計算機系統(tǒng)的組成

1、1.2計算機系統(tǒng)的組成計算機系統(tǒng)的基本組成： 計算機硬件系統(tǒng) 和 計算機軟件系統(tǒng)組成。1.2.1計算機系統(tǒng)的概述計算機硬件系統(tǒng)的組成：由 控制器 、運算器 、存儲器 、輸入設(shè)備 、輸出設(shè)備組成其中：中央處理器（CPU）由：控制器、運算器 、寄存器組成計算機軟件系統(tǒng)包括： 系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件 和和 應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件系統(tǒng)軟件包括： 操作系統(tǒng)（OS）、程序設(shè)計語言、系統(tǒng)檢測診斷程序 編譯系統(tǒng)、 通用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)應(yīng)用軟件包括： 管理軟件、辦公軟件、應(yīng)用數(shù)據(jù)庫管理軟件、 圖形圖像處理軟件、 用戶需求開發(fā)設(shè)計的軟件硬件系統(tǒng)外部設(shè)備中央處理器（CPU）內(nèi)存儲器外存儲器：硬盤存儲器、軟盤存儲器、光盤存儲器、磁

2、帶存儲器。輸入設(shè)備輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀、光筆、觸摸屏、條形碼讀入器、數(shù)碼相機、數(shù)字化儀（是一種將圖形信息轉(zhuǎn)換成計算機能接收的數(shù)字信號的圖形輸入設(shè)備。輸出設(shè)備輸出設(shè)備：顯示器、打印機、繪圖儀、數(shù)據(jù)投影設(shè)備運算器運算器控制器控制器只讀存儲器（ROM）隨機讀寫存儲器（RAM）高 速 緩 沖 存 儲 器（CACHE）存儲器存儲器 主 機說明： 既是輸入又是輸出設(shè)備：軟驅(qū)、硬盤、調(diào)制解調(diào)器 軟盤（片）是外存 硬盤既是外存又是輸入和輸出設(shè)備 CD-ROM光驅(qū)是輸入設(shè)備軟件系統(tǒng)系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件操作系統(tǒng)（OS）： 如Windows、DOS、Linix、Unix、OS/2程序設(shè)計語言：機器語言、匯編語言

3、、高級語言系統(tǒng)檢測診斷程序通用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：如Foxpro編譯系統(tǒng)辦公軟件：如Word、Excel、wps、應(yīng)用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：如人事檔案管理系統(tǒng)、管理軟件: 如財務(wù)管理系統(tǒng)圖形圖像處理軟件 用戶需求開發(fā)設(shè)計的軟件1.2.2 1.2.2 微型計算機的工作原理微型計算機的工作原理1、指令：計算機完成某個操作所發(fā)出的命令就 稱為指令2、指令系統(tǒng)：由全部機器指令組成了指令系統(tǒng)。 *不同類型的計算機有不同的指令系統(tǒng)。3.3.馮馮 諾依曼原理諾依曼原理 美籍美籍匈牙利科學(xué)家馮馮 諾依曼諾依曼被稱為“現(xiàn)代電子計算機之父現(xiàn)代電子計算機之父”提出了“程序存儲和程序控制程序存儲和程序控制”的計算機體系設(shè)計思想

4、。內(nèi)容包括：1.1.計算機硬件設(shè)備由運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和計算機硬件設(shè)備由運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備輸出設(shè)備2.2.計算機內(nèi)部采用二進(jìn)制計算機內(nèi)部采用二進(jìn)制3.3.程序存儲和程序控制程序存儲和程序控制 圖圖1-2 1-2 馮馮諾依曼結(jié)構(gòu)計算機諾依曼結(jié)構(gòu)計算機控制器控制器存儲器存儲器輸出設(shè)備輸出設(shè)備輸入設(shè)備輸入設(shè)備運算器運算器控制信息控制信息數(shù)據(jù)或指令數(shù)據(jù)或指令4 4、計算機的工作過程：、計算機的工作過程：1、CPUCPU訪問輸入輸出接口訪問輸入輸出接口：開機后，CPU自動從ROM中取出已存入的指令，做掃描鍵盤、訪問I/O接口等工作。2、讀入數(shù)據(jù)并運行讀入數(shù)據(jù)并運行：

