计算机基础教案-计算机组成原理2

课前导入

首先请同学们自己结合中学对计算机的学习，谈一谈对计算机结构的了解，以及自己想买一台电脑，该配置什么设备。

学习要求

结合电子教案提出本章的学习要求：

1.熟悉PC机的物理组成及其内存器的功能和作用

2.了解芯片组与其他部件的关系

3.理解I/O总线、I/O控制器、I/O接口及I/O设备的功能与相互关系

主要讲解:

概述

•PC机的物理组成

–机箱、显示器、键盘、鼠标器等

•机箱内包含

–主板、硬盘、软驱、光驱、

电源、风扇等

•主板上安装

–CPU、芯片组、内存条、

总线插槽、I/O控制器、

I/O端口、扩充卡等部件

1、主板、芯片组和BIOS

首先以图片或实物的形式呈现计算机的母板---主板作一介绍，使同学们对其有一感性的认识。然后介绍主板上的两块主要芯片：BIOS和CMOS的主要作用，以及了解其他一些芯片的作用。

1、主板

主板:又称母板,在主板上通常安装有CPU插座、CPU调压器、主板芯片组、第2级高速缓存（有的已做在CPU中）、存储器插座（SIMM 或DIMM）、总线插槽、ROM BIOS、时钟/CMOS、电池、超级I/O芯片等。

主板上有两块特别有用的集成电路芯片:

1.ROM:存放BIOS，它是PC机软件中最基础的部分。

2.CMOS存储器：存放用户对计算机硬件所设置的一些参数，包括当前的日期和时间，系统的口令，系统中安装的软盘、硬盘驱动器的数目、类型及参数等。 CMOS 是易失性存储器，必须用电池供电，才能使计算机关机后数据不丢失。

2芯片组（ Chipset ）

集中了主板上几乎所有的控制功能，把以前复杂的控制电路和元件最大限度地集成在几个芯片内，是构成主板电路的核心。一定意义上讲，它决定了主板的级别和档次。

例如,Intel 850芯片组的组成：

82850E（存储控制器）

连接CPU总线、存储器总线,

AGP图形显示接口

82801BA（I/O控制器）

连接82850E、I/O总线、USB接口、硬盘接口、局域网接口、5.1数字环绕立体声接口、BIOS ROM芯片

3．BIOS

BIOS：基本输入/输出系统。•BIOS（Basic Input/Output System）它是存放在ROM芯片中的一组机器语言程序，具有启动计算机、诊断计算机故障及控制低级输入输出操作的功能。

讲解其包含的四个主要程序：

加电自检

系统自举程序

CMOS设置程序

基本外围设备驱动程序

在启动过程中，若按下Del键（或其他键），进入CMOS设置程序，允许用户修改系统硬件的部分配置信息。

一般来说，在下列情况下需要启动CMOS设置程序对系统进行设置：–PC机组装好之后第一次加电

–系统增加、减少或更换硬件或I/O设备

–CMOS芯片因掉电、病毒侵害、放电等原因造成其内容丢失或被错误修改

–用户希望更改或设置系统的口令

–系统因某种需要而调整某些设置参数

在本小节中，可采用计算机重新启动的方法让大家对对计算机的BIOS能有一个印象深刻地认识。同时启动过程可采取进入CMOS给学生讲解。

并指出在什么情况下需要重新启动CMOS设置程序。

2、存储器：

用于存放计算机工作过程中需要操作的数据和程序。主要包括内存储器和外存储器

内存储器：由CPU直接控制，所以存取速度快，一般128MB～2GB

主要包括：

随机存储器（RAM）:可以随时由CPU进行读写，但是断电后信息丢失

只读存储器（ROM）：只能由CPU进行读操作，断电后信息不丢失

RAM(Random Access Memory随机存取存储器)：

多采用MOS(金属氧化物半导体)型半导体集成电路芯片制成。易失性。

–DRAM（动态随机存取存储器：如内存条）

–SRAM（静态随机存取存储器：如CACHE）

ROM（Read Only Memory只读存储器）

–不可在线改写内容的ROM。比如Mask ROM（掩膜ROM）

PROM（Programmable ROM）和EPROM（Erasable Pr ogrammable ROM）

–Flash ROM（快擦除ROM，或闪速存储器）

一般使用DRAM芯片组成

存储容量

含义：指存储器所包含的存储单元的总数

单位：MB（1MB＝220字节）或GB（1GB＝230字节）

每个存储单元（一个字节）都有一个地址，CPU按地址对存储器进行访问

存取时间

含义：在存储器地址被选定后，存储器读出数据并送到CPU（或者是把CPU数据写入存储器）所需要的时间

单位：ns（1ns = 10-9秒）

同时指出CPU只能访问内存，不可访问外存。为了提高CPU访问内存的速度，增加了Cache.

3.I/O总线与I/O接口

I/O操作的任务：将输入设备输入的信息送入内存的指定区域，或者将内存指定区域的内容送出到输出设备。

特点：1、慢

2、多个I/O设备必须能同时工作

3、数量、品种、性能差别很大

4、操作控制的复杂程度大

每个（类）I/O设备都有各自专用的控制器

1.CPU执行I/O指令，向I/O控制器发出启动命令

2.I/O控制器接受命令，负责对I/O设备进行全程控制

3.当需要传输数据时， I/O 控制器发出请求