙芯集成电路设计有限公司， 全面负责“龙芯”的规模化生产。据悉，计算所的计划是“2003 年研制出1000M奔腾III水平的通用CPU，2005年在高性能通用 CPU设计方面接近当时国际先进水平”。 知识产权壁垒
课后阅读材料
“神州龙芯”：争议声中寻找中国自产 CPU的未来
发表日期：2002-09-07 作者 : 王宏亮 经济观察报
正式发布“龙芯”新版本的日子日渐临近，围绕中国应 不应该开发具有自主知识产权CPU的论争却反而多起来。中 国科学院计算所“龙芯”项目组的成员因此变得格外审慎， 甚至称在推出正式版本之前，将不再公布任何细则。 记者日前从其他渠道获悉，龙芯的测试工作目前还在进 行当中。从测试结果看，一些性能已超过Intel公司奔腾二代 的水平，一些则没有达到。据了解，至迟在9月上旬，计算 所将举行专家鉴定会，对“龙芯”性能作出全面鉴定。计算 所最早开始筹备CPU设计始于去年11月。起初，该所所长李 国杰就定了“高性能、通用、一步到位”的目标；后来，又
第1章 计算机基础知识--计算机系统组成
微型机的硬件系统组成
微型机和PC机的概念
微型机使用微处理器，结构紧凑、功能齐全、使用广泛。 PC(Personal Computer)简称“个人计算机”，习惯上称为PC机。 PC机是微型机的一种, 是目前使用人数最多、应用范围最广泛的微型机。 PC机包括台式机和笔记本电脑。
台式机
ROM
计算机的基本结构和工作流程
外部存储器
目前主要有磁盘驱动器（包括软盘驱动器和硬盘驱
动器）和光盘驱动器。
软盘驱动器
硬盘驱动器
光盘驱动器
计算机的基本结构和工作流程
内部存储器与外部存储器的比较
内部存储器 访问速度快 暂时性 容量小 价高 外部存储器 访问速度慢 永久性Байду номын сангаас
容量大
价低
计算机的基本结构和工作流程
目前常用的3英寸硬盘转速一般在5400～7200 转/分钟之间。存储容量有160GB-2TB不等。
微型机的硬件系统组成
CD-ROM光盘驱动器
CD-ROM光盘驱动器就是只读光盘存储器，
它可以读取CD-ROM光盘片上存储的数据。
存储介质是CD-ROM光盘片，由3层结构构 成：基层、反射层和保护膜层。
计算机的系统组成
计 算 机 系 统
硬 件
计算机 实体部 件 系统 软件 应用 软件
硬件：有形的物理设备，是指构 成计算机的所有实体部件集合
软 件
软件：硬件上运行的各种程序和 文档的总和。
计算机的基本结构和部件的功能
冯· 诺依曼式计算机硬件系统主要由五部分组成：
1 2 3 4 5
运算器
存储器 控制器
针式打印机具有打印成本低，可打印连续的穿孔纸和多层纸
计算机体系结构(计算机软、硬件的系统结构)
计算机体系结构发展的第四代从20世纪80年代中期开始，一直持续到现在。这个阶段，人们感受到的是硬件 和软件的综合效果。由复杂操作系统控制的强大的桌面机及局域网和广域网，与先进的应用软件相配合，已经成 为当前的主流。计算机体系结构已迅速地从集中的主机环境转变成分布的客户机/服务器(或浏览器/服务器)环境。 世界范围的信息网为人们进行广泛交流和资源的充分共享提供了条件。软件产业在世界经济中已经占有举足轻重 的地位。随着时代的前进，新的技术也不断地涌现出来。面向对象技术已经在许多领域迅速地取代了传统的软件 开发方法。
概念性结构与功能特性，这是从程序设计者角度所看到的计算机属性。它包括机器内的数据表示、寻址方式 以及对这些数据的运算和控制这些运算的执行等(即指令系统)。对于通用型机器，一般包括数据表示、寻址方式、 寄存器定义、指令系统、中断机构、机器工作状态的定义和状态切换、机器级的输入、输出结构以及对信息保护 的支持等 。
微型计算机系统结构图
T0 T1
RAM
定时/计数器
CPU
并行接口
串行接口
中断系统
P0 P1 P2 P3
图 5-1
TXD RXD
INT0 INT1
MCS-51 单片机结构框图
1 2
3 4 5
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4
6 7 8 9
10
11 12 13