5、CPU將鍵盤鍵入的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總線送到運算器中，并根據(jù)要求完成相應(yīng)的操作。3、暫存結(jié)果暫存結(jié)果：將運算結(jié)果暫存于CPU的累加器中4、輸出結(jié)果輸出結(jié)果：CPU根據(jù)程序指揮計算機的有關(guān)部件按要求工作，并結(jié)果在顯示器上輸出找出以下題目的答案：1、CPU的組成：2、運算器的組成及各部件的功能：3、運算器的功能：4、控制器的組成及各部件的作用：5、寄存器分類。1.2.3中央處理器課堂抽測：1、馮諾依曼提出了_的計算機體系設(shè)計思想。2、僅有硬件而沒有配備軟件的計算機稱為_3、通用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)屬于_.4、計算機工作過程有： A： B： C： D：5、運算器是負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)進(jìn)行_和_的部件。6、_、_和_的位數(shù)

6、決定了CPU的字長7、控制器的工作是_、_以及_。8、寄存器的位數(shù)一般和_ 、_是一致的。9、簡述CPU的組成，及其組成部分的功能。 CPUCPU由由控制器、運算器和寄存器控制器、運算器和寄存器組成。組成。 運算器是運算器是負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)運算和邏輯運算的部件負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)運算和邏輯運算的部件。 控制器是控制器是計算機的控制中心，用來實現(xiàn)計算機本身運算過程的計算機的控制中心，用來實現(xiàn)計算機本身運算過程的 自動自動化，其作用是控制整個計算機的工作。其工作是取指令、解化，其作用是控制整個計算機的工作。其工作是取指令、解 釋指令釋指令以及完成指令的執(zhí)行。以及完成指令的執(zhí)行。 寄存器是寄存器是C

7、PUCPU的一個重要組成部分，它是的一個重要組成部分，它是CPUCPU內(nèi)部的臨時存儲單元，它內(nèi)部的臨時存儲單元，它用于存儲運算中的數(shù)據(jù)、中間結(jié)果、地址和狀態(tài)信息等。用于存儲運算中的數(shù)據(jù)、中間結(jié)果、地址和狀態(tài)信息等。作業(yè)：1、簡述CPU的組成，及其組成部分的功能。2、運算器的組成及各部件的功能：3、運算器的功能：4、控制器的組成及各部件的作用：5、寄存器分類。按多層次存儲系統(tǒng)的概念：計算機的存儲系統(tǒng)由高速緩沖存儲器、隨機存儲器（RAM）、只讀存儲器（ROM）、軟盤存儲器、硬盤存器、光盤存儲器、優(yōu)盤存儲器等。1.2.4 存儲器存儲器的分類:1. 按存儲介質(zhì)的材料分： 半導(dǎo)體存儲器、磁表面存儲器半導(dǎo)

8、體存儲器、磁表面存儲器 和光存儲器和光存儲器半導(dǎo)體存儲器半導(dǎo)體存儲器：內(nèi)存：內(nèi)存磁表面存儲器磁表面存儲器：軟盤：軟盤 硬盤硬盤光存儲器光存儲器：CD-ROMCD-ROM 按存儲器的工作方式分: 隨機讀寫存儲器 、順序讀寫存儲器 、 只讀存儲器 隨機讀寫存儲器：RAM、Cache、軟盤存儲器、 硬 盤 存儲器和優(yōu)盤 順序讀寫存儲器：磁帶存儲器只讀存儲器：ROM CD-ROM按計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分：內(nèi)存儲器、外存儲器1、內(nèi)存儲器稱又主存，由隨機讀寫隨儲器（RAM）、高速緩沖存儲器（Cache）和只讀存儲器（ROM）2、12位地址碼可尋址 4KB 的存儲空間，23根地址線，它的尋址的空間是 8MB。3、

