计算机应用基础课程第04讲计算机系统组成New课件.pptx

2022/6/4计算机应用基础刘谦1计算机应用基础计算机应用基础第第4 4讲讲2. 2. 计算机系统组成和工作原理计算机系统组成和工作原理2022/6/4计算机应用基础刘谦2 第一章第一章 计算机基础知识计算机基础知识1.4 计算机系统的组成和工作原理计算机系统的组成和工作原理要求认真识读本节3 3遍以上2022/6/4计算机应用基础刘谦31.4 1.4 计算机系统的组成和工作原理计算机系统的组成和工作原理教学重点：教学重点：计算机的硬件组成计算机的硬件组成教学难点：教学难点：计算机的工作原理计算机的工作原理相关概念：相关概念：硬件、软件、硬件、软件、CPUCPU、内存、内存、 字节、字、地址字节、字、地址2022/6/4计算机应用基础刘谦41.4.1 1.4.1 计算机的硬件组成计算机的硬件组成冯冯诺依曼计算机诺依曼计算机【vonNeumannmachine】1945年6月，美籍匈牙利科学家 冯冯诺依曼诺依曼提出了在数字计算机内部的存储器中存放程序的概念，这是所有现代电子计算机的模板，被称为“冯诺依曼结构”，按这一结构建造的电脑称为存储程序计算机（Stored Program Computer），又称为通用计算机。

冯诺依曼理论的要点是：数字计算机的数制采用二进制；计算机应该按照程序顺序执行2022/6/4计算机应用基础刘谦51.4.1 1.4.1 计算机的硬件组成计算机的硬件组成控制器控制器运算器运算器主主存储器存储器辅助辅助存储器存储器输输入入设设备备输输出出设设备备CPUCPU冯冯诺依曼结诺依曼结构计算机至少构计算机至少由由运算器、控运算器、控制器、存储器、制器、存储器、输入设备和输输入设备和输出设备出设备5 5部分部分组组成成图图1 1 计算机的硬件计算机的硬件系统系统2022/6/4计算机应用基础刘谦61.4.1 1.4.1 计算机的硬件组成计算机的硬件组成图图2 2 计算机系统的基本组成计算机系统的基本组成一个完整的一个完整的计算机系统是计算机系统是由由硬件系统硬件系统和和软件系统软件系统组成组成外外存储器存储器输入设备输入设备输出设备输出设备 计算机系统计算机系统运算器运算器控制器控制器中央处理器中央处理器内内存储器存储器外部设备外部设备主主 机机系统软件系统软件应用软件应用软件 软件软件 硬件硬件2022/6/4计算机应用基础刘谦71.4.1 1.4.1 计算机的硬件组成计算机的硬件组成硬件：硬件：是组成计算机的物理设备的总称，由各种是组成计算机的物理设备的总称，由各种器件和电子线路组成。

是计算机进行工作的物器件和电子线路组成是计算机进行工作的物质基础软件：是在硬件设备上运行的各种程序以及有关是在硬件设备上运行的各种程序以及有关资料的总称资料的总称裸机：没有软件的计算机通常称为没有软件的计算机通常称为 裸机裸机2022/6/4计算机应用基础刘谦81.4.1 1.4.1 计算机的硬件组成计算机的硬件组成v 用用二进制二进制二进制二进制形式表示数据和指令形式表示数据和指令v 程序和数据一样存放在存储器中程序和数据一样存放在存储器中v计算机系统由计算机系统由运算器运算器运算器运算器、控制器控制器控制器控制器、存储器存储器存储器存储器、输、输入设备和输出设备入设备和输出设备五大部分组成五大部分组成计算机能够完成的基本操作和主要功能：计算机能够完成的基本操作和主要功能：1 1、输入、输入 2 2、处理、处理 3 3、输出、输出 4 4、存储、存储冯冯诺依曼计算机结构诺依曼计算机结构2022/6/4计算机应用基础刘谦91.4.1 1.4.1 计算机的硬件组成计算机的硬件组成1. 运算器 运算器又称算术逻辑单元，其功能是运算器又称算术逻辑单元，其功能是执行算术运算和逻辑运算执行算术运算和逻辑运算。

