计算机系统的组成PPT演示课件

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计算机组成原理(本全)课件

计算机组成原理(本全)课件
计算机组成原理(本 全)课件
目录
CONTENTS
• 计算机系统概述 • 中央处理器(CPU) • 存储器系统 • 输入输出(I/O)系统 • 计算机的体系结构 • 计算机的软件系统
01 计算机系统概述
计算机的发展历程
第一代计算机
电子管计算机,20世纪40年代 中期至50年代末期,主要用于
军事和科学研究领域。
CPU每个时钟周期执行的指令数,是 衡量CPU性能的重要指标。
03 存储器系统
存储器的分类和作用
分类
根据存储器的功能和位置,可以分为内存和外存两大类。内存是计算机内部存储器,用 于存放运算数据和程序代码;外存则是计算机外部存储器,用于长期保存大量数据和程
序。
作用
存储器是计算机的重要组成部分,它负责存储程序运行过程中所需的数据、指令等信息 ,使得CPU能够快速、准确地读取和写入数据,从而完成程序的执行。
软件系统
包括系统软件和应用软件两大类。
操作系统
是计算机的软件系统中最基本、最重要的部分,负责 管理和调度计算机的软硬件资源。
计算机的工作原理
二进制数制
计算机内部采用二进制数制进行运算和存储。
指令和程序
计算机按照程序中预定的指令序列进行自动执 行。
存储程序原理
将程序和数据存储在计算机内部,根据指令从存储器中取出数据和指令进行运 算和传输。
内存的工作原理和组织结构
工作原理
内存由多个存储单元组成,每个单元可以存储一个二进制数 。当CPU需要读取或写入数据时,会通过地址总线发送地址 信号,内存控制器根据地址信号找到对应的存储单元,完成 数据的读取或写入操作。
组织结构
内存的组织结构通常采用线性编址方式,即将内存单元按照 一定顺序排列,每个单元都有一个唯一的地址。内存的容量 大小由地址总线的位数决定,地址总线位数越多,可访问的 内存单元数量就越多。

《计算机组成原理》ppt课件

《计算机组成原理》ppt课件

输入输出系统
输入设备
将人类可读的信息转换为计算机 可识别的二进制代码,如键盘、 鼠标等。
I/O控制方式
程序查询方式、中断方式、DMA 方式和通道方式等,用于管理输 入输出操作。
输出设备
将计算机处理后的结果转换为人 类可读的形式,如显示器、打印 机等。
I/O接口
连接输入输出设备与主机,实现 数据缓冲、电平转换和信号匹配 等功能。
括通用寄存器、专用寄存 器等。
指令的执行过程
取指
从内存中读取指令,并将其放入指令寄存器 中。
执行
根据微操作命令序列,控制运算器、寄存器 等部件执行相应的操作。
译码
将指令寄存器中的指令翻译成微操作命令序 列。
写回
将执行结果写回到寄存器或内存中。
CPU的性能指标
主频
CPU的时钟频率,通常以MHz或 GHz表示,主频越高,CPU处理
运算器
执行算术运算和逻辑运算, 处理数据。
寄存器
暂存指令、数据和地址, 提高CPU的运算速度。
存储器
01
主存储器
存放程序和数据的主要区域,直接和CPU交换信息。
02
辅助存储器
长期保存信息,容量大、价格低、速度慢,需通过主存与CPU交换信息。
03
高速缓冲存储器(Cache)
位于CPU和主存之间,存取速度接近CPU,用于缓解主存速度瓶颈问题。
云计算和大数据的融合是未来发展的趋 势,通过云计算平台提供的大数据服务, 可以实现海量数据的存储、处理和分析。 计算机组成原理在云计算和大数据融合 中发挥着重要作用,为构建高效、稳定 的云计算和大数据平台提供了理论支持。
计算机组成原理的发展趋势和挑战
发展趋势