9、內(nèi)存儲器具有 密度大、體積小、重量輕和存取速度快等特點。4、內(nèi)存容量 是指 RAM的容量 思考：1、RAM分為 靜態(tài)存儲器（SRAM）和 動態(tài)存儲器（DRAM）2、簡述靜態(tài)隨機存儲器（SRAM）與動態(tài)隨機存儲器（DRAM）不同的特點和用途。靜態(tài)隨機存儲器（靜態(tài)隨機存儲器（SRAMSRAM）存儲的數(shù)據(jù)不需要進(jìn)行刷新，讀）存儲的數(shù)據(jù)不需要進(jìn)行刷新，讀寫速度很快。一般用在高速緩沖存儲器等場合。寫速度很快。一般用在高速緩沖存儲器等場合。動態(tài)隨機存儲器（動態(tài)隨機存儲器（DRAMDRAM）存儲的數(shù)據(jù)需要不斷進(jìn)行刷新，）存儲的數(shù)據(jù)需要不斷進(jìn)行刷新，讀寫速度比讀寫速度比SRAMSRAM慢。慢。RAMRAM一般

10、使用一般使用DRAMDRAM。思考：1、在存儲系統(tǒng)中，采用Cache的主要目的是什么？Cache中存儲的內(nèi)容又是什么？采用采用CacheCache的目的是為了解決的目的是為了解決CPUCPU工作速度和工作速度和RAMRAM讀寫速度不匹配的問題，從而提高讀寫速度不匹配的問題，從而提高CPUCPU讀寫程序和讀寫程序和數(shù)據(jù)的速度。數(shù)據(jù)的速度。CacheCache的內(nèi)容是的內(nèi)容是RAMRAM中部分存儲單元中部分存儲單元內(nèi)容的副本。內(nèi)容的副本。2、什么是一級Cache,什么是二Cache ？只讀存儲器的特點：數(shù)據(jù)不易丟失，斷電后數(shù)據(jù)依然保存。只讀存儲器的類型：1.普通ROM2.可編程只讀存儲器PROM3

11、.可擦除式可編程只讀存儲器EPROM4.電式可擦除式可編程 只讀存儲器EEPROM5.閃速存儲器（Flash Memory)作業(yè) ：1.簡述靜態(tài)隨機存儲器（SRAM）與動態(tài)隨機存儲器（DRAM）不同的特點和用途2.在存儲系統(tǒng)中，采用Cache的主要目的是什么？Cache中存儲的內(nèi)容又是什么？外存儲器又稱輔助存儲器。外存儲器的特點： 存儲容量大、成本低、存取速度慢，可以永久地脫機保存信息外存儲器主要有： 軟盤存儲器、硬盤存儲器、光盤存儲器、優(yōu)盤存儲器 移動硬盤目前主流移動存儲器都采用 USB 接口外存儲器輸入設(shè)備除了最常用的鍵盤、鼠標(biāo)外，還有很多種類。如掃描儀、條形碼閱讀器、觸摸屏、手寫筆、語音

12、輸入設(shè)備和圖像、視頻輸入設(shè)備等。輸入輸出設(shè)備 輸出設(shè)備是將計算機處理后的信息以能為人或其它設(shè)備所接受的形式輸出的設(shè)備。顯示器和打印機是計算機中最常用的兩種輸出設(shè)備。另外，還有繪圖儀、投影儀、音箱等。1.1.像素像素2.2.分辨率分辨率3.3.屏幕尺寸：指顯示器屏幕對角線的長度，單位英寸屏幕尺寸：指顯示器屏幕對角線的長度，單位英寸4.4.點間距：指顯示器屏幕上像素間的距離。點間距：指顯示器屏幕上像素間的距離。5.5.灰度級：指像素的亮暗程度，彩色顯示器指的顏色的種類灰度級：指像素的亮暗程度，彩色顯示器指的顏色的種類6.6.對比度：又稱反差，指圖像和背景的濃度差對比度：又稱反差，指圖像和背景的濃度

