1.3 个人计算机系统的组成(一).ppt

1.3 个人计算机系统的组成（一） 教学目的： 一、掌握个人计算机硬件的基本结构 二、了解各部件的作用 重点：存储器的分类与特点 难点： CPU字长概念的理解 1.3 个人计算机系统的组成（一） 一个完整的计算机系统是由硬件系统和软 件系统组成。 硬件（ Hard ware）： 也称硬设备，是指 计算机各种看的见、摸的着、实实在在的 装置，是计算机系统的物理基础。 软件（ Soft ware）： 是指所有计算机应用 技术，是些看不见、摸不着的程序与数据 。 现代计算机系统的基本组成如下图所示： 运算器，寄存器等 中央处理单元 主机 控制器 硬 主（内）存储器 只读存储器（ ROM） 随机存储器（ RAM ） 电 件 高速缓冲存储器（ Cache） 子 系 计 统 外（辅）存储器（ 软盘、光盘、硬盘、磁带等） 算 外设 其他：网络设备（网卡、调制解调器）、声卡等 机 输入输出设备（键盘、鼠标、显示器、 系 打印机、绘图仪、扫描仪等） 统 结 操作系统（ DOS、 WINDOWS、 UNIX等） 构 数据库管理系统 软 系统 网络软件 件 软件 程序设计语言和语言处理程序 系 系统服务程序（界面工具、编辑程序、诊断程序 ） 统 应用 --------- 字处理、电子表格、绘图软件、课件制作等 软件 软件及用户程序 1.3.1微机的硬件系统 中央 总线 处理器 （ CPU） 主存储器 磁盘驱动器 输入输出 其他外设 通信线路 接口 接口 接口 接口 磁盘驱动器 打印机键盘 各种外设 通信线路 接口 PC硬件体系的基本结构 1.3.1 微机的硬件系统 1）主板：包括 CPU、 内存模块、基本 I/O接口、中断 控制器、 DMA控制器及连接其他部件的总线。 2） CPU： 是个人计算机的核心部件，一般由高速的电 子线路组成。也称微处理器。 ② 主频：指 CPU 能适应的时钟频率，或者就是该 CPU的标准工作频率。决定了计算机的运行速度 。一般以 Hz为单位。 关于 CPU的两个重要概念： ① 字长： CPU字长即计算机的字长。指 CPU一次操 作中处理的最大数据单位，体现了一条指令所能处理 数据的能力。 3）总线：是连接 CPU、 存储器和外设的公共信息通道，通常 由三部分组成：数据总线（ DB）、 地址总线（ AB） 和控制 总线（ CB）， 三者在物理上是做在一起的，但各司其职。 ① 数据总线：在 CPU与内存或输入输出接口之间传递数据。数 据总线位数的多少决定了 CPU一次可以接受数据的能力。 ② 地址总线：用来传递存储单元或输入输出接口的地址信息。 地址总线的位数限制了一个计算机系统的最大内存容量。 例如： 8位芯片，地址总线一般为 16位，可寻 216=65536个地 址。 ③ 控制总线：用来传递各种控制信号与应答信号。一般传递 两类信号：一类是由 CPU、 内存、外设发送的控制信号，另 一类是由外设或有关接口电路向 CPU送回的信号，包含内存 的应答信号。 4）存储器：是计算机用来存放程序和数据的存 储装置。分为主（内）存储器和辅（外）存储 器。 主（内）存储器：存储计算机当前要用的各种 程序、数据，经过加工的中间结果及最终结果 。 辅（外）存储器：存放计算机暂时不用或需要 长期保存的各种程序、数据等信息。 衡量存储器的指标有三项：存储容量、存储 速度和价格。 （１）主（内）存储器是一种半导体存储器，由大规模集成电 路构成。 ① RAM:在计算机工作时既可 读出也可写入数据。其上的数据 以电信号形式保存，一旦断电存储内容立即消失。 用来存放当前要运行的程序、数据及运算过程中的中间结果 。程序必须放到 RAM后才能运行。 按读写方式的不同可分为随机存取存储器（ RAM） 和只读存储 器（ ROM） RAM又分为动态随机存取存储器（ DRAM)和静态随机存取存储器 (SRAM)。 ② ROM:由特殊方式写入，不用特殊方法不能修改，只能读取 。 加电后会自动恢复。 ROM中主要装有 BIOS基本的输入输出程 序，检测程序、初始化程序、 boot引导程序及服务程序等。计 算机启动时首先执行 ROM内的程序。 EPROM 、 EEPROM ③ Cache:高速缓冲存储器 （２）辅（外）存储器：用磁性材料作为存储介质。主 要有软磁盘、硬磁盘、磁带和光盘等。 1.软磁盘存储器 磁道、扇区、写保护口 2.硬磁盘存储器 3.磁带存储器 4.光盘存储器 5） I/O总线和扩展槽： I/O总线就是 CPU互连 I/O设备，是供 外设访问存储器和 CPU资源的通道。常用的 I/O总线有： ISA、 EISA、 PCI。 系统主板上一般有多个扩展槽，是用来连接各种接口板的 ，用户可以根据自己的需要插入各种各样的接口板连接各 种各样外设。 ６）通用串行总线 USB ７）输入设备：键盘、鼠标、扫描仪。 ８）输出设备：显示器、打印机。 分辨率－－指显示器所能显示的像素的个数。 扫描频率 1.3.2计算机的软件系统 软件一般可分为系统软件和应用软件两大类。 系统软件：通常是负责管理、控制和维护计算机的各种软硬件资源 ，并为用户提供一个友好的操作界面，以及服务于一般目的的上 机环境。 应用软件：是专业人员为各种应用目的而开发的软件，是为解决各 类实际问题而设计的程序，这些程序是利用高级语言编制或使用 应用程序的生成工具来生成的。 １）计算机上常用的操作系统 操作系统是用户与计算机硬件之 间的接口。 ① 操作系统分类：从应用角度可分为单用户、多用户、单道批处 理、多道批处理、分时、实时和网络操作系统等不同类型。 ② 个人计算机操作系统间介： DOS、 Windows操作系统。 ③ 主要的操作系统： UNIX系统、 Linux系统、 OS/2. ２） 语言处理系统 计算机语言的发展：机器语言、汇编语言、高级语言、非过程化 语言 ３）数据库系统与数据仓库 ４）应用软件： Word、 电子表格 Excel、 计算机辅助设计软件 CAD、 统计软件 SPSS等。 1）计算机上常用的操作系统 操作系统是最基本的系统软件，其他所有的软 件都是建立在操作系统之上的。是用户与计算机硬 件之间的接口。对计算机系统的软、硬件资源进行 合理的调度和分配，改善资源的共享和利用状况， 最大限度的发挥计算机的工作效率。 DOS、 Windows、 UNIX、 Linux、 OS/2 操作系统的分类：从应用角度可分为单用户、多用 户、单道批处理、多道批处理、分时、实时和网络 操作系统等不同类型。 ① 单用户操作系统： 单用户单任务操作系统 ----单个用户独占计算机的硬、软件资 源而仅运行一个作业。 DOS 单用户多任务操作系统 ----允许多个程序或多个作业同时存在 或运行 。 Windows ② 多道批处理操作系统 : 批处理是指计算机系统运行过程中 ,用户将其作业程序系统交给 操作系统就不再干预 ,直到程序作业运行完毕 . 多道即指内存中同时存放几道相互独立的程序 ,使他们在系统的 控制下交替运行 . ③ 分时操作系统 (多用户操作系统 ): 一台计算机可与多个终端相连 ,分时系统把 CPU的运行时间分成 很短的时间片 ,按时间片轮流把处理机分配给各连机作业使用 . ④ 实时操作系统 :实施过程控制系统 ,实时信息处理系统 系统响应速度快 ,要求计算机对输入的信息作出及时的响应 ,并 在规定的时间内完成规定的操作 . ⑤ 网络操作系统 :运行在局域网上的操作系统 2）语言处理系统 一、机器语言 它是计算机诞生和发展初期使用的语言， CPU可以识别。由机器 语言编写的程序计算机可以直接识别因此他的运算速度比较快， 基本上发挥了计算机的速度性能。 对于不同的计算机硬件其机器语言一般是不同的，因此机器语言 程序编写难度大，不易调试，修改也不方便。 二、汇编语言 是用助记符来表示每一条机器指令的。汇编语言编写的程序机器 不能直接识别，需用经过翻译转换为机器语言才可以执行。 三、高级语言 机器语言和汇编语言都是面向机器的语言，一般称为低级语言。 而高级语言不是依赖于具体机型知识面向过程的程序设计语言， 易于掌握和接受。 由于高级语言是独立于具体的计算机硬件的，因此通用性和可移 植性好，用它编写的程序必须经过编译程序或解释程序的翻译才 能执行。 四、非过程化语言 不必关心问题的解法和处理过程的描述，只要说明要完成的加工 和条件。 3）数据库系统与数据仓库 数据库：按一定的方式组织起来的数据的集合。 数据库管理系统：作用是管理数据库，一般具有 建立数据库，编辑、修改、增、删数据库内容 等。 数据库系统：通常由计算机（硬件、操作系统） ，数据库管理系统，数据库及各类相关人员所 组成。 数据仓库：主要服务与企业或机构中的高层领导 或决策人士，向他们提供分析型战略数据的一 种数据存储与管理方式。 4）应用软件：文字处理软件 WPS、 Word、 电子 表格 Excl、 计算机辅助设计软件 CAD、 统计软 件 SPSS等。 (1)微型计算机中，控制器的基本功能是 A)进行算术运算和逻辑运算 B)存储各种控制信息 C)保持各种控制状态 D)控制机器各个部件协调一致地工作 (2) 计算机中数据的表示形式是 A.八进制 B.十进制 C.二进制 D.十六进制 (3) 大规模和超大规模集成电路芯片组成的微型计算机属于现 代计算机阶段的是（ ） (A) 第一代产品 （ B） 第二代产品 （ C） 第三代产品 （ D） 第四代产品 (5)第一台电子计算机是 1946年在美国研制的 ,该机的英文缩 写名是 A)ENIAC B〉 EDVAC c〉 EDSAC D〉 MARK-II