计算机系统的基本组成PPT课件

按寻址方式分为：
随机存储器RAM如内存（Random Access Memory) 顺序存储器SAM如磁带 (Sequenially) 直接存储器DMA如硬盘 (Direct)
输入装置：将外部数据转换为内部信息形式如键盘、鼠标。 输出装置：将计算机内部信息传递出来如显示器、打印机等。
计算机系统的基本组成和基本工作原理
由硬件系统和软件系统组成。前者是各种实实在在的装置，是 计算机系统的物质基础。后者发挥计算机功能的程序和数据。
1、计算机系统的构成 主机
计算机硬件
运算器 CPU 寄存器
控制器
只读存储器 主存储器 随机存储器 输入设备 高速缓冲存储器
外设 输出设备
计算机系统
外存 操作系统
系统软件
编译、解释系统 数据库管理系统
运算器：是计算机的核心部件，完成对信息的加工和处理。 由算术逻辑运算部件、寄存器、数据总线等组成。
存储器：存储程序和数据（也可统称为数据）。
计算机系统的基本组成和基本工作原理
一 计算机的基本组成
存储器：存储程序和数据（也可统称为数据）。
按读写方式分为：
读写存储器RWS 只读存储器ROM
固定只读ROM 可遍程的只读PROM 可擦写可编程EPROM 电可擦写可编程EEPROM
高速缓冲存储器：Cache逻辑上位于CPU 与主存之间。
容量小，速度快，主要目的是用于提高访问速度。
计算机系统的硬件
CPU
高速缓存
主存储器
内存编址、总线与数据传输
数已百万计的存储单元以顺序的线形方式组织。 CPU与内存之间通过数据总线和地址总线进行。 CPU需要信息 将内存起始地址送入地址总线 通过 控制总线发“读”信号 从数据总线得到数据。
计算机软件
系统服务程序
应用软件 字处理软件等 用户开发的软件系统
2、计算机系统的硬件 1）中央处理器CPU
CPU的功能：
执行指令，完成运算和控制功能。一种CPU能完成的基本动 作有几十到几百种，每一种动作对应一条指令，指令的全部构成 CPU的指令集合。如：= - * /，> < = ≠ mov
CPU性能三要素： 速度：每秒可执行的指令数。早期几万条，目前几亿更高。 精度：字长或数据宽度（一次处理数据的二进制位数） 指令系统本身的处理能力。
RISC（Reduced Instruction Set Computers)如Power-PC,Alpha芯片
计算机系统的硬件 CPU的结构
Arithmetic Logic Unit
ALU
指令寄存器 数据寄存器（字长）
控制寄存器 十几到几十个
寄存器组
CPU内部总线
程序控制单元
地址 数据 控制 信息 信息 信息
采用超大规模集成电路制造的半导体存储芯片
教学模型机
3)外存储器 用于与内存交换数据。（不能被CPU直接访问） 常见的有软盘、硬盘、光盘、磁带、优盘和闪寸 卡等
软盘的磁道和扇区 软性塑料圆盘上涂附磁性材料
滑门，读写窗口
软盘
写保护口
背后有一金属卡子 用于驱动磁盘转动
段
存储以区段为单位成批进行。区段地址：由 盘面编号+磁道编号+扇区号 决定。
按寻址方式分为：
随机存储器RAM如内存（Random Access Memory) 顺序存储器SAM如磁带 (Sequenially) 直接存储器DMA如硬盘 (Direct)
ห้องสมุดไป่ตู้
输入装置：将外部数据转换为内部信息形式如键盘、鼠标。 输出装置：将计算机内部信息传递出来如显示器、打印机等。
计算机系统的基本组成和基本工作原理
EEPROM—Electrically EPROM 闪存Flash MEM,目前用于BIOS，通过调节主板电压，升级操作
随机存储器：RAM—Random Access MEM
一般采用动态金属氧化物（动态MOS）半导体技术制造。 工艺简单、成本低 数据“易失性”
内存二要素：容量、访问速度。50ns 是CPU速度的1/10。
计算机系统的基本组成和基本工作原理
主要内容
• 计算机的基本组成 • 计算机系统的组成
硬件系统 软件系统 • 计算机中的信息表达
计算机系统的基本组成和基本工作原理
一 计算机的基本组成
依冯·诺依曼原理计算机由
运算器 控制器 存储器 输入设备 输出设备
五部分组成
控制器：是计算机的中枢神经系统，指挥各部件协同工作 能识别指令，分析指令。由程序计数器、指令寄存器、 操作码译码器、控制电路、时序电路等组成。
光盘
光盘的存储介质不同于磁盘，只读光盘、一次写入型光盘和可 擦写光盘。
一 计算机的基本组成
输入设备
中央处理部件
输出设备
键盘 鼠标器 ……
Input
CPU 主存储器
Output 显示器 打印机
……
I/O
外部存储设备 磁盘、磁带 ……
网络接口
现代计算机硬件系统基本结构图
计算机信息处理流程图
二 计算机系统的组成 1、计算机系统的构成2、计算机系统的硬件3、计算机系统的软件
CPU的核心分析指 令的内容，确定参
数
计算机系统的硬件
2)内存储器：用来存放程序和数据。
对内存的访问有：读出、写入由于CPU与内存频繁交换 数据，内存的速度成了提高计算机速度的瓶颈。
只读存储器：ROM—Read only memory其内容由芯片厂
家写入。用于存放重要固定的数据如：操作系统最基本
的服务—开机加电自检程序、引导程序。关机后内容不消失。 也有PROM—Programmable ROM 空白用户可一次性写入。 EPROM –Erasable Programmable ROME可多次紫外线擦除
硬盘
镁铝合金材料上涂磁性材料 划分更密，上千个磁道，上百个扇区，若干盘片
存储以区段为单位成批进行。区段地址：由 盘面编号（读写头号）+磁道编号+扇区号 决定。
光盘
塑料盘上,涂一层反光性好的铝制材料,再加一层保护层 密度很高，是磁盘的100倍。光道的密度可达到1600道/英寸， 光道上的位密度达3×108位/英寸。
一 计算机的基本组成
存储器：存储程序和数据（也可统称为数据）。
按读写方式分为：
RWS ROM
(Read/Write Storage) (Read Only Memory)
固定只读ROM PROM (Programmable ROM) EPROM (Erasable PROM)
EEPROM(Electrically)