第三章基本計算機

1、M5數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)u第一章第一章數(shù)字電子基礎(chǔ)數(shù)字電子基礎(chǔ)u第二章第二章數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和總線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和總線u第三章第三章基本計算機基本計算機u第四章第四章電子顯示器電子顯示器u第五章第五章靜電感應(yīng)、電磁防護靜電感應(yīng)、電磁防護數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)u基本計算機結(jié)構(gòu)基本計算機結(jié)構(gòu)一個完整的計算機系統(tǒng)是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成的。硬件系統(tǒng)是組成計算 機系統(tǒng)的各種物理設(shè)備的總稱，是計算機系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。軟件系統(tǒng)是為運行、管理和維護計算機而編制的各種程序、數(shù)據(jù)和文檔的總稱。基本計算機結(jié)構(gòu)基本計算機結(jié)構(gòu)一個完整的計算機系統(tǒng)是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成的。硬件系統(tǒng)是組成計算

2、 機系統(tǒng)的各種物理設(shè)備的總稱，是計算機系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，如中央處理器單元（CPU)、存 儲器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備等。軟件系統(tǒng)是為運行、管理和維護計算機而編制的各種程序、數(shù)據(jù)和文檔的總稱。各部分的主要功能各部分的主要功能（1）運算器運算器的主要功能是進行算術(shù)運算和邏輯運算。計算機中最主要的工作是運算，大量的數(shù)據(jù)運算任務(wù)是在運算器中進行的。（2）控制器控制器是計算機的神經(jīng)中樞，只有在它的控制下，整個計算機才能有條不紊地工作，自動執(zhí)行程序。控制器和運算器一起組成中央處理單元（CPU）。又叫微處理器。（3）存儲器存儲器的主要功能是存放程序和數(shù)據(jù)。使用時，可以從存儲器中取出信息，不破壞原有 的內(nèi)容，這種操

3、作稱為存儲器的讀操作；也可以把信息寫入存儲器，原來的內(nèi)容被覆蓋，這 種操作稱為存儲器的寫操作。存儲器分為內(nèi)部存儲器和外部存儲器。內(nèi)存的存取速度直接影響計算機的運算速度。但由于 內(nèi)存儲器斷電后，其信息將丟失，因此內(nèi)存中的信息如要長期保存，就需送到外部存儲器中。內(nèi)存按其功能特性可分為三類：隨機存儲器：既可以讀出也可以寫入，斷電數(shù)據(jù)會消失。只讀存儲器：只能讀出，不能寫入，斷電數(shù)據(jù)不消失。高速緩沖存儲器：當(dāng)CPU從RAM中讀取數(shù)據(jù)時，由于 RAM速度較慢，CPU就進入等待狀態(tài)，放慢它的運行速度，因此極大地影響了計算機的整 體性能。采用高速緩沖存儲器可以解決這一問題。存儲器的有關(guān)術(shù)語存儲器的有關(guān)術(shù)語位（

4、Bit):存放一位二進制碼，即0或1。字節(jié)（Byte):8個二進制位為一個字節(jié)。存儲器容量一般用KB、MB、GB來表示。地址：整個內(nèi)存被分成若干個存儲單元。一個存儲單元中至少能存放一個字節(jié)（8 位二進制碼）。字長：計算機中傳送的數(shù)據(jù)可以是一個字節(jié)，也可以是兩個字節(jié)等。通常一個存儲器單元所包含的二進制位數(shù)稱為字長。（4）輸入設(shè)備輸入設(shè)備用來接受用戶輸入的原始數(shù)據(jù)和程序，并將它們轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎銠C可以識別的二進 制碼存放在內(nèi)存儲器中。常用的輸入設(shè)備有鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀、麥克風(fēng)等。 輸輸出設(shè)備出設(shè)備用來將計算機處理的結(jié)果轉(zhuǎn)換成人們能夠識別的數(shù)字、字符、圖像、聲音等形 式顯示、打印或播放出來。常用的輸出設(shè)備

5、有顯示器、打印機、繪圖儀、音響等。計算機軟件計算機軟件軟件是指程序、數(shù)據(jù)、文檔等的集合。軟件和硬件是計算機系統(tǒng)不可分離的兩個重要組 成部分。軟件一般分為系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件兩大類。但實際上，兩者的界限并不十分明顯，有些 軟件既可以認(rèn)為是系統(tǒng)軟件，又可以認(rèn)為是應(yīng)用軟件，如數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。系統(tǒng)軟件通常包括 操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)、語言處理程序語言處理程序和各種實用程實用程序序。應(yīng)用軟件 也可以分為三大類：通用應(yīng)用軟件通用應(yīng)用軟件（它支持最基本的應(yīng)用，可用于各個領(lǐng)域，如辦公軟件包、瀏覽器、 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等）、專用軟件專用軟件（專門應(yīng)用于某一專業(yè)領(lǐng)域，如法律事務(wù)所、醫(yī)院等的管理軟件）和定制軟

6、件定制軟件。典型存儲器典型存儲器（1）按存儲介質(zhì)分：半導(dǎo)體存儲器和磁表面存儲器。（2）按存儲器的讀寫功能分：只讀存儲器和隨機存儲器。（3）按信息的可保存性分：永久記憶存儲器和非永久性存儲器。對存儲器的要求是容量大、速度快、成本低， 但在一個存儲器中同時兼顧這三方面是困難的。目前在計算機系統(tǒng)中，通常采用多級存儲器體系結(jié)構(gòu)，即使用高速緩沖存儲器、 主存儲器和外存儲器，CPU能直 接訪問的存儲器稱為內(nèi)存儲器，它包括高速存儲器 和主存儲器。CPU不能直接訪問外存儲器，外存儲 器的信息必須調(diào)人內(nèi)存儲器后才能由CPU進行 處理。計算機中的存儲器分級結(jié)構(gòu)計算機中的存儲器分級結(jié)構(gòu)只讀存儲器只讀存儲器根據(jù)編程方

7、法的不同，只讀存儲器可分為以下幾類：掩膜ROM、可編程ROM、光可擦除的PROM、電擦除的PROM。隨機存儲器隨機存儲器根據(jù)生產(chǎn)工藝的不同，可以將隨機存儲器分為雙極型半導(dǎo)體存儲器和MOS型半導(dǎo)體存儲器（動態(tài)RAM、靜態(tài)RAM、NVRAM）。微型計算機在飛機上的應(yīng)用微型計算機在飛機上的應(yīng)用微型計算機具有體積小、重量輕、耗電小、價格低、方便可靠等優(yōu)點，已被廣泛用于許 多領(lǐng)域，對科研、經(jīng)濟建設(shè)起到了極大的促進作用。微機在其他領(lǐng)域的應(yīng)用取得成功后，在20世紀(jì)70年代末、80年代初被應(yīng)用到民用客機上，使民用客機的操縱、控制、導(dǎo)航、通信、儀表顯示、發(fā)動機管理、客艙環(huán)境控制等各個系統(tǒng)在技術(shù)上得到飛躍，在大型客機上使 空勤機組成員減少了一半的對笨重的機電式控制系統(tǒng)、液壓式控制系統(tǒng)和氣動式控制系統(tǒng)的 操縱，極大地減輕了飛機重量，提高了安全性和可靠性。計算機的基本工作原理計算機的基本工作原理下圖所示為微型計算機簡要結(jié)構(gòu)示意圖，由微處理器（CPU)、存儲器、接口電路 以及外部設(shè)備組成，通過三總線（Bus)地址總線AB ( Address Bus)、控制總線CB (Control B