2022年2022年计算机组成结构的实验报告 .pdf

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1、页眉内容1 计算机组成结构的实验报告随着社会的发展, 计算机工业空前大发展. 各种各样的计算机如雨后春笋般被研制出来. 但究其本质, 计算机都是由硬件和软件组成. 其中软件是相对机器硬件而言的. 它是指存储在某种介质上的程序, 可分为系统软件和应用软件 . 那么什么是计算机的硬件系统呢?经过学习 , 我了解到计算机的硬件大致可分为以下几个基本组件: (1) 中央处理器 : 既常说的CPU ，是一台计算机的运算核心和控制核心。主要是解释计算机指令以及处理计算机软件 中的 数据 。CPU 最核心的功能单元是寄存器 .CPU 的主要性能指标为字节 , 时钟频率和缓存 .主频也叫时钟频率，单位是MHz

2、 ，用来表示CPU 的运算速度。 CPU 的主频与CPU 实际的运算能力是没有直接关系。当然，主频和实际的运算速度是有关的，只能说主频仅仅是CPU 性能表现的一个方面，而不代表CPU 的整体性能。 外频外频是 CPU 的基准频率，单位也是MHz 。CPU 的外频决定着整块主板的运行速度。CPU 的位和字长位：在数字电路和电脑技术中采用二进制，代码只有“0”和“1”，其中无论是“0”或是 “1”在 CPU 中都是 一“ 位” 。字长：电脑技术中对CPU 在单位时间内(同一时间 )能一次处理的二进制数的位数叫字长。所以能处理字长为8 位数据的CPU 通常就叫8 位的 CPU。同理 32 位的 CP

3、U 就能在单位时间内处理字长为32 位的二进制数据。字节和字长的区别：由于常用的英文字符用8位二进制就可以表示，所以通常就将8位称为一个字节。字长的长度是不固定的，对于不同的CPU、字长的长度也不一样。8 位的 CPU 一次只能处理一个字节，而32 位的 CPU 一次就能处理 4 个字节，同理字长为64 位的 CPU 一次可以处理8 个字节。缓存大小也是CPU 的重要指标之一，而且缓存的结构和大小对CPU 速度的影响非常大， CPU 内缓存的运行频率极高，一般是和处理器同频运作，工作效率远远大于系统内存和硬盘。 实际工作时， CPU 往往需要重复读取同样的数据块，而缓存容量的增大，可以大幅度提

4、升CPU 内部读取数据的命中率，而不用再到内存或者硬盘上寻找，以此提高系统性能。但是由于CPU 芯片面积和成本的因素来考虑，缓存都很小。(2) 存储器 : 由随机存储器 (RAM) 和只读存储器 (ROM) 组成. 内存又叫 内部存储器（RAM ），有 DDR 、DDR II 、DDR III三大类，容量 1-8GB 。硬盘属于 外部存储器 ，硬盘容量很大，目前已达TB级，尺寸有 3.5 英寸、2.5 英寸、1.8 英寸、1.0 英寸等，接口有 IDE、SATA 、SCSI等，SATA最普遍。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -

5、- - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - 页眉内容(3)输入设备 :常见的输入设备有键盘、鼠标器、光电输入机、磁带机、磁盘机、光盘机等。 .按照内部结构有机械式键盘和电容式键盘.通常为 104 或 105 键，用于把文字、数字等输到电脑上。鼠标： 键盘鼠标接口有 PS/2 和 USB 两种。(4)输出设备 :常用的输出设备为显示器,音箱和打印机 . 显示器品种多样，作用是把电脑处理完的结果显示出来。分为 CRT 、LCD 、LED三大类， 接口有 VGA 、DVI 两类。通过音箱可以把电脑中的声音播放出来. 目前，有针式打

6、印机、喷墨打印机、激光打印机。微机常用的输出设备有显示终端CRT、打印机、激光印字机、绘图仪及磁带、光盘机等。（ 0.1 ）电源：电源是电脑中不可缺少的供电设备，它的作用是将220V 交流转换为电脑中使用的5V， 12V， 3.3V 直流电（ 0.2 ）声卡：声卡是组成多媒体电脑必不可少的一个硬件设备，其作用是当发出播放命令后，声卡将电脑中的声音数字信号转换成 模拟信号送到 音箱 上发出声音。（ 0.3 ） 显卡 ：显卡在工作时与显示器配合输出图形，文字，显卡的作用是将计算机系统所需要的显示信息进行转换驱动，并向显示器提供行扫描信号，控制显示器的正确显示，是连接显示器和个人电脑主板 的重要元件