计算机系统的组成与工作原理ppt课件

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工作原理
参照人类大脑的工作方式,首先我们通过眼 睛、耳朵等感觉器官,将捕捉到的信息输送到 大脑并存储起来。然后经过思考,结合已掌握 的知识,按照一定的方法和步骤,对信息进行 加工处理,产生处理结果。然后在经过大脑的 控制,利用口、手等器官,把结果表达出来。 计算机的工作方式也是类似的:
计算机工作原理
它是计算机的核心部件,负责解释执行计算机的基 本指令,完成计算机对各种信息的加工处理工作。 它主要由运算器和控制器组成。
信息处理 的核心
信息处理的 指挥中心
现在市场上常用的是AMD处理器、英特尔处理器等。
AMD处理器
Intel处理器
主 机 板
二、存储器
(1)内存储器,简称内存,也叫主存储器。 用于存储计算机当前工作中正在运行的程序、 数据等,相当于计算机内部的存储中心。
操作系统有DOS、windows等,我们常用的 WINDOWS 是一个多任务、多窗口的操作系统 。
应用软件是为了解决一些实际问题的计算机程序。 我们在计算机上作画,需要作图软件如photoshop, 作动画需要动画软件flash,我们写文章要用文字 编辑软件,如microsoft word,老师做课件用ppt 等。
注意:在我们使用完USB移动存储器时,一定要在计算机上进行“安全 删除硬件”的操作。等WINDOWS通知可以移除设备时,才可以从USB接口 中拔出设备
内 存 条
U 盘
光驱
三、输入设备:用于计算机从外界获取信息




摄 像 头 扫描仪
数码相机
四、输出设备:用于将信息传递给外界 打 印 机
显 示 器
数据输入 输入设备
运算器 存储器
输出 设备 输出 结果

计算机系统的组成(共19张PPT)

计算机系统的组成(共19张PPT)

鼠标:人们可以通过拖动、点按鼠标、 指挥计算机工作。
扫描仪
数码照相机
二、微机的软件系统
软件分为:系统软件和应用软件。 系统软件:操作系统、各种语言解释编 译程序、监控程序等。
如:DOS操作系统、WINDOS操作系统。
应用软件:是指为了解决某个实际问题而编 制的各种应用程序。 如:汉字处理软件、数据库管理系统软件、 各类辅助教学软件、办公自动化软件、各种多媒 体工具软件等等。

主机
硬件 系统 计 算 机 系 统 软件 系统 外设

运算器
微处理器(CPU) 内存储器(内存)
控制器
输入设备(键盘、鼠标、扫描仪等)
输出设备(显示器、打印机等) 外存储器(硬盘、软盘、光盘及它 们的驱动器)
系统软件(语言处理系统、服务系统、操 作系统等) 应用软件(辅助教学软件、辅助管理软件、 汉字处理软件、辅助设计软件等等)
谢谢观看
一、微机的硬件系统
硬件系统主要包括运算器、控制器、存储 器、输入设备和输出设备五部分。 输入设备 存储器 输出设备
中央处理器:
运 算 器
控Байду номын сангаас制 器
显示器 主机 音箱 光驱
软驱
键盘
鼠标
CPU
内存
显示器:它能把计算机 工作的结果显示出来。
键盘:人们常常通过按键的方式向计算 机输入数据指挥计算机工作。
信息技术课件
计算机系统的组成
计算机系统分为硬件和软件两大部分。
硬件是计算机系统中的各种物理装置,是
由各种实在的、看得见摸得着的器件组成的,
它是计算机系统物质基础。
软件是在硬件的基础上运行的各式各样的
程序(它是看不见摸不着的)及有关资料。

计算机组成原理(本全PPT)

计算机组成原理(本全PPT)
应用
用作固件存储,如BIOS、固件等。
外存储器
特点
容量大、价格低、速度慢、数据可长期保存。
分类
机械硬盘(HDD)和固态硬盘(SSD)。
外存储器
应用
作为计算机的主要存储设备。
特点
容量大、价格低、速度慢、数据可长期保存。
外存储器
分类
CD、DVD和蓝光光盘等。
应用
用于数据备份和存储。
高速缓存(Cache)
址和控制信号。
总线按照传输信号类型可以分为 数据总线、地址总线和控制总线。
总线按照连接部件可以分为内部 总线和外部总线,内部总线连接 计算机内部各部件,外部总线连
接计算机与外部设备。
主板的结构与功能
主板的结构包括
处理器插座、内存插槽、扩展插槽、硬盘接口、电源接 口等。
主板的功能包括
提供各部件之间的连接,实现数据传输和控制信号传递 ;保障系统的稳定性和可靠性;提供系统扩展能力。
I/O数据传输方式
优点
CPU可以执行其他任务,适用于高速I/O 设备。
VS
缺点
需要设置中断控制器,实现起来较为复杂 。
I/O数据传输方式
优点
CPU不直接参与数据传输,适用于大数据块 传输。
缺点
需要设置DMA控制器,成本较高。
I/O设备控制方式
要点一
优点
简单、易于实现。
要点二
缺点
CPU效率低下,适用于慢速I/O设备。
计算机组成原理(本全ppt)
• 计算机系统概述 • 中央处理器(CPU) • 存储器系统 • 输入输出系统(I/O) • 总线与主板 • 计算机系统性能评价与优化
01
计算机系统概述
计算机的发展历程

