福建省高职单招计算机专业幻灯片2

1、1,2011新版大纲,第二章 计算机组成原理,2,第二章 计算机组成原理,第一节 计算机系统的组成 第二节 计算机的分类 第三节 计算机指令 第四节 计算机的工作原理 第五节 微型计算机硬件基本结构及功能,3,2.1 计算机系统的组成 1,一、硬件系统：包含运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五个部分。 1、运算器 又称为算术逻辑部件，用于进行算术运算和逻辑运算。 2、控制器 由指令寄存器、程序计数器和操作控制器组成。 控制器通过执行程序使计算机完成规定的处理任务。 注意：CPU由运算器和控制器组成。,4,2.1 计算机系统的组成 2,3、存储器 计算机的记忆部件 ，用来存放数据、程序和计算机结果。分为内、外存储器。 内存储器简称内存，又称为主存（储器）。 包括只读存储器（ROM）、随机存储器（RAM） 特点：能够直接与CPU交换信息，容量小，速度快，价格相对高。 外存储器简称外存，也称为辅助（存储器）。 常用外存储器有：硬盘、光盘、移动存储器等。 特点：不能直接与CPU交换信息，容量大，速度慢，价格相对低。,5,2.1 计算机系统的组成 3,4、输入设备 用于向计算机输入信息，

2、以二进制代码形式存放。 常用输入设备有键盘、鼠标、扫描仪等。 5、输出设备 将计算机处理结果从内存中输出，以文字、图形和声音等形式。 常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪、音箱等。,6,2.1 计算机系统的组成 4,二、软件系统,7,2.2 计算机的分类 1,一、按功能和用途分类 专用计算机 为某种特定用途而设计。 通用计算机 有多种用途，只要为其安装相应的软件和硬件接口，就能完成各种工作。,8,2.2 计算机的分类 2,二、工作原理分类：指计算机采用的运算量的形式。 数字计算机：采用不连续的数字量进行运算。 模拟计算机：采用连续的电压或电流模拟物理量进行运算。 混合计算机：结合了数字、模拟计算机的优点，混合运用两种运算量。,9,2.2 计算机的分类 3,三、按性能和规模分类 区别在于体积、简易性、功率损耗、性能指标、数据存储容量、指令系统规模和机器价格。 巨型机：主要用于科学计算，运行速度极快。 单片机：只用一片集成电路做成的计算机，体积小，结构简单、性能指标较低、价格便宜。 巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机（个人电脑PC）、单片机。,10,2.2 计算机的分类 4,四、今后

3、计算机的发展趋势 巨型化：满足尖端科学领域的需要。 微型化：采用越大规模集成电路技术，因此体积小、功能强、价格低、可靠性高、适用范围广。 网络化：利用现代通信技术和计算机技术，实现计算机互连、互通。 智能化：模拟人的感觉、行为、思维过程。,11,2.3 计算机指令 1,一、指令 是计算机完成某一特定操作而规定的命令，是对计算机进行控制的最小单元。 由操作码和地址码（操作数）构成。 操作码：指明该指令要完成的操作的性质与功能。 地址码：指明所操作的数据或数据所在存储单元的地址。,12,2.3 计算机指令 2,二、指令系统 指令系统是计算机所能执行的全部指令的集合。它描述了计算机内全部的控制信息和“逻辑判断”能力。 包括算术运算型、逻辑运算型、数据传送型、判定和控制型、输入和输出型的指令等。 完善的指令系统就达到四个方面的要求： 完备性 有效性 规整性 兼容性,13,2.3 计算机指令 3,三、程序 程序是为实现特定目标或解决特定问题，将一批指令有序排列起来形成的指令组（指令集合）。,14,2.4 计算机的工作原理 1,一、冯诺依曼原理 1946年数学家冯诺依曼提出了“存储程序控制”原理，

