计算机结构
计算机基本结构(图解)
电脑主机构成：1. CPU；2. 主板；3. 硬盘；4. 内存；5. 显卡；6. 声卡；7. 网卡；8. 光驱；9.电源。
电脑机箱主板，又叫主机板、系统板或母板，它分为商用主板和工业主板两种。
主板一般为矩形电路板，上面安装了组成计算机的主要电路系统，一般有芯片部分（BIOS芯片、CMOS 芯片等）、接口部分（COM、LPT、USB、MIDI、IDE、SATA、PS/2等）、扩展槽部分（AGP插槽、PCI插槽、CNR插槽、内存插槽等）。
芯片BIOS芯片：是一块方块状的存储器，里面存有与该主板搭配的基本输入输出系统程序。
能够让主板识别各种硬件，还可以设置引导系统的设备，调整CPU外频等。
BIOS芯片是可以写入的，这方便用户更新BIOS的版本，以获取更好的性能及对电脑最新硬件的支持。
CMOS芯片：是一种低耗电随机存贮器，其主要作用是用来存放BIOS中的设置信息以及系统时间日期。
如果CMOS中数据损坏，计算机将无法正常工作，为了确保CMOS数据不被损坏，主板厂商都在主板上设置了开关跳线，一般默认为关闭。
当要CMOS数据进行更新时，可将它设置为可改写。
为使计算机不丢失CMOS和系统时钟信息，在CMOS芯片的附近有一个电池给他持续供电。
南北桥芯片：横跨AGP插槽左右两边的两块芯片就是南北桥芯片。
南桥多位于PCI插槽的上面；而CPU插槽旁边，被散热片盖住的就是北桥芯片。
北桥芯片主要负责处理CPU、内存、显卡三者间的“交通”。
南桥芯片则负责硬盘等存储设备和PCI之间的数据流通。
南桥和北桥合称芯片组。
芯片组以北桥芯片为核心，一般情况，主板的命名都是以北桥的核心名称命名的。
芯片组在很大程度上决定了主板的功能和性能。
需要注意的是，AMD平台中部分芯片组因AMD CPU内置内存控制器，可采取单芯片的方式，如nⅥDIA nForce 4便采用无北桥的设计。
从AMD的K58开始，主板内置了内存控制器，因此北桥便不必集成内存控制器。
计算机组织和结构
计算机组织和结构
计算机组织和结构是计算机工作的基础。
它涉及计算机系统如何构建以及计算机如何以物理形式存储，加工和传输信息。
这一基础对于任何使用计算机的个人或企业都至关重要，它决定了计算机如何工作，以及计算机体系结构中的用户界面以及后端程序和硬件是如何协同工作。
计算机组织和结构可以分为三大类：中央处理单元(CPU)，主存储器和输入/输出设备。
中央处理单元（CPU）是计算机系统中最重要的硬件，它由处理器和其他组成部件组成。
CPU的主要功能是接收来自存储器中的输入，按照指令处理它，并把处理结果发送到主存储器中。
主存储器是计算机系统中最大的快速存储器，它储存程序、数据和中央处理器正在处理的信息。
输入/输出设备用来把计算机系统和用户界面连接起来，以便用户可以输入数据和指令，并收到处理结果。
输入/输出设备包括显示器、键盘、鼠标、打印机等。
计算机组织和结构除了上述三大部分外，还包括控制器（用来控制中央处理器如何与各个硬件单元通信）、寄存器（临时储存器）以及总线、光纤或其他数据通道，它们可以把不同部分之间连接起来。
总而言之，计算机组织和结构是计算机及其处理器、内存和输入/输出设备等所有组件的整体架构，它们的功能完成才能使计算机正常运行，实现信息的输入、运算和处理以及输出。
计算机基本结构(图解)
电脑主机构成：1、CPU；2、主板；3、硬盘；4、内存；5、显卡；6、声卡；7、网卡；8、光驱；9、电源。
电脑机箱主板，又叫主机板、系统板或母板，它分为商用主板与工业主板两种。
主板一般为矩形电路板，上面安装了组成计算机得主要电路系统，一般有芯片部分（BIOS芯片、CMOS 芯片等）、接口部分（COM、LPT、USB、MIDI、IDE、SATA、PS/2等）、扩展槽部分（AGP 插槽、PCI插槽、CNR插槽、内存插槽等）。