14 15 16 17
18 19 20
P1.5 P1.6 P1.7 RST/VPD RXD P3.0 TXD P3.1 INT0 P3.2 INT1 P3.3 T0 P3.4 T1 P3.5 WR P3.6 RD P3.7 XTAL2 XTAL1 VSS
图 5-4 8155 命令寄存器格式
× A 口中断标志请求 A 口缓冲器满空标志 A 口中断允许标志 B 口中断标志请求 B 口缓冲器满空标志 B 口中断允许标志 定时器中断标志，定时器计数到 指定长度置“1”，读状态后清“0”
图5-5 8155状态寄存器格式
图 5-6 8155 作计数器时的格式
d
d
d
d
fgb
B
e
c dp e
c dp
e
c dp
e
fgb
fgb
fgb
VCC a
VCC a
VCC a
VCC a
9
9
9
9
1 2
7 40 6 * 4
1 2
A1
A
2
2
A
Titl e
基于单片机控制 的串级调速系统 原理图
S iz e
Nu mber
Rev isio n
B
Dat e: F ile :
计算机组装与维护ppt课件
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10
模块一：计算机硬件知识
1.2.3 微型计算机的主要指标
还有一些因素，对微机的性能也起 着重要的作用： (1) 可靠性 (2) 可维护性 (3) 可用性 (4) 兼容性 (5) 性能价格比
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11
模块一：计算机硬件知识
模块一：计算机硬件知识
模块一：计算机硬件知识
1.1 计算机系统的基本组成 1.2 微型计算机简介 1.3 计算机硬件的基本结构
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1
模块一：计算机硬件知识
1.1 计算机系统的基本组成
计算机系统由两大部分组成，即硬件系统和软件系统。 计算机硬件和软件既相互依存，又互为补充,是不可分割的统 一体。硬件是计算机系统的物质基础，软件又能促使硬件发 挥更大的效能。它们相辅相成，互相促进，共同构成一个完 整的计算机系统。
(a) Intel CPU
(b) AMD CPU
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模块一：计算机硬件知识
(c) Intel酷睿2双核 E6300
图1-6 CPU
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模块一：计算机硬件知识
1.3.2 主板
主板是计 算机最基本也 是最重要的部 件，是承载计 算机所有硬件 设备运行的平 台。它既是连 接各个部件的 物理通路，也 是各部件之间 数据传输的逻
外部设备 系统软件 应用软件
输入设备（键盘、鼠标、光笔等） 输出设备（打印机、显示器、绘图仪等） 外存储器（硬盘、光盘、磁带机等） 操作系统 程序设计语言 服务程序（诊断程序、调试程序等） 通用软件包 专用软件包、用户开发的软件
计算机软、硬件系统组成
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6
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重点
1.掌握计算机系统的五大基本组成部分
2.认识计算机核心部件CPU 。
难点：
1.了解计算机系统各个组成部分的关系、功能。
2.系统软件与应用软件的区别、主存储器与辅助存储器的区别。
3.学生对理论知识的理解。
教学方法
1、讲授法
采用依据：通过讲述引导学生关注新知识并进行思考；学生在倾听与反馈中建构知识。
2、观察法
采用依据：通过观察实物，加深学生感性认识，变抽象为形象。
3、讨论法
采用依据：通过学生充分交流和讨论，加深学生印象，巩固知识，达到教学目标
4、赏识教育法。
采用依据：通过肯定学生的好奇心、求知欲、表扬学生的优点和长处，在愉悦的环境中教学，促进学生兴趣。