《计算机组成原理》课件

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指令结束
将结果存回内存或寄存器 。
CPU的性能指标
速度
执行指令的速度,通常以MIPS(百万条 指令每秒)表示。
功耗
CPU在工作时的能耗。
集成度
CPU中晶体管的数量和密度。
可靠性
CPU在正常工作条件下无故障运行的概率 。
03
存储器
内存的分类与结构
分类
根据存储介质,内存可以分为RAM(随机存取存储器)和ROM(只读存储器)。RAM又可以分为DRAM(动态 随机存取存储器)和SRAM(静态随机存取存储器)。
谢谢您的聆听
THANKS
《计算机组成原理》ppt课件
CONTENTS
• 计算机系统概述 • 中央处理器 • 存储器 • 输入输出系统 • 总线系统 • 计算机系统可靠性及安全性
01
计算机系统概述
计算机的发展历程
机械计算机时代
1946年第一台电子计算机ENIAC诞生,占地170平方米,重30吨,运算速度5000次/秒。
晶体管计算机时代
20世纪50年代中期至60年代,计算机体积缩小,运算速度提高,可靠性增强。
集成电路计算机时代
20世纪60年代末至70年代初,微处理器出现,个人电脑开始进入市场。
大规模集成电路计算机时代
20世纪70年代中期至今,计算机体积更小,性能更高,应用领域更广泛。
计算机系统的组成
硬件系统
包括中央处理器、存储器、输入输出设备 等物理部件。
结构
内存主要由存储单元阵列、地址译码器和数据输入/输出缓冲器组成。每个存储单元阵列负责存储数据,地址译 码器负责将地址码转换为相应的存储单元的地址,数据输入/输出缓冲器则负责数据的读写操作。
内存的工作原理

计算机系统的组成PPT

计算机系统的组成PPT

图像处理软件
用于编辑、处理和优化 图像,如Photoshop等

视频编辑软件
用于剪辑、特效处理和 输出视频文件,如
Adobe Premiere等。
游戏软件
提供各种娱乐游戏,如 动作、冒险、策略和模
拟等。
编程语言与编译器
编程语言
如C、Java、Python等,用于编 写计算机程序,实现特定功能或 解决特定问题。
数据加密与隐私保护
数据加密定义
指通过加密算法将明文数据转换为密文数据的过程,确保数据在传 输和存储过程中的安全性。
数据加密技术
包括对称加密技术(如AES)、非对称加密技术(如RSA)、混合 加密技术等,可应用于数据传输、文件加密、电子邮件加密等场景 。
隐私保护技术
包括匿名化技术、去标识化技术、数据脱敏技术等,可保护个人隐私 和数据安全,防止数据泄露和滥用。
根据网络覆盖的地理范围,计算 机网络可分为局域网(LAN)、
城域网(MAN)和广域网( WAN)。
局域网技术
局域网的定义
局域网是一种在小范围内实现 计算机之间通信和资源共享的 网络,通常局限于一个建筑物
或校园内。
局域网的特点
高数据传输速率、低误码率、 短距离通信。
局域网的拓扑结构
星型、环型、总线型等。
第四代计算机(1971年至今)
采用大规模和超大规模集成电路作为主要元件,体积更小、功耗更低 、可靠性更高。
计算机系统的应用领域
科学计算
利用计算机系统的高速运算能力进行 复杂的数学计算和科学模拟。
02
数据处理
利用计算机系统的存储和处理能力对 大量数据进行收集、整理、分析和处 理。
01
计算机网络

计算机系统组成完整版PPT课件

计算机系统组成完整版PPT课件
功能
计算机系统具有数据处理、信息存 储、通信和控制等功能,广泛应用 于各个领域。
计算机系统发展历程
第一代计算机(1940s-1950s)
采用电子管作为基本元件,体积庞大且效率低下。
第二代计算机(1950s-1960s)
采用晶体管作为基本元件,提高了运算速度和可靠性。
第三代计算机(1960s-1970s)
计算机系统组成完整版PPT课件
目录
• 计算机系统概述 • 计算机硬件系统 • 计算机软件系统 • 计算机系统结构 • 计算机系统性能指标与评价 • 计算机系统选购与维护 • 计算机系统安全与防护 • 总结与展望
01
计算机系统概述
计算机系统定义与功能
定义
计算机系统是由硬件、软件和数据 等要素组成,能够执行特定功能或 任务的综合体。
密性和完整性。常见的加密技术包括对称加密、非对称加密和混合加密。
02
身份认证
验证用户身份的过程,以确保只有合法用户能够访问系统资源。常见的
身份认证方法包括用户名/密码、数字证书、生物特征识别等。
03
访问控制
根据用户的身份和权限,限制其对系统资源的访问和操作,防止未经授
权的访问和数据泄露。
防火墙与入侵检测
02
计算机硬件系统
详细讲解了计算机硬件系统的组成, 包括中央处理器、存储器、输入输
出设备等。
04
计算机系统性能指标
介绍了计算机系统性能指标的评价 标准,如CPU速度、内存容量、硬
盘容量等。
技术发展趋势
人工智能与机器学习
随着人工智能和机器学习技术的不断发展,计算机系统将 更加智能化,能够自主学习和优化。
CPU的性能指标
02
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好好的
7)光盘与光驱
① 光盘读写原理: 写入数据时,用高能激光束沿螺旋线照射光盘片,在可塑层 上灼出极小的坑,并以小坑的有无表示 0 和 1。全部数据写 完后,再往可塑层上喷镀一层金属材料以固定信息。 读出时,用低能激光束入射光盘,利用盘表面上的小坑和平 面处的不同反射,来区分 0 和 1。 ② 特点: 容量大、可靠性高、不怕电磁干扰、保存时间长、价格低, 容量为650MB左右。 ③ 分类:只读(CD-ROM)、一次写入(WORM)和可擦写 (CD-RW)等;常用只读光盘,直径120mm,容量650MB。
控制器是整个计算机的控制枢纽,用于控制计算机各部 件协调地工作。 运 算 器 和 控 制 器 合 在 一 起 称 为 中 央 处 理 器 CPU (Central Processig Unit),它是计算机的核心部件。
好好的
CPU的主要参数:


字长:在计算机中,作为一个整体参与运算、处 理和传送的一串二进制数,称为一个字。组成该 字的二进制“数”的“位数”称为“字长”。字 长等于CPU中通用寄存器的位数。因此在用字长 来区分计算机时,常把计算机说成“8位机”、 “16位机”、“32位机”、“64位机”。 主频:对同一型号的CPU还可按他们的主频进一 步加以区分,例:100、133、166、200、233、 266、300……MHZ,4GHZ等。主频是表征计 算机运算速度的主要参数。
好好的
功能插针
电容
输出口
好好的
BIOS芯片
AGP接口 显示芯片
显存
9) 声卡
声卡的诞生把计算机从无声世界带入了丰 富多彩的多媒体世界,无论是在应用软件还是 在娱乐程序中,层次清晰的语音、典雅优质的 音乐、效果逼真的模拟声,是一套成功的软件 不可缺少的组成部分,而所有这些音响效果, 都是由声卡所产生的。声卡的出现使计算机得 到了更加广泛的运用。
1. 计算机系统的组成