2. 控制器 控制器是整个机器的控制中心控制器是整个机器的控制中心，它的，它的主要作用主要作用是使计算机能够按照人们预先确定的是使计算机能够按照人们预先确定的操作步骤自动地执行程序，并控制计算机的各操作步骤自动地执行程序，并控制计算机的各部件协调一致地自动工作部件协调一致地自动工作在概念上，在概念上，控制器并不容易理解！控制器并不容易理解！粗略地：粗略地：控控制器制器主要有四个组成部件：程序计数器主要有四个组成部件：程序计数器PCPC、指、指令寄存器令寄存器IRIR、指令译码器、指令译码器IDID、操作控制器、操作控制器等等2022/6/4计算机应用基础刘谦101.4.1 1.4.1 计算机的硬件组成计算机的硬件组成在微型计算机系统中，通常将运算器和控制器在微型计算机系统中，通常将运算器和控制器合称为合称为CPUCPU（Central Processing UnitCentral Processing Unit）计算机所发生的全部动作都受计算机所发生的全部动作都受CPUCPU的控制控控制器是对计算机发布命令的制器是对计算机发布命令的“决策机构决策机构”，用来，用来协调和指挥整个计算机系统的操作，它本身不具协调和指挥整个计算机系统的操作，它本身不具有运算功能，而是通过读取各种指令，并对其进有运算功能，而是通过读取各种指令，并对其进行翻译、分析，而后对各部件作出相应控制。

行翻译、分析，而后对各部件作出相应控制运算器运算器运算器运算器+ + + +控制器控制器控制器控制器= = = = CPUCPUCPUCPU2022/6/4计算机应用基础刘谦111.4.1 1.4.1 计算机的硬件组成计算机的硬件组成中央处理器中央处理器(CPU)(CPU)是计算机的心脏是计算机的心脏，CPUCPU品质的品质的高低直接决定了计算机系统的档次单条指令能高低直接决定了计算机系统的档次单条指令能够处理数据位数是够处理数据位数是CPUCPU的一个最重要的品质标志，的一个最重要的品质标志，称作字长（机器数概念）称作字长（机器数概念）当前主流当前主流CPUCPU的处理位数为的处理位数为6464位位的二进制数据的二进制数据市场市场流行流行CPUCPU是是IntelIntel和和AMDAMD公司所生产的公司所生产的CPUCPU2022/6/4计算机应用基础刘谦121.4.1 1.4.1 计算机的硬件组成计算机的硬件组成201220122013 2013 主流主流CPUCPU（INTELINTEL 系列系列）酷睿酷睿（Core） 2 2系列系列代表型号：代表型号：E7500E7500、E8200E8200、Q8300Q8300、QX9770QX9770等等等等酷睿酷睿I I系列系列有一代、二代和三代，二代的代表有一代、二代和三代，二代的代表型号有：型号有：I3I3 2100 2100、I5I5 2300 2300、I7I7 2600 2600 等等。

等等IntelIntel在在20122012年年4 4月推出的第三代月推出的第三代Core iCore i系列处系列处理器，代表型号有：理器，代表型号有：酷睿酷睿i5 3570Ki5 3570K、酷睿、酷睿i5 i5 35503550、酷睿、酷睿i5 3450i5 3450、酷睿酷睿i7 3770Ki7 3770K、酷睿、酷睿i7 i7 3770S3770S、酷睿酷睿i7 3820QMi7 3820QM、酷睿、酷睿i7 3920XMi7 3920XM2022/6/4计算机应用基础刘谦13酷睿酷睿I7I7系列系列 第四代第四代 代表型号代表型号酷睿酷睿i7 4770Ki7 4770K 参考价格：￥22302230北京 插槽类型：LGA 1150CPU主频：3.5GHz 最大睿频：3.9GHz 制作工艺：22纳米 二级缓存：4256KB 三级缓存：8MB核心数量：四核心 八线程热设计功耗(TDP)：84W 适用类型：台式机 倍频：39倍 外频：100MHz内存控制器：双通道DDR3 1333/1600支持最大内存：32GBCPU系列：酷睿酷睿i7 4770K i7 4770K 针脚数目：1150pin 线程数：八线程1.4.1 1.4.1 计算机的硬件组成计算机的硬件组成2022/6/4计算机应用基础刘谦14酷睿酷睿I5I5系列系列 第四代第四代 代表型号代表型号酷睿酷睿i5 4570Ki5 4570K 参考价格：￥ 1140北京 插槽类型：LGA 1150LGA 1150CPU主频：3.2GHz 制作工艺：22纳米 二级缓存： 256KB 三级缓存： 6MB核心数量：四核心 四线程热设计功耗(TDP)：84W 适用类型：台式机 内存控制器：双通道DDR3 1333/1600支持最大内存：32GBCPU系列：酷睿i5 4570K 针脚数目：1150pin 1.4.1 1.4.1 计算机的硬件组成计算机的硬件组成2022/6/4计算机应用基础刘谦15酷睿酷睿I3I3系列系列 第四代第四代 代表型号代表型号酷睿酷睿i3 i3 4130（盒）（盒） 参考价格：￥ 745北京 插槽类型：LGA 1150CPU主频：3.4GHz 制作工艺：22纳米 二级缓存： 256KB 三级缓存： 3MB核心数量：双核心 四线程热设计功耗(TDP)：54W 适用类型：台式机 内存控制器：DDR31600/1333/1066支持最大内存：32GBCPU系列：酷睿i3 4130 针脚数目：1150pin 1.4.1 1.4.1 计算机的硬件组成计算机的硬件组成2022/6/4计算机应用基础刘谦161.4.1 1.4.1 计算机的硬件组成计算机的硬件组成20142014主流主流CPUCPU（ AMD AMD 系列系列）AMD FX-8320参数参数 参考价：参考价：￥969插槽类型：插槽类型：socket socket AM3+AM3+CPUCPU主频：主频：3.5GHz 3.5GHz 动态超频最高频率：动态超频最高频率：4GHz4GHz制作工艺：制作工艺：3232纳米纳米二级缓存：二级缓存：8MB 8MB 三级缓存：三级缓存：8MB8MB核心数量：八核心核心数量：八核心 核心代号：核心代号：TrinityTrinity热设计功耗热设计功耗(TDP)(TDP)：125W 125W 适用类型：台式机适用类型：台式机倍频：倍频：17.517.5倍倍 外频：外频：200MHz200MHz内存控制器：内存控制器：双通道双通道DDR3 1866DDR3 18662022/6/4计算机应用基础刘谦171.4.1 1.4.1 计算机的硬件组成计算机的硬件组成20142014主流主流CPUCPU（ AMD AMD 系列系列）AMD A10-6800K（盒）（盒） ￥920北京插槽类型：插槽类型：Socket FM2 Socket FM2 CPUCPU主频：主频：4.1GHz4.1GHz最大睿频：最大睿频：4.4GHz 4.4GHz 制作工艺：制作工艺：3232纳米纳米二级缓存：二级缓存：4MB 4MB 核心数量核心数量：四核心：四核心 四线程四线程核心代号：核心代号：PiledriverPiledriver热设计功耗热设计功耗(TDP)(TDP)：100W 100W 适用类型：台式机适用类型：台式机倍频：倍频：20.520.5倍倍 外频：外频：200MHz200MHz内存控制器：双通道内存控制器：双通道DDR3 2133DDR3 21332022/6/4计算机应用基础刘谦181.4.1 1.4.1 计算机的硬件组成计算机的硬件组成主流主流CPU CPU 排行榜排行榜1、Intel 酷睿i5 4570（盒） ￥1280 北京2、AMD A10-6800K（盒） ￥920 北京3、Intel 酷睿i3 4130（盒）￥745 北京4、Intel酷睿i74770K（盒）￥ 2230北京5、AMDA8-5600K（盒）6、AMDA10-5800K（盒）7、Intel奔腾G3220（盒）8、Intel奔腾G2020（盒）9、Intel酷睿i33220（盒）10、AMD速龙IIX4750K（盒）2022/6/。