芯片BIOS芯片：就是一块方块状得存储器，里面存有与该主板搭配得基本输入输出系统程序。
能够让主板识别各种硬件，还可以设置引导系统得设备，调整CPU外频等。
BIOS芯片就是可以写入得，这方便用户更新BIOS得版本，以获取更好得性能及对电脑最新硬件得支持。
CMOS芯片：就是一种低耗电随机存贮器，其主要作用就是用来存放BIOS中得设置信息以及系统时间日期。
如果CMOS中数据损坏，计算机将无法正常工作，为了确保CMOS数据不被损坏，主板厂商都在主板上设置了开关跳线，一般默认为关闭。
当要CMOS数据进行更新时，可将它设置为可改写。
为使计算机不丢失CMOS与系统时钟信息，在CMOS芯片得附近有一个电池给她持续供电。
南北桥芯片：横跨AGP插槽左右两边得两块芯片就就是南北桥芯片。
南桥多位于PCI插槽得上面；而CPU插槽旁边，被散热片盖住得就就是北桥芯片。
北桥芯片主要负责处理CPU、内存、显卡三者间得“交通”。
南桥芯片则负责硬盘等存储设备与PCI之间得数据流通。
南桥与北桥合称芯片组。
芯片组以北桥芯片为核心，一般情况，主板得命名都就是以北桥得核心名称命名得。
芯片组在很大程度上决定了主板得功能与性能。
需要注意得就是，AMD 平台中部分芯片组因AMD CPU内置内存控制器，可采取单芯片得方式，如nⅥDIA nForce 4便采用无北桥得设计。
从AMD得K58开始，主板内置了内存控制器，因此北桥便不必集成内存控制器。
计算机硬件体系结构
3.2 微型计算机主机结构
1) 计算机指令系统
指令：是指计算机执行特定操作的命令。是程 序设计的最小语言单位。
指令构成：操作码+地址码 指令系统：是指一台计算机所能执行的全部指 令的集合。不同型号的计算机有不同的指令系统。 它反映了计算机的处理能力。
指令
分 类
操作码
操作数
结构
操作码 要完成的操作类型或性质
5.双核心CPU的二级缓存 双核心CPU的二级缓存比较特殊，和以前的单 核心CPU相比，最重要的就是两个内核的缓存所保 存的数据要保持一致。
3.2 微型计算机主机结构
3.2.3 总线 总线：是一组连接各个部件的公共通信线路，是计 算机内部传输指令、数据和各种控制信息的高速通 道，是计算机硬件的一个重要组成部分。 总线按所传输信号不同可分为： 数据总线 地址总线 控制总线。
(1) 掩膜式 ROM(Mask ROM) (2) 可编程 PROM(Programmable ROM) (3) 可擦除 EPROM (Erasable PROM) (4) 电可擦 EEPROM(Electrically EPROM) (5) 快擦写 ROM(Flash ROM)
3.2 微型计算机主机结构
操作数 操作的内容或所在的地址
数据传送指令 数据处理指令 •程序控制指令 输入输出指令 其它指令
内存
CPU
＋ － ×÷ And Or……
If Goto……
主机
I/O设备
对计算机的硬件进行管理等
3.5 计算机指令及执行
2 )指令的执行过程
取指令 分析指令 取操作数 执行 回送结果
通常把CPU从内存 并中取出一条指令 并执行这条指令的 时间总和称为指令 周期。
计算机的五大组成部分
计算机的五⼤组成部分计算机硬件由五⼤组成部分控制器（CPU）运算器（CPU）存储器（内存、硬盘）输⼊设备（内存、硬盘）输出设备（显⽰器、打印机）例⼦1cpu是⼈的⼤脑，负责控制全⾝和运算内存是⼈的记忆，负责临时存储硬盘是⼈的笔记本，负责永久存储输⼊设备是⽿朵或眼睛或嘴巴，负责接收外部的信息存⼊内存输出设备是你的脸部(表情)或者屁股，负责经过处理后输出的结果以上所有的设备都通过总线连接，总线相当于⼈的神经例⼦21.你通过⽿朵接收⽼师讲的知识->输⼊2.通过⾃⼰的神经，将接收的数据存⼊⾃⼰的内存/短期记忆（总线、内存）3.光听不⾏，你还需要反应/处理⽼师讲的知识，于是你的⼤脑/cpu从短期记忆⾥取出知识/指令，分析知识/指令，然后学习知识/执⾏指令 （cpu取指、分析、执⾏）4.你通过作业或者说话输出你学到的结果5.你想要永久将知识保存下来，只能拿出⼀个笔记本，把刚刚学会的知识都写到本⼦上，这个本⼦就是硬盘（磁盘）CPU中央处理器介绍（控制器、运算器）简介中央处理器（CPU），是电⼦计算机的主要设备之⼀，电脑中的核⼼配件。