一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。
好好的
2. 硬件系统
计算机硬件是人们看得见、摸得着的实体,它是由一组 设备组装而成的,将这些设备作为一个统一体而协调运行, 故称之为硬件系统。计算机硬件主要由运算器、控制器、存 储器、输入设备和输出设备五部分组成。
1.运算器(ALU)
好好的
4)输入/输出设备(Input/ Output Device)
输入输出设备是实现人与计算机之间相互联 系的部件。其主要功能是实现人 — 机对话、输 入与输出以及各种形式的数据变换等。
常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、触 摸屏等。
常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪 和音响等。
好好的
4.计算机的硬件设备
2. 控制器(CU) 3.存储器
(1)主存储器(内存)
(2)辅助存储器(外存)
4.输入设备
好好的5.输出设备
2. 硬件系统
1)运算器(ALU: Arithmetical and Logical Unit)
运算器的主要功能就是对二进制数据进行算术运算和逻 辑运算,所以也称算术逻辑单元。
2)控制器(CU:Control Unit)
1) 主机箱
好好的
2)主板

主板又称系统板或母板(mother board),是 计算机主机的核心,被固定在机箱内。计算机整 体性能是否能稳定有效地得到发挥,主板将起到 非常重要的作用。 计算机中几乎所有的基本设备都与主板相连接。 主板是计算机中最大的一块电路板,上面有一系 列的插槽及接口:

好好的
好好的
好好的
8)显示卡
显示卡也称图形加速卡,显示卡和显示器构成了计 算机的显示系统。图形加速卡拥有自己的图形函数加速 器和显存,这些都是专门用来执行图形加速任务, 因 此,就可以大大减少CPU所必须处理的图形函数,减轻 CPU的工作负担从而提高计算机的整体性能。 显卡的主要功能如下: ①将欲显示的字符或图形的内码转换成图形点阵; ②与同步信息形成视频信号输出给显示器; ③型号: MDA 、 CGA 、 EGA 、 VGA 、 SVGA 、 AGP 等。目 前微型计算机上常用的显卡多为AGP卡。
是一种写入信息之后,只能读出而不能再写入的固定存储 器; 特点:信息在断电后仍能保存下来; 用途:常用它来存放固定的程序和数据。 如主机板上的BIOS就是。
好好的
4)内存储器
② 随机存储器(Random Access Memory,简称RAM)
是一种可以任意读写数据的存储器,其中的数据会因掉电 而丢失,故一般用来存放正在使用的数据。 CPU对它们既可读出又可写入数据。
好好的
3)存储器(Memory)
存储器是计算机用来存放程序和数据的记 忆装置。 计算机中的全部信息,包括输入的原始信 息,经过计算机初步加工后的中间信息以及 最后处理得到的结果信息都记忆或存储在存 储器中。另外,对数据信息进行加工处理的 一系列指令所构成的程序也存放其中。 存储器分为两大类:内存储器和外存储器。
形状:内存通常制作成条状,称为内存条,插在主板的内存 插槽中; 特点:RAM存储单元的内容可以随时读出或写入,故又称为 读写存储器。但它里面存放的信息会因断电而消失; 用途:暂存输入、输出的数据和中间计算结果,用来和外存 交换信息。
好好的
6)硬盘
硬盘是计算机系统中使用最 多的外存储器,安装在主机箱中, 如图所示。 目前硬盘的发展主要是向大 容量、高速存储、小体积、高可 靠性这几个方面进行。硬盘一般 采用 IDE 标准接口,随着技术的 不断提高,目前比较流行的是 EIDE标准接口。
好好的
3) CPU
早期的CPU
586
686
K6
好好的
PⅡ
PⅢ
PⅣ
4)内存储器

内存是计算机运行程序时临时存储数据的 地方,其存储速度及大小直接影响着计算 机的整体性能。内存存储的数据直接供 CPU使用,存储容量越大,计算机执行效 率越高。 内存包括ROM和RAM两种。

好好的
4)内存储器
① 只读存储器(Read only Memory,简称ROM)
通常,计算机硬件设备可分为三大部分:

主机:安装在机箱里面的硬件与机箱,被称为 输出设备:如显示器、打印机等。
输入设备:如键盘、鼠标及手写板等。
主机。

好ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的
(1)主机

主机由机箱和机箱中的组件构成。其中主 机箱中的主要组件有主板、CPU、内存条、 硬盘、软盘驱动器、光驱、显卡、声卡及 电源等。
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