第4章计算机体系结构.ppt

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1、 计算机体系结构指的是，构成计算机系统主要部件的总体布局、部件的主要性能以及这些部件之间的连接方式。本章主要介绍计算机系统的硬件结构及其系统组成。内容展开内容展开4.1 计算机系统的硬件结构计算机系统的硬件结构 4.1.1 现代计算机结构的特点现代计算机结构的特点 4.1.2 计算机硬件的典型结构计算机硬件的典型结构 4.2 计算机系统的硬件组成计算机系统的硬件组成 4.2.1 运算器运算器 4.2.4 输入器输入器 4.2.2 控制器控制器 4.2.5 输出器输出器 4.2.3 存储器存储器4.3 微机系统的硬件配置微机系统的硬件配置 4.3.1 中央处理器（中央处理器（CPU）4.3.4

2、输入输出设备输入输出设备 4.3.2 存储器系统存储器系统 4.3.5 外存储设备外存储设备 4.3.3 主机板主机板 4.3.6 网络与多媒体设备网络与多媒体设备 4.1.1 现代计算机结构的特点现代计算机结构的特点现代计算机转向以存储器存储器为中心，其组成框图如下所示。4.1.2 计算机硬件的典型结构计算机硬件的典型结构1、小型机的总线型结构、小型机的总线型结构 单总线结构、CPU为中心的双总线结构、以存储器为中心的双总线结构。2、微型机的一般结构、微型机的一般结构 3、大、中型计算机的通道结构、大、中型计算机的通道结构 1）小型机的单总线结构）小型机的单总线结构2）以）以CPU为中心的小

3、型机双总线结构为中心的小型机双总线结构3）以）以M为中心的小型机双总线结构为中心的小型机双总线结构4）微型机的一般结构）微型机的一般结构5）大、中型计算机的通道型结构）大、中型计算机的通道型结构 4.2 计算机系统的硬件组成计算机系统的硬件组成运算器：运算器：运算器是一个对数据信息进行加工处理的部件，主要执行算术运算和逻辑运算。控制器：控制器：控制器是计算机的指挥中心，它使计算机各部件自动协调地工作。存储器：存储器：存储器是用来存储程序和各种数据信息的记忆部件。输入器：输入器：输入器又称输入设备，是变换输入形式的部件。它将人们熟悉的信息形式变换成计算机能接受并识别的信息形式。输出器：输出器：输

4、出器又称输出设备，是变化计算机输出信息的部件。它将计算机运算结果的二进制信息转换成人类或其他设备所能接受和识别的形式、如字符、文字、图形、图像、声音等。4.2.1 运算器运算器4.2.2 控制器控制器4.2.3 存储器存储器4.2.4 输入器输入器 输入的信息有数字、字母、文字、图形、图像、声音等多种形式，送入计算机的只有一种形式，就是二进制数据。一般的输入设备只用于原始数据和程序的输入。常用的输入设备有键盘、电传打字机、纸带输入机、卡片输入机、光笔、鼠标及模/数转换器等。4.2.5 输出器输出器 输出器又称输出设备，是变化计算机输出信息的部件。它将计算机运算结果的二进制信息转换成人类或其他设

5、备所能接受和识别的形式，如字符、文字、图形、图像、声音等。输出设备和输入设备一样，需要通过接口与主机连接。常用的输出设备有：打印机、显示器、纸带穿孔机、数/模转换器等。4.3 微机系统的硬件配置微机系统的硬件配置 自从1971年美国生产出世界上第一台微机以来，已从第一代4位机演变到今天的64位机。微机系统小巧、灵活、方便和廉价的优点为计算机普及开辟了极为广阔的天地。微型计算机，也称PC机（personal Computer），作为计算机体系结构中的一种，具有很高的性能价格比，目前已广泛应用于日常工作与生活之中。它采用典型的单总线结构，其中单总线根据传送的信息类型又可以分为：数据总线（DB）、地

6、址总线（AB）以及控制总线（CB）。同一般的计算机一样，微型机计算机也是由五大部件组成，其中运算器和控制器合称CPU，CPU与内存合称为主机，输入设备和输出设备合称为外设。下面从六大方面阐述微机系统的硬件组成。4.3.1 中央处理器（中央处理器（CPU）CPU是PC机的核心，它的主要功能是执行程序指令，完成各种运算和控制功能。CPU的类型标志着PC类型。就INTEL CPU而言，已从8088发展到P4。除INTEL公司的CPU外，还有AMD、Cyrix、TI等公司的CPU。目前较为流行的CPU是奔腾CPU。主频、总线宽度、速度等参数是CPU的常见指标。4.3.2 存储器系统存储器系统 半导体存

7、储器系统是计算机进行信息加工时存放信息的场所。典型系统主机板上有三类半导体存储器，即ROM BIOS集成芯片、系统的RAM存储器以及二级高速缓存。半导体存储器按制造原理和使用范围一般分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。随机存储器：随机存储器：动态RAM、静态RAM、视频RAM、Cache存储器、SDRAM、CMOS存储器 等。只读存储器：只读存储器：ROM BIOS、键盘 BIOS、影子ROM 4.3.3 主机板主机板 打开计算机的外壳，往往能发现一块最大的印刷电路板，这一块印刷电路板被称为主机板。主机板（简称主板，Main board）又称系统板或母板，是PC机的核心部件。主板上

8、的重要部件有：中央处理器插槽；内存储器芯片条插槽；高速缓冲芯片或插槽；BIOS芯片；CMOS芯片；键盘与鼠标的插槽；插扩充板用的扩充槽；电池；固定在主板上的一些端口插槽；管理主板系统的核心逻辑芯片组等。主机板发生根本性改变有3个因素：新的微处理器、新的类型以及日渐减少的芯片数量，也就是通常所说的CPU、芯片组与总线。这些因素也构成了主机板分类的基础。4.3.4 输入输出设备输入输出设备输入设备主要有：键盘、鼠标、扫描仪、光笔等。输出设备包括：显示器、各类打印机等。1、视频显示系统、视频显示系统：视频监视器（Monitor）和显示控制适配器（Adapter，简称适配器、显示卡、显示或视频控制卡）

9、组成。2、打印机、打印机：常用的打印机分为点阵式打印机、喷墨打印机和激光打印机。它们共同的性能指标是打印分辨率（DPI）和打印速度。3、键盘和鼠标、键盘和鼠标：键盘是计算机最基本的输入设备，通过一根五芯电缆连接到机内主机板的键盘插座上。常用的鼠标一般分两类：机械式和光电式。4、扫描仪、扫描仪：扫描仪是将图片或文本通过扫描输入计算机的设备，它的出现，可以弥补键盘和鼠标输入的不足。4.3.5 外存储设备外存储设备外存储设备一般可分为：软磁盘、硬磁盘以及光盘等。1、软盘系统、软盘系统：由软盘驱动器、适配卡和软盘组成。2、硬盘系统、硬盘系统：类似于软盘系统，硬盘系统由硬盘片、硬盘驱动器和适配器组成，通

10、过硬盘适配器与主机相连。参数主要有容量、转速等。3、光存储设备、光存储设备：光盘是近年来飞速发展起来的一种数据存储设备。开始是作为多媒体计算机的关键部件之一而被使用的。目前，它不仅是多媒体数据的存储设备，也是各种程序和各种计算机文挡的存储设备。光盘可分为：只读光盘（CD-ROM）、一次性写光盘（WORM）、可读写光盘（E-R/W）等。4.3.6 网络与多媒体设备网络与多媒体设备 计算机正朝着网络化、多媒体化方向发展。微机系统要具备多媒体功能，必须配置音频处理系统；要具备联网功能，必须配置网卡或调制解调器等设备。1、声卡、声卡：音频处理系统是由声卡、话筒、音箱等设备组成的，其中声卡是必不可少的。2、调制解调器、调制解调器：如果微机要通过电话线上网，则必须要配置调制解调器（Modem）。Modem是由调制器（modulator）和解调器（demodulator）两个单词组合而成的复合词。3、网卡、网卡：单台计算机如果要与其它计算机互联，构成一个网络环境，则必须配置网卡。网卡是微机与计算机网络连接的部件。第第4章章 计算机系统结构计算机系统结构结束结束