CPU是计算机中负责读取指令，对指令译码并执⾏指令的核⼼部件。
中央处理器主要包括两个部分，即控制器、运算器。
电⼦计算机三⼤核⼼部件就是CPU、内部存储器、输⼊/输出设备。
中央处理器的功效主要为处理指令、执⾏操作、控制时间、处理数据。
在计算机体系结构中，CPU 是对计算机的所有硬件资源（如存储器、输⼊输出单元） 进⾏控制调配、执⾏通⽤运算的核⼼硬件单元。
CPU 是计算机的运算和控制核⼼。
计算机系统中所有软件层的操作，最终都将通过指令集映射为CPU的操作。
相当于⼈体的⼤脑，负责计算机的运算和控制，是服务器性能效率的最核⼼部件。
常见品牌：Intel（志强 xeon），AMD双CPU 时，只能同时装同⼀型号的⼀般的企业⾥的服务器，CPU个（颗）数2-4颗，单个（颗）CPU是四核。
内存总量⼀般是16-256G(32G,64G)。
简述冯.诺依曼计算机系统结构
简述冯.诺依曼计算机系统结构
冯·诺依曼计算机系统结构也被称为冯·诺依曼体系结构或冯·诺依曼体系，是现代计算机系统结构的基础和范例。
该结构由美国数学家冯·诺依曼于1945年提出，并在其著作《EDVAC报告》中详细阐述。
冯·诺依曼计算机系统结构包括以下几个关键部分：
1.中央处理器（CPU）：负责执行计算机指令和处理数据的核心部件，分为算术逻辑单元（ALU）和控制单元（CU）两部分。
2.存储器：用于存储指令和数据的设备，包括主存储器（RAM）和辅助存储器（硬盘、固态硬盘等）。
3.输入/输出设备：用于与外部世界进行信息交互的设备，如键盘、鼠标、显示器、打印机等。
4.指令集架构（ISA）：规定了计算机能够执行的指令集和操作码的集合，决定了计算机的编程模型和指令执行方式。
5.存储程序：计算机能够执行的指令和数据以二进制形式存储在存储器中，并按照顺序执行。
冯·诺依曼计算机系统结构的特点包括：
1.存储程序：指令和数据以相同的格式存储在存储器中，计算
机可以按顺序读取并执行。
2.存储器访问：计算机可以通过地址寻址方式从存储器中读取或写入指令和数据。
3.存储器分层：将存储器分为主存储器和辅助存储器，主存储器用于临时存储数据和指令，辅助存储器用于永久存储。
4.指令流水线：计算机可以将指令和数据进行流水线处理，以提高执行效率。
5.可编程性：冯·诺依曼计算机具有较高的可编程性，可以根据需求修改和执行不同的程序。
冯·诺依曼计算机系统结构的发展和应用为现代计算机科学和技术的进步提供了坚实的基础，并成为了普遍采用的计算机结构范例。
计算机系统体系结构
计算机系统体系结构计算机系统体系结构是指计算机硬件和软件之间的组织结构，它是计算机系统的基础。
计算机系统体系结构包括计算机的组成部分、它们之间的连接方式、数据传输方式、指令集和操作系统等。
计算机系统体系结构的设计和实现对计算机的性能、可靠性、安全性和可维护性等方面都有着重要的影响。
计算机系统体系结构的组成部分包括中央处理器（CPU）、内存、输入输出设备（I/O设备）和总线等。
中央处理器是计算机系统的核心部件，它负责执行指令、控制计算机的运行和处理数据。
内存是计算机系统中存储数据和程序的地方，它是计算机系统的重要组成部分。
输入输出设备是计算机系统与外部世界交互的方式，它包括键盘、鼠标、显示器、打印机等。
总线是计算机系统中各个组成部分之间传输数据和指令的通道，它是计算机系统的重要组成部分。
计算机系统体系结构的连接方式包括并行连接和串行连接。
并行连接是指多个设备同时连接到计算机系统中，它可以提高计算机系统的处理速度和效率。
串行连接是指一个设备连接到计算机系统中，它可以减少计算机系统的复杂度和成本。
计算机系统体系结构的数据传输方式包括同步传输和异步传输。
同步传输是指数据在固定的时间间隔内传输，它可以提高数据传输的稳定性和可靠性。
异步传输是指数据在不固定的时间间隔内传输，它可以提高数据传输的灵活性和效率。
计算机系统体系结构的指令集是计算机系统中的指令集合，它是计算机系统的重要组成部分。
指令集包括操作码和操作数，它可以控制计算机系统的运行和处理数据。
指令集的设计和实现对计算机系统的性能、可靠性和安全性等方面都有着重要的影响。
计算机系统体系结构的操作系统是计算机系统中的软件系统，它是计算机系统的重要组成部分。
操作系统可以管理计算机系统的资源，控制计算机系统的运行和处理数据。
操作系统的设计和实现对计算机系统的性能、可靠性和安全性等方面都有着重要的影响。
计算机系统体系结构是计算机系统的基础，它对计算机系统的性能、可靠性、安全性和可维护性等方面都有着重要的影响。
微型计算机的基本结构3篇
微型计算机的基本结构第一篇：微型计算机的基本结构概述微型计算机（Personal Computer，简称PC）是一种广泛应用于个人日常工作和娱乐等方面的计算机，其基本结构由五个部分构成，分别是中央处理器（Central Processing Unit，简称CPU）、存储器、输入设备、输出设备和系统总线。
1. 中央处理器中央处理器是微型计算机最核心的部分，它是负责处理各种指令和数据的大脑。
CPU的性能直接影响着计算机的整体运行速度，因此在选择CPU时需要根据自己的需求选购合适的型号。
CPU主要由控制器和算术逻辑单元组成，其中控制器负责指导CPU完成各种操作，而算术逻辑单元则负责实现各种算术和逻辑运算。
除此之外，CPU还包括寄存器和高速缓存，它们的作用是缓存一些频繁使用的指令和数据，以提高CPU的运行效率。
2. 存储器存储器是微型计算机中用于存储数据和指令的部分，包括随机存储器（Random Access Memory，简称RAM）和只读存储器（Read-Only Memory，简称ROM）。
RAM是计算机中最常见的存储器，它可以被操作系统和应用程序用来存储临时数据和程序代码。
RAM的容量通常按照兆字节（Megabyte，简称MB）或者千字节（Kilobyte，简称KB）来计算，容量越大，能够同时存储的数据和程序代码就越多。
ROM是一类只能读取，不能写入的存储器，其中记录了一些固定的程序代码和数据。
ROM中的程序和数据不会被操作系统和应用程序改变，因此可以保证系统的稳定性和安全性。
3. 输入设备输入设备是用来输入数据和指令到计算机中的设备，常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪等。
键盘是计算机最常见的输入设备，可以输入各种文字和命令；而鼠标则可以通过移动鼠标指针来控制计算机的操作。
4. 输出设备输出设备是用来将计算机处理的结果显示给用户的设备，常用的输出设备有显示器、打印机、音响等。
其中显示器可以显示计算机处理的图像和文字，而打印机则可以将计算机处理的结果打印出来。
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❖ 数据通信设备（Data Communication
25
25
24
22
21
DTR 20
RS-232
19
DB25连接器引脚 18
17
16
15
14
RS-2❖❖针32脚允数-联C许据络串发控口送制功接（与信能口接C号l标e收线a准r To针S脚end，C功TS能）
13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
计 并/串 转换
算及
串/并 机 转换
RS-232-C串口接口标准
通信线路