7、，是“人机对话”的重要设备之一。（ 0.4 ） 光驱 ：电脑用来读写光碟内容的机器，也是在台式机 和笔记本便携式电脑里比较常见的一个部件。随着多媒体 的应用越来越广泛，使得光驱在计算机诸多配件中已经成为标准配置。目前，光驱可分为CD-ROM驱动器 、DVD光驱 ( DVD-ROM ) 、康宝(COMBO)和 刻录机 等。(0.5)视频设备，如摄像头 、 扫描仪 、数码相机、数码摄像机、电视卡等设备，用于处理视频信号。微型计算机的主要性能指标一台微型计算机功能的强弱或性能的好坏，不是由某项指标来决定的，而是由它的系统结构、指令系统、硬件组成、软件配置等多方面的因素综合决定的。但对于大多数普通用户

8、来说，可以从以下几个指标来大体评价计算机的性能。(1) 运算速度。运算速度是衡量计算机性能的一项重要指标。通常所说的计算机运算速度（平均运算速度），是指每秒钟所能执行的指令条数，一般用“百万条指令秒”（mips，Million Instruction Per Second）来描述。同一台计算机，执行不同的运算所需时间可能不同，因而对运算速度的描述常采用不同的方法。常用的有CPU时钟频率（主频）、每秒平均执行指令数(ips)等。微型计算机一般采用主频来描述运算速度，例如，Pentium/133 的主频为 133 MHz，Pentium /800 的主频为 800 MHz，Pentium 4 1.

9、5G的主频为 1.5 GHz 。一般说来，主频越高，运算速度就越快。(2) 字长。一般说来，计算机在同一时间内处理的一组二进制数称为一个计算机的“字”，而这组二进制数的位数就是“字长”。在其他指标相同时，字长越大计算机处理数据的速度就越快。早期的微型计算机的字长一般是8 位和 16 位。目前 586（Pentium， Pentium Pro， Pentium ，Pentium，Pentium 4）大多是 32 位，有些高档的微机已达到64 位。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - -

10、- 第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - 页眉内容3 (3) 内存储器的容量。内存储器，也简称主存，是CPU可以直接访问的存储器，需要执行的程序与需要处理的数据就是存放在主存中的。内存储器容量的大小反映了计算机即时存储信息的能力。随着操作系统的升级，应用软件的不断丰富及其功能的不断扩展，人们对计算机内存容量的需求也不断提高。目前，运行 Windows 95 或 Windows 98 操作系统至少需要 16 M 的内存容量， Windows XP则需要 128 M 以上的内存容量。内存容量越大，系统功能就越强大，能处理的数据量就越庞大。(4) 外存储器的容量。外存储器容量通

11、常是指硬盘容量（包括内置硬盘和移动硬盘）。外存储器容量越大，可存储的信息就越多，可安装的应用软件就越丰富。目前，硬盘容量一般为10 G 至 60 G，有的甚至已达到 120 G。以上只是一些主要性能指标。除了上述这些主要性能指标外，微型计算机还有其他一些指标，例如，所配置外围设备的性能指标以及所配置系统软件的情况等等。另外，各项指标之间也不是彼此孤立的，在实际应用时，应该把它们综合起来考虑，而且还要遵循“性能价格比”的原则。存储器的指标存取速度。内存储器完成一次读 ( 取) 或写( 存) 操作所需的时间称为存储器的存取时间或者访问时间。 而连续两次读 (或写) 所需的最短时间称为存储周期。 对

12、于半导体存储器来说，存取周期约为几十到几百ns(10-9秒) 。存储容量。存储容量一般用字节(Byte) 数来度量。 PC机的内存储器已由 286 机配置的 1MB ， 发展到现在 P4 （奔腾 4) 配置 256MB ， 甚至 512MB以上。内存容量的加大， 对于运行大型软件十分必要， 否则会感到慢得无法忍受。(3) 、I/O 的速度主机 I O的速度，取决于 I/O 总线的设计。这对于慢速设备（例如键盘、打印机）关系不大，但对于高速设备则效果十分明显。例如对于当前的硬盘，它的外部传输率已可达20MB S、4OMB S以上。(3)内存储器的容量。内存储器，也简称主存，是CPU 可以直接访问

13、的存储器，需要执行的程序与需要处理的数据就是存放在主存中的。内存储器容量的大小反映了计算机即时存储信息的能力。随着操作系统的升级， 应用软件的不断丰富及其功能的不断扩展，人们对计算机内存容量的需求也不断提高。目前，运行Windows 95 或 Windows 98 操作系统至少需要16 M 的内存容量，Windows XP则需要 128 M 以上的内存容量。内存容量越大，系统功能就越强大，能处理的数据量就越庞大。（4)外存储器的容量。外存储器容量通常是指硬盘容量（包括内置硬盘和移动硬盘）。外存储器容量越大，可存储的信息就越多，可安装的应用软件就越丰富。目前，硬盘容量一般为10 G 至 60 G

