第5章 计算机部件综述.pptVIP

第 5 章 计算机部件;情景问题——计算机的基本配置 ;CPU;存储器的性能指标： （1）存储容量：存储器可以容纳的二进制信息总量。 （2）存取速度：用存取时间（CPU发出有效存储地址启动一次存储器读/写操作，到读/写操作完成所经历的时间）和存取周期（连续启动两次独立的存储器读/写操作所需的最小时间间隔）两个参数来衡量。 （3）每位价格：存储器的价格与存储容量的比。 ;存储器的层次结构 ;内存储器1000110100110010数据和操作数据的指令在逻辑上是相同的，它们存储在相同的地方——内存。 ; 内存储器有两种：随机存储器RAM和只读存储器ROM。 随机存储器RAM又称为易失性存储器， RAM保存的信息在断电后就会消失。 只读存储器ROM又称为非易失性存储器，一般情况下，ROM中的信息是固化的，计算机只能从ROM中读取信息，如BIOS。 内存储器大部分是RAM ，RAM是内存性能的决定性因素。 ; 外存储器也称为辅助存储器（或简称外存、辅存），它只能和内存储器交换信息，在脱机状态下不能被计算机系统的其他部件直接访问。 外存储器的存储容量大，但存取速度较慢，一般用来存放大量暂时不用的数据和程序，需要时，可以成批地和内存储器进行信息交换。;常用的外存储器有磁带、硬盘、光盘、优盘、移动硬盘等。;高速缓冲存储器 ;高速缓冲存储器 ;总线：计算机内部传输指令、数据和各种控制信息的公共信息通道，是计算机系统的骨架。计算机的各部件通过总线连接在一起。 ;运算器又称算术逻辑单元（Arithmetic Logic Unit, ALU），是计算机对数据进行加工处理的部件。 计算机所做的每一件事情都是一系列极其简单而又极其快速的算术运算和逻辑运算的结果。 运算器在控制器的控制下完成对二进制数的加、减、乘、除等基本算术运算和与、或、非等基本逻辑运算。 运算器主要由算术逻辑运算部件和寄存器组成。 算术逻辑运算部件是可以执行算术运算和逻辑运算的逻辑电路，具体执行哪一种运算则由控制器发来的控制信号决定。 寄存器用来保存算术逻辑运算部件正在处理的数据，运算结果可以暂存在寄存器中，也可以送到指定的内存单元中。 ;运算器一次能处理数据的字节数称为字（word），一个字所包含的二进制位数称为字长。 字长越长，计算机的处理能力就越强。 一般来说： 大型机字长在128～256之间； 小型机字长在64～128之间； 微型机字长在32～64之间。 ;程序计数器用来对程序中的指令进行计数，使得控制器能够依次读取指令； 指令寄存器在指令执行期间暂存正在执行的指令； 指令译码器用来识别指令的功能，分析指令的操作要求，将指令翻译成控制信号； 时序控制电路用来生成时序信号，以协调在指令执行周期内各部件的工作； 微操作控制电路用来产生各种控制操作命令。;微操作命令 下一条指令的地址;指令的执行过程 ;程序的执行过程 ;启动程序：将该程序装入内存中，并且把程序的第一条指令所在的地址放在程序计数器中，从而启动该程序的执行。;控制器开始一个机器周期，首先执行取指令， 把存放在地址A0的指令取出并送入指令寄存器， 并预置程序计数器为下一条指令的地址。;其次，控制器分析指令寄存器中的指令为传送操作； 再次，控制器执行指令完成把地址为6A的存储单元的数据取到寄存器 5 中。 ;然后，控制器开始下一个机器周期，直到执行停机指令。 ;给程序计数器置初值A1，会如何执行？;总体上讲，输入设备接收来自用户的数据和程序并转换为计算机可以识别的二进制形式。 由于现实世界信息的形式各种各样，因此需要设计各种输入设备把这些多样的信息数字化。;触摸屏;扫描仪;总体上讲，输出设备将计算机内部的二进制信息转换成人们可以理解的形式提供给用户。 输出设备可以分为两类：软拷贝和硬拷贝。 软拷贝是临时性的，没有实体性的东西留下来，例如在显示器上看到的文章或电影； 硬拷贝是可以触摸和携带的，通常是以纸张等形式保留下来。例如用打印机把文档打印出来。;输出设备 ; 接口的作用：协调主机与外部设备之间数据传输速度的差异。 接口：计算机系统中两个硬件设备之间的逻辑电路，是各组成部分之间进行信息交换的功能部件。 ; 接口的作用：协调主机与外部设备之间数据传输速度的差异。 接口：计算机系统中两个硬件设备之间的逻辑电路，是各组成部分之间进行信息交换的功能部件。 ; 串行接口（串口）：外设和接口之间的信息按位进行传送。 并行接口（并口）：外设和接口之间是按字节或字进行传送。 串口和并口：接口和主机之间都是以字节或字为单位进行传送。 USB接口（通用串行总线）：其目的??使所有的低速外