MODEM
MODEM
并/串 计 转换
及算
串/并 转换 机
DTE
DCE
DCE
DTE
❖ 数据终端设备（Data Terminal
Equipment，DTE）
❖ DTE是产生二进制信号的数据源，也是接 受信息的目的地，它由数据发送器或接收 器或兼具两者组成设备，也可以是一台计 算机。
❖ SCSI(Small CompSuCStIer System Interface)是小型电脑系统接口的缩写，是 一种专门为小型计算机系统设计的存储单元 接口模式，该接口的根部位于SASI （Shugart关联系统接口）上。
+9V
GND DSR CTS RTS RX TX GND
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▪ 信号线条数：6（电源2、信号4）/4（无电源） ▪ 支持系统：Windows 98以上 ▪ 支持特性：PnP，热插拔
并行接口
❖
并行接口，简称并
口，也就是LPT接
口，是采用并行通
信协议的扩展接口。
0101010
并行接口
1
并行连接
并行传输特点：
❖ 传输速度快：一位（比特）时间内可传输一个字符
❖ 通信成本高：每位传输要求一个单独的信道支持； 因此如果一个字符包含8个二进制位，则并行传输要 求8个独立的信道的支持
❖ 不支持长距离传输：由于信道之间的电容感应，远 距离传输时，可靠性较低
并行接口协议
磁盘接❖ 口IDE接口连接成本低、 兼容性好、容易安装 使用，成为最为普及 的磁盘接口。
❖ IDE接口连接成本低、 兼容性好、容易安装 使用，成为最为普及 的磁盘接口。
❖ IDE/ATA接口发展 到今，已经存在的几 个标准版本有：
❖ CPU与外设二者的信号不兼容，包括信号线的功能 定义、逻辑定义和时序关系
❖ CPU与外设的速度不匹配，CPU的速度快，外设的 速度慢
❖ 若不通过接口，而由CPU直接对外设的操作实施控 制，会使CPU处于穷于应付与外设打交道之中，大 大降低CPU的效率
❖ 若外设直接由CPU控制，会使外设的硬件结构依赖 于CPU，对外设本身的发展不利。
串行接❖ 串口行实接现口原，理简称串口，也就 是COM接口，是采用串行 通信协议的扩展接口。串口 的出现是在1980年前后， 数据传输率是115kbps～ 230kbps，串口一般用来连 接鼠标和外置Modem以及 老式摄像头和写字板等设备， 目前部分新主板已开始取消 该接口。
❖ 将组成字符的各比特位串行 地发往线路。
第四章
知识回顾
总线的概念和发展
总线的概念 总线作用
总线分类
总线功能及组成结构 总线组成
目前流行的总线结构
PCI总线 USB总线 1394总线 AGP总线
第5 章
外设接口
本章目标
掌握接口概念 掌握串行接口实现原理 掌握并行接口实现原理 理解磁盘接口，PCMCIA接 口 掌握概外念部世界的连接部件，是 CPU与外界进行信息交换的中转站。
9信短发号接送时。状，态空该。信号有效（25ON状态）空，
10通知终端空，已被呼叫。
❖ 25针D接头和D型串9针行接接口口协议 ❖ USB ❖ IEEE 1394
❖ 支持高速应用并且可有可升级性能 ❖ 分层的主控制其结构 ❖ 同时支持同步和异步数据传输方式 ❖ 采用基于内存的地址编码，具有高速传输能力 ❖ 采用点对点结构 ❖ 安装方便且容易使用 ❖ 其他性能指标
101001100101 0
串行接口实现原理 串行连接
串行接口特点： ❖ 传输速度较低，一次一位； ❖ 通信成本也较低，只需一个信道。 ❖ 支持长距离传输，目前计算机网络中所用的传输
方式均为串行传输。
针脚串行接口信定号义
1
DCD
2
RXD
3
TXD
4
DTR
5
SG
6
DSR
7
RTS
8
CTS
9
RI
功能 载波检测 接收数据 发送数据 数据终端准备好 信号地线 数据准备好 请求发送 清除发送 振铃指示