第3章计算机硬件系统祥解.ppt

上讲内容回顾 以前没有被提问过的同学在纸上完成以下题目，写上姓名、班级和学号后交给我： 1、请写出字母A和a 的ASCII码 2、已知汉字“国”在GB2312－1980中是25区90位，请写出该汉字的区位码、国标码和机内码 第3章 计算机硬件系统 本章教学目标 了解存储程序的概念 掌握计算机的硬件系统组成 掌握计算机的主要性能指标 了解微型计算机的组成 掌握中央处理器的功能 理解内存储器的存储原理 了解高速缓冲存储器的工作原理 熟悉外存储器的分类和性能 了解总线和接口的分类和作用 熟悉常用的外部设备 本章教学设问 一台完整的微机中硬件包括哪些主要组成部分？ 微机中的各个硬件组成部分是如何连接在一起的？ 微机的主要性能指标有哪些？ 说明中央处理器的组成和功能。 微机上内存条的主要性能指标有哪些？ 内存和外存的关系是什么？ 微机中常见的外存储设备有哪些？ 微机中常用的移动存储设备有哪几种？ 常用的打印机分为哪几种类型？它们是如何工作的？ 计算机组成 完整的计算机系统由硬件(Hardware)和软件(Software)两部分组成 硬件是指客观存在的物理实体，即由电子元件和机械元件构成的各个部件。 软件是指运行在硬件上的程序、运行程序所需的数据和相关的文档的总称。 没有软件的计算机称为“裸机” 3.1 计算机硬件概述 3.1.1 冯 ? 诺依曼计算机的概念 1、冯 ? 诺依曼原理 （1）硬件由五部分组成 （2）使用二进制表示数据和指令 （3）存储程序 (1)指令：硬件能够识别和执行的一步操作 (2)程序：若干个指令的集合 (3)存储程序是计算机自动工作的基础 2. 计算机的工作过程 1. 指令的概念和指令的执行过程 (1)指令 计算机能够识别和执行的一步基本操作 (2)指令系统 一个计算机系统中所有指令的集合 (3)程序 按一定顺序组织在一起的指令序列 指令执行过程 （1）取出指令 将要执行的指令从内存取到CPU内部的指令寄存器中 （2）分析指令 将保存在指令寄存器中的指令送到指令译码器中进行分析 （3）执行指令 根据译码结果判断该指令要完成的操作，然后向各个部件发出完成该操作的控制信号，完成该指令的功能 （4）形成下一条指令的地址 为执行下一条指令做好准备 程序的执行过程 由于程序是由一系列的指令构成的，因此，一个程序的执行过程就是分别执行程序中每一条指令的过程 3.1.2 硬件系统 五个基本部分组成 五个基本部分组成 1．运算器 对数据进行处理的部件，主要作用是进行算术运算和逻辑运算 2．控制器 计算机的指挥中心，主要作用是从内存读取指令并执行指令，协调并控制计算机的各个部件按指令序列执行操作。 控制器和运算器合称中央处理单元CPU（Central Processing Unit） 3．存储器 具有记忆功能的器件，主要作用是存放程序、数据及运算结果 五个基本部分组成 4．输入设备 向计算机输入程序、数据等信息的设备，它的主要作用是将信息转换为计算机可以识别的二进制代码，并输入到计算机中。 5．输出设备 是输出计算机内部数据的设备，它的主要作用是将计算机处理后的结果显示或打印出来。 3.1.3 计算机的主要性能指标 1．字长 字长：计算机的运算部件一次能处理的固定位数的二进制数据的位数 字长越长，运算速度和精度相应地也就越高 字长从8位，到16位、32位，发展到今天的64位。 2．主频 也称为时钟频率，是决定计算机的运算速度的重要指标，主频越高，运算速度越快，主频使用的单位有Hz、MHz和GHz。 3.1.3 计算机的主要性能指标 3．核数 微处理器芯片中同时具有两个或两个以上的微处理器内核，例如有双核、四核或八核等，称为多核处理器 4．运算速度 通常表示为每秒钟执行的加法指令数目，用每秒百万次指令MIPS（Million Instructions Per Second）表示。 3.1.3 计算机的主要性能指标 5. 存储容量的单位 1) 1bit: 1位二进制表示的信息量 2) 1Byte: 8位二进制表示的信息量 3) 1KB=1024 Byte 4) 1MB=1024 KB 5) 1GB=1024 MB 6) 1TB=1024 GB 3.2 微型计算机的硬件 3.2.1 中央处理器CPU 1. 基本结构 1）程序控制单元 2）算术逻辑单元 3）寄存器组 2. CPU性能 1）字长 2）高速缓存 3）核心数量 4）时钟主频 3.2.2 存储器 概述 （1）作用: 存放数据和程序 （2）主要技术指标：容量，速度 （3）分类：内存储器和外存储器 1. 内存储器 (1) 特点 存取速度较快，容量相对较小 (2)内存操作 1)读：将内存单元内容取入