4、也称为“冯诺依曼原理”。 二、“存储程序控制”原理的基本内容 1、计算机硬件体系结构由运算器、控制器、存储器、输入和输出设备五大基本部件组成； 2、计算机内部用二进制表示指令和数据； 3、存储程序，程序控制。,15,2.4 计算机的工作原理 2,三、计算机工作过程 即执行程序的过程，其步骤为： 先编写程序，再通过输入设备将程序保存到存储器中（即存储程序）。 然后让计算机根据程序自动操作（即程序控制）。计算机自动 执行程序的过程是： 取出指令：从存储顺中取出要执行的指令送到CPU； 分析指令：分析暂存的指令，明确指令对应的操作； 执行指令：根据指令的操作要求，向各个部件发出相应控制信号，完成规定的操作； 为执行下一条指令做好准备。,16,2.5 微型机硬件基本结构及功能 1,一、中央处理器（CPU） 1、CPU的组成：由运算器和控制器组成。 运算器又称为算术逻辑单元（ALU），负责对数据进行运算处理的部件；控制器则负责控制和指挥计算机中各个部件 协调工作。 现在的CPU由运算器、控制器和高速缓冲存储器（Cache）组成。 2、CPU的工作原理：见课本P37。 3、CPU的功能： 指令控制

5、 操作控制,17,2.5 微型机硬件基本结构及功能 2,时间控制 数据加工 4、CPU的性能指标 主频：也叫时钟频率，表示运算速度。单位GHz。 字长：在单位时间内能一次处理二进制数的位数。 外频：是系统总线的频率，也叫总线频率，单位MHz。表示整块主板的运行速度。 倍频系数：是指CPU外频与主频相关的倍数。 公式：CPU的主频=外频*倍频系数 缓存：又称高速缓存（Cache），是指在CPU和内存之间进行高速数据交换的存储器，分为一、二、三级缓存（L1/2/3 Cache ）。,18,2.5 微型机硬件基本结构及功能 3,二、系统总线 作用：连接微型计算机系统中各个部件的一组公共信号线，是计算机中传输数据、信息的公共通道。 组成：包括数据总线DB，地址总线AB和控制总线CB。 数据总线DB作用：CPU、存储器和输入/输出设备的数据传送。 地址总线AB作用：传送存储器单元地址或输入/输出设备地址信息。 控制总线CB作用：传送控制器的各种控制信号。,19,2.5 微型机硬件基本结构及功能 4,三、内存储器 一般以字节为存储单元的基本单位。 分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）

6、。 RAM：随机存取（读写）存储器。特点：即能读取也能写入数据，断电时其信息丢失。作用：用于存放运行的程序、处理的数据及中间结果等。例：内存条。 ROM其特点：只能读出不能写入，断电时其信息不丢失。作用：用于存放基本输入/输出设备驱动程序等不变的程序和数据。例：基本输入/输出设备驱动程序（BIOS）。,20,2.5 微型机硬件基本结构及功能 5,四、输入/输出系统 1、输入/输出的控制方式 程序查询方式：通过软件来实现；CPU使用效率较低。 中断方式：鼠标、键盘等大多数外设采用此方式。 DMA方式：速度最快的，广泛用于硬盘和光驱。 外部设备的接口 PS/2接口：圆形6孔插座，用于接连键盘（紫色）和鼠标（绿色）。 并行接口（LPT接口）：采用并行传输方式来传输数据。接口为红色，用于连接本地打印机。,21,2.5 微型机硬件基本结构及功能 6,串行接口（COM接口）：即标准RS-232接口，9针D形接口，网络设备中的Console接口也有采用COM口的。早期的鼠标接口也用过COM口。 VGA显示器接口：向显示器输出相应的图像信号。三排、15针孔的D型接口，蓝色。 USB接口：即插即用，可热

7、插拔。 音频接口：粉红色接口用于音频输入设备，如麦克风；绿色接口用于连接音频输出设备，如耳机、音箱；蓝色接口用于线路输入。 RJ-45以太网接口：主板上集成了网卡，才有的接口。,22,2.5 微型机硬件基本结构及功能 7,五、输入设备 1、键盘 按键数分：104键和108键 与主板的接口分：COM接口（淘汰）、PS/2接口、USB接口和无线接口。 2、鼠标 工作原理分：机械式和光电式 与主板的接口分： COM接口（淘汰）、PS/2接口、USB接口和无线接口。 基本操作：指向、单击、双击、拖动和右击。,23,2.5 微型机硬件基本结构及功能 8,3、扫描仪：一种图形输入设备，可识别文字和图片。 4、数码相机：简称DC。主要性能指标： 光圈：获得正确投影；控制感光材料的曝光量。 快门：用于决定进光时间长短的装置。一般来说范围越大越好。 CCD尺寸：感光芯片的大小。数值一般不大于1，要求越大越好。 变焦：分为光学变焦和数码变焦。 像素：数码相机的分辨率。有总像素数和有效像素数之分。,24,2.5 微型机硬件基本结构及功能 9,5、数码摄像机：简称VC。主要性能指标： 信噪比：衡量摄像机的重要

8、指标。越高则图像越干净，摄像机质量越高。 最低强度 灵敏度：灵敏度越高、最低照度越低，摄像机质量越高。 解析力：一般用清晰度表示，分为水平清晰度和垂直清晰度。,25,2.5 微型机硬件基本结构及功能 10,六、输出设备 1、显示器：又称监视器。分为CRT（阴极射线管）显示器和LCD（液晶）显示器。性能指标 显示屏的大小：表示显示屏对角线的长度，单位英寸。 分辨率：反映显示器的清晰程序。表示方式：水平像素个数*垂直像素个数。 刷新频率：图像每秒钟更新的次数。LCD固定为60Hz。 像素的颜色数目：一个像素可能显示的颜色数。 相关的环保指标等。,26,2.5 微型机硬件基本结构及功能 11,2、打印机：分为击打式和非击打式 击打式：一般是针式打印机（耗材：色带），用于打印票据。其特点：价格便宜，耗材成本低。但只能音色打印，且速度慢，噪音大。 非击打式：又分为喷墨打印机（耗材：墨盒），激光打印机（耗材：墨粉），热敏式打印机（热敏纸）。 喷墨打印机：价格不贵、耗材成本较高，损耗较快。但输出彩色图像好，打印效果好，打印速度较快，噪音低。 激光打印机：打印速度快、质量高、噪声小。 热敏式打印机：无

9、噪声，结构轻而小，印字清晰。但速度慢、字迹保存性差。,27,2.5 微型机硬件基本结构及功能 12,性能指标：打印精度；打印速度；彩色数目和与主机接口。 七、外存储器 1、软盘存储器：由软盘、软盘驱动器和软盘控制接口卡组成。 2、硬盘：由磁盘和读写装置组成。 磁头：每个磁头都对应一个有效盘面。 柱面：所有盘面上的同一磁道构成了一个圆柱。 扇区：每个磁道被划分为若干个圆弧段。 存储容量=磁头数*柱面数*扇区数*每扇区容量,28,2.5 微型机硬件基本结构及功能 13,硬盘的大小：分为1.8英寸和2.5英寸（笔记本）、3.5英寸（台式机）和5.25英寸（已淘汰）。 硬盘的转速：表示硬盘的读/写速度。分为7200rpm、5400rpm和4500rpm等。单位rpm，即每分钟盘片旋转的圈数。 硬盘数据线和主板相连的接口：分为IDE（也称为ATA或PATA），SATA（又称串口IDE）和SCSI。 3、光盘与光驱 光盘分为CD和DVD两大类，外观相似，但容量差别较大。 根据光盘的写入次数：分为只读型 （ROM）、一次写入型 （R）和可擦写型 （RW）,29,2.5 微型机硬件基本结构及功能 14,对光盘进行读/写操作离不开光驱的支持，常见光驱有： CD-ROM：只能读取CD光盘 CD-RW，能读取CD光盘，还对CD-R和CD-RW光盘进行记录。 DVD-ROM，只能读取CD和DVD光盘。 COMBO，能读取CD和DVD光盘，并对一次写入型和可擦 写型 CD和DVD光盘进行刻录。 光驱又有倍速之分 。高倍速的光驱读取（写入）数据所需的时间较短。,30,2.5 微型机硬件基本结构及功能 15,4、U盘 具有体积小、重量轻、可写保护、使用寿命长等特点。支持热插拔。 5、磁带 也称为海量存储器。要通过磁带机来对磁带进行读写操作。,31,台式机与笔记本硬盘比较,32,硬盘的接口,33,硬盘的内部结构,34,硬件系统图,35,外部设备的接口,

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