13、差7.7.幀頻：字符（圖像）每秒在屏幕上出現(xiàn)的次數(shù)。幀頻：字符（圖像）每秒在屏幕上出現(xiàn)的次數(shù)。8.8.行頻：指電子掃描束從屏幕左邊到右邊的掃描速度行頻：指電子掃描束從屏幕左邊到右邊的掃描速度9.9.掃描方式掃描方式顯示器主要性能指標(biāo)：1.總線的概念2.總線的分類： 按功能分： 按時序控制方式分類：從書中找也以下內(nèi)容：總線的分類：一、按功能分類：內(nèi)部總線：是CPU內(nèi)部連接各寄存器及運算部件的總線系統(tǒng)總線：外部總線：通信總線如EIA-RS-232串行總線、USB總線二、按時序控制方式分類：同步總線 異步總線數(shù)據(jù)總線：雙向的地址總線：單向的控制總線：單向的1、微機常的系統(tǒng)總線有 ISA總線、AGP總

14、線 和PCI局部總線2、ISA總線簡稱 標(biāo)準(zhǔn)總線，也叫AT總線3、目前最新的總線和接口標(biāo)準(zhǔn)為 PCI-E常用的微機系統(tǒng)總線：練習(xí)：1、計算機的硬件由（ ）等幾部分組成。AA、CPU、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備 B、主板、CPU、硬盤、光驅(qū)和顯示器C、主板、CPU、內(nèi)存條、硬盤和顯示器 D、CPU、存儲器、顯示器和鍵盤2、通用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是應(yīng)用軟件。（ ）錯3、判斷題：只要設(shè)備齊全，計算機就可以啟動進(jìn)行正常工作。（ ）錯4、選擇題：學(xué)校的學(xué)籍管理系統(tǒng)屬于（ ）。CA、文字處理軟件 B、系統(tǒng)軟件 C、應(yīng)用軟件 D、工具軟件1、至今電子數(shù)字式計算機都是屬于馮諾依曼式的，這是由于它們都建立在馮諾依曼

15、提出的（ ）的核心思想基礎(chǔ)上。 B A、二進(jìn)制 B、程序存儲與程序控制 C、采用大規(guī)模集成電路 D、計算機分子結(jié)構(gòu)2、微型計算機工作過程為CPU訪問輸入輸出接口、（ 輸入 數(shù)據(jù)并運行 ）、（ 暫存結(jié)果 ）輸出結(jié)果。3、運算器的功能是對數(shù)據(jù)進(jìn)行（ ）和（ ）運算。算術(shù) 邏輯4、2009年判斷題：CPU中寄存器數(shù)量對CPU運行速度有一定影響，因此寄存器的數(shù)量越多越好。（ ）錯5、2011年簡答題：美籍匈牙利科學(xué)家馮諾依曼對計算機的發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)，他指出計算機構(gòu)成應(yīng)包括哪三個方面？答：馮諾依曼指出計算機的構(gòu)成應(yīng)包括以下三個方面： （1）計算機硬件設(shè)備由運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五部分組成。（2）計算機內(nèi)部采用二進(jìn)制。（3）程序存儲和程序控制。6、微型計算機中，控制器的基本功能是（ ）。DA、進(jìn)行算術(shù)運算和邏輯運算 B、存儲各種控制信息C、保持各種控制狀態(tài) D、控制機器各個部件協(xié)調(diào)一致地工作7、2009年選擇題：計算機中，能夠統(tǒng)一指揮和協(xié)調(diào)計算機各工作部件的是（ ）DA、運算器 B、累加