14、，有的甚至已达到120 G。买 cpu 的话只需要注意有几个核心（一般 2 到 6 个） ，cpu 外频（一般 200MHz 到 333MHz ） ，名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - 页眉内容cpu 主频（ 1.8GHz 到 3G 多） ，二级缓存多大（一般2MB 到 12MB ） ，一级缓存大小毫不重要（1）采样的位数。采样的位数有 8 位、16 位、32 位。位数越大，精度越高，所录制的声音质量也越好。（2）最

15、高采样频率。最高采样频率即每秒钟采集样本的数量，一般声卡提供了11.025kHZ 、22.025kHz 、44.1kHz 的采样频率，目前，较高档的声卡采样频率可达48kHz，今后也许还会出现更高采样频率的声卡。（3）数字信号处理器（ DSP）数字信号处理器是一块单独的专用于处理声音的处理器。带DSP 的声卡要比不带 DSP 的声卡快的多，而且可以提供更好的音质和更高的速度；不带DSP 的声卡要依赖CPU 完成所有的工作。（4）还原 MIDI 声音的技术。现在的声卡都支持MIDI 标准，MIDI 是电子乐器接口的统一标准。 声卡中采用两种技术还原MIDI 声音，即 FM 技术与波表技术。（5）

16、对 Internet 的支持。为了搭乘Internet 快车，许多声卡制造商都开始在自己的产品中提供对Internet 的支持，如创新公司的SOUND BLASTER 32 SE PN。（6）内置混音芯片内置混音芯片或功放卡中的内置混音芯片，可完成对各种声音进行混合与调节的工作，该芯片具有功率放大器，可以在无源音箱中放音。5 | 评论(1).速度内存条的速度一般用存取一次数据的时间(单位一般用 ns)来作为性能指标， 时间越短，速度就越快。 普通内存速度只能达到70ns 80ns，EDO 内存速度可达到60ns，而 SDRAM 内存速度则已达到7ns。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载

17、- - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - 页眉内容5 注意：内存条的生产厂家非常多， 目前还没有形成一个统一的标注规范，所以内存的性能指标不可简单地从内存芯片标注上读出来，但可了解其速度如何， 如70 或60 等数字，就表示此内存芯片的速度为70ns 或 60ns。2.容量内存条容量大小有多种规格，早期的30 线内存条有 256K、1M、4M、8M 多种容量， 72 线的 EDO 内存则多为 4M、8M、16M，而 168 线的 SDRAM 内存大多为 16M、3

18、2M、64M、128MB 容量，甚至更高。图5-1 是一款独特的 64MB内存条。3.奇偶校验为检验存取数据是否准确无误，内存条中每8 位容量能配备 1 位做为奇偶校验位，并配合主板的奇偶校验电路对存取的数据进行正确校验。不过，而在实际使用中有无奇偶校验位， 对系统性能并没有什么影响， 所以目前大多数内存条上已不再加装校验芯片。注：计算机是以二进制进行计数的，表现为0 和 1，当机器向内存写入数据时，实际上就是存入代码01，奇偶校验则将单元中存入的代码的个数进行奇偶统计，并将统计的结果保存在奇偶校验位中，当计算机提取内存的数据时， 奇偶校验则将统计的结果和实际读出的数据进行比较看是否一致，从而

19、确保了内存数据的正确性。4.内存的电压FPM 内存和 EDO 内存均使用 5V电压，而 SDRAM 则使用 3.3V 电压，在使用中注意主板上的跳线不能设说下 U：1.核心数， 2.主频， 3.二级+三级缓存， 4.制造工艺 (纳米) 内存：现在选择 DDR3 代的，够用就好，没什么讲究。硬盘：1.品牌重要， 2.转数（ 4500 和 7200 的）， 3.容量最好大一点（如果你觉得 160G 够用，那请买 256 的）显卡：主要是针对看高清、游戏、设计用户，普通用户没有必要，因为成本高不少。 选显卡时注意几个参数： 其实最重要的是位宽 :分高端是 256bit, 主流 128bit,低端 64bit 和 32bit.(128 位的可玩所有主流游戏（如Y460 游戏版的就是用 128位的卡）显存容量目前主流的是512M 已能满足目前任何使用，没必要很高，128bit 对 256M 的卡是最好的，以此对比。还有一个就是支持DirectX 版本。再一个就是制造工艺。主板选名牌、以市场上最新的主流主板为好，贵点也好，方便日后升级，太落后好多新出的硬件会不支持。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - -