計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論第3講

1、第3講 計(jì)算機(jī)組成Computer Organizations1本講內(nèi)容1馮諾依曼模型2計(jì)算機(jī)硬件3微型計(jì)算機(jī)程序執(zhí)行其他體系結(jié)構(gòu)21 馮諾依曼模型 計(jì)算機(jī)是一個(gè)接受輸入數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)，產(chǎn)生輸出數(shù)據(jù)的黑盒子。輸入數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)程序馮諾依曼（美籍匈牙利數(shù)學(xué)家科學(xué)家，計(jì)算機(jī)之父）提出的馮諾依曼模型著眼于計(jì)算機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。3計(jì)算機(jī)輸入數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)程序馮諾依曼模型4計(jì)算機(jī)輸入數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)程序輸入/輸出設(shè)備存儲(chǔ)器算術(shù)邏輯單元控制單元馮諾依曼模型5 計(jì)算機(jī)的硬件組成包括：存儲(chǔ)器，算術(shù)邏輯單元 (ALU)，控制單元和輸入/輸出設(shè)備。存儲(chǔ)器 : 存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和程序算術(shù)邏輯單元(ALU) : 進(jìn)行算術(shù)邏輯運(yùn)算控制單元

2、 : 控制程序的執(zhí)行輸入/輸出設(shè)備 : 接收來(lái)自外界數(shù)據(jù)/向外界發(fā)送數(shù)據(jù)6 1945年6月馮諾依曼在一篇論文中第一次提出了計(jì)算機(jī)三個(gè)主要思想： 計(jì)算機(jī)由四大部件組成 程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 程序和數(shù)據(jù)采用二進(jìn)制數(shù)表示 目前絕大多數(shù)計(jì)算機(jī)仍建立在這個(gè)思想的基礎(chǔ)上，稱之馮諾依曼型計(jì)算機(jī)。7 硬件通常是指一切看得見(jiàn)，摸得到的設(shè)備實(shí)體；軟件通常是泛指各類程序和文件，它們實(shí)際上是由一些算法以及其在計(jì)算機(jī)中的表示所構(gòu)成的。 + = 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件 軟件 2 計(jì)算機(jī)硬件8運(yùn)算器控制器主存儲(chǔ)器輸入設(shè)備輸出設(shè)備輔助存儲(chǔ)器CPU控制數(shù)據(jù)地址或指令主機(jī)外設(shè)存儲(chǔ)器計(jì)算機(jī)硬件組成9CPU 包括三部分：算術(shù)邏輯單元 (ALU)、

3、控制單元和寄存器。 中央處理單元（CPU）控制單元寄存器程序計(jì)數(shù)器10 算術(shù)邏輯單元 (ALU) 執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。 算術(shù)運(yùn)算：包括 加法、減法、乘法和除法等。 邏輯運(yùn)算：包括“非”、“與”、“或”和“異或”。 控制單元負(fù)責(zé)選擇這些運(yùn)算中的一種。數(shù)字電路/模擬電路11寄存器是用來(lái)臨時(shí)存放數(shù)據(jù)的高速獨(dú)立的存儲(chǔ)單元。CPU的運(yùn)算需要多個(gè)寄存器常見(jiàn)的寄存器寄存器數(shù)據(jù)寄存器指令寄存器程序計(jì)數(shù)器12數(shù)據(jù)寄存器：用來(lái)存放輸入數(shù)據(jù)，運(yùn)算中間結(jié)果和最終結(jié)果。指令寄存器：存放從內(nèi)存中取出的指令， 以便于稍后解釋和執(zhí)行它們。程序計(jì)數(shù)器：存放當(dāng)前指令的地址。當(dāng)前指令執(zhí)行完后，程序計(jì)數(shù)器自動(dòng)加1，指向下一條指令

4、的地址。13 控制單元是整個(gè)計(jì)算機(jī)的指揮中心，被稱為計(jì)算機(jī)的大腦控制通過(guò)線路的開(kāi)（高電平）或關(guān)（低電平）實(shí)現(xiàn)控制單元的基本功能：從主存中取出指令對(duì)指令譯碼，產(chǎn)生相應(yīng)的操作控制信號(hào)指揮并控制CPU、主存和輸入/輸出設(shè)備之間的數(shù)據(jù)流動(dòng)控制單元14主存儲(chǔ)器是存儲(chǔ)單元的集合每一個(gè)存儲(chǔ)單元都有惟一的標(biāo)識(shí)符地址數(shù)據(jù)以字（或字節(jié)）的形式在存儲(chǔ)器中傳入或傳出 主存儲(chǔ)器15地址值存儲(chǔ)器16每個(gè)存儲(chǔ)單元存放一個(gè)字（或字節(jié)）。所有在存儲(chǔ)器中可標(biāo)識(shí)的獨(dú)立地址單元的總數(shù)稱為 地址空間。存儲(chǔ)地址用無(wú)符號(hào)二進(jìn)制數(shù)表示。地址本身采用位模式。如果計(jì)算機(jī)有N個(gè)字的存儲(chǔ)空間，則存儲(chǔ)地址應(yīng)當(dāng)有l(wèi)og2N位。地址空間17主存儲(chǔ)器分為三

5、種類型：隨機(jī)存儲(chǔ)器 (RAM)只讀存儲(chǔ)器 (ROM)互補(bǔ)金屬氧化物存儲(chǔ)器(CMOS)主存儲(chǔ)器 RAMROMCMOS主存儲(chǔ)器的種類18RAM的特點(diǎn)：計(jì)算機(jī)中主存的主要組成部分 。用戶既可以讀，又可以寫(xiě)。對(duì)所有存儲(chǔ)單元的讀寫(xiě)時(shí)間均相同。具有易失性。若斷電或關(guān)掉計(jì)算機(jī)，全部存儲(chǔ)的信息將會(huì)丟失。隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)19 隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM ）又分為兩大類：靜態(tài)RAM (SRAM) ：利用觸發(fā)器來(lái)存儲(chǔ)信息，當(dāng)通電的時(shí)候信息始終存在，不需要刷新。存取速度快，但容量較小，價(jià)格較高。動(dòng)態(tài)RAM (DRAM): 利用電容上的電荷存儲(chǔ)信息，電容上的電荷會(huì)泄漏，需要周期性的刷新。存取速度慢，但容量較大，價(jià)格較低

6、。20RAM 的容量、速度： 衡量RAM容量的單位通常用字節(jié)數(shù)表示。每1024個(gè)字節(jié)稱為1K字節(jié)（210=1K），每1024K字節(jié)稱為1M字節(jié)（220=1M），每1024M字節(jié)稱為1G字節(jié)（230=1G）。 RAM的速度是重要的指標(biāo)，如果 RAM的速度低于CPU的速度，則CPU訪存時(shí)需要等待。21 ROM中的內(nèi)容是預(yù)先寫(xiě)進(jìn)去的。用戶只能讀，不能寫(xiě)。 ROM 具有非易失性，斷電或關(guān)掉計(jì)算機(jī)，存儲(chǔ)在ROM的信息不會(huì)丟失。通常用來(lái)存儲(chǔ)那些關(guān)機(jī)后不能丟失的程序和數(shù)據(jù)。例如開(kāi)機(jī)時(shí)運(yùn)行的引導(dǎo)程序。只讀存儲(chǔ)器(ROM)22ROM 四種類型：掩模式ROM (MROM)：內(nèi)容由芯片制造商寫(xiě)入，寫(xiě)入后任何人無(wú)法改

7、變。一次可編程(PROM )：用戶可以借助專業(yè)設(shè)備一次寫(xiě)入自己的程序，一旦寫(xiě)入后將無(wú)法改變?？刹脸删幊蘎OM (EPROM)：用戶可編程，但需要用紫外線燈擦除。電可擦除可編程ROM (EEPROM)：用戶可編程，用電子脈沖擦除。23ROM 常用來(lái)存放固定不變重復(fù)使用的程序、數(shù)據(jù)或信息，如存放漢字庫(kù)、各種專用設(shè)備的控制程序等。最典型的是ROM BIOS（基本輸入輸出系統(tǒng)），其中部分內(nèi)容是用于啟動(dòng)計(jì)算機(jī)的指令，內(nèi)容固定但每次開(kāi)機(jī)時(shí)都要執(zhí)行。24 CMOS 芯片一般用來(lái)存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)每次開(kāi)機(jī)時(shí)所需的重要信息，例如計(jì)算機(jī)貯存容量、鍵盤(pán)類型、鼠標(biāo)、監(jiān)視器以及磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的有關(guān)信息。 它與RAM的區(qū)別在于

8、，CMOS芯片通過(guò)鋰電池提供電源，即關(guān)機(jī)后其存儲(chǔ)的信息不會(huì)丟失。 它與ROM的區(qū)別在于，其內(nèi)容隨著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置的改變或用戶的設(shè)置而發(fā)生變化。 CMOS25主存儲(chǔ)器 高速緩沖存儲(chǔ)器 寄存器 速度輔助存儲(chǔ)器 容量小大快慢存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu) 不同的存儲(chǔ)器具有不同的存儲(chǔ)容量、不同存取速度。26 為了解決存儲(chǔ)容量、存取速度和價(jià)格之間的矛盾，通常把各種不同存儲(chǔ)容量、不同存取速度的存儲(chǔ)器，按一定的體系結(jié)構(gòu)組織起來(lái)，形成一個(gè)統(tǒng)一整體的存儲(chǔ)系統(tǒng)。計(jì)算-傳輸-存儲(chǔ)27 高速緩沖存儲(chǔ)器的存取速度比主存快，但比CPU內(nèi)部的寄存器慢 。 高速緩沖存儲(chǔ)器容量較小，常置于CPU和主存之間。主存高速緩沖存儲(chǔ)器(Cache)2

9、8cache用來(lái)存放主存中一部分內(nèi)容的副本（拷貝），即當(dāng)前正在執(zhí)行的程序中的活躍部分。CPU可以直接訪問(wèn)cache ，以便快速地向CPU提供指令和數(shù)據(jù)。當(dāng)CPU需要程序和數(shù)據(jù)時(shí)，首先檢索內(nèi)部cache ，然后檢索外部cache ，再往后是RAM。只有前者中找不到所需內(nèi)容時(shí)才繼續(xù)檢索后者。29 輸入/輸出子系統(tǒng)中的設(shè)備可以分為兩大類：非存儲(chǔ)設(shè)備和存儲(chǔ)設(shè)備。輸入/輸出存儲(chǔ)設(shè)備非存儲(chǔ)設(shè)備輸入設(shè)備輸出設(shè)備磁介質(zhì)存儲(chǔ)設(shè)備光存儲(chǔ)設(shè)備其他存儲(chǔ)設(shè)備30非存儲(chǔ)設(shè)備輸入設(shè)備輸出設(shè)備鍵盤(pán)輸入設(shè)備掃描儀音頻輸入設(shè)備視頻輸入設(shè)備其他顯示器打印機(jī)其他31鍵盤(pán)輸入設(shè)備鼠標(biāo)游戲桿32觸模屏掃描儀條碼閱讀器33語(yǔ)言輸入設(shè)備34

10、視頻和圖像輸入設(shè)備35液晶顯示器 (LCD)陰極射線管 (CRT)顯示器輸出設(shè)備顯示器36針式打印機(jī)打印機(jī)激光打印機(jī)投影儀37存儲(chǔ)設(shè)備磁介質(zhì)存儲(chǔ)設(shè)備光存儲(chǔ)設(shè)備 硬磁盤(pán) 軟磁盤(pán) 磁帶 存儲(chǔ)設(shè)備又稱為輔助存儲(chǔ)器。用來(lái)存放暫時(shí)不參與運(yùn)行的程序和數(shù)據(jù)。CPU不能直接訪問(wèn)輔助存儲(chǔ)器，需要時(shí)將信息先傳送到主存。輔助存儲(chǔ)器其他存儲(chǔ)設(shè)備38硬盤(pán)是由一張一張的盤(pán)片疊加而成的，硬盤(pán)實(shí)際上是磁盤(pán)組。表面結(jié)構(gòu)：每個(gè)盤(pán)面都被劃分成磁道，每個(gè)磁道又被分成為若干扇區(qū)。數(shù)據(jù)存?。簩儆陔S機(jī)存取設(shè)備，最小存儲(chǔ)區(qū)域只能是一個(gè)扇區(qū)。硬盤(pán)的容量大于內(nèi)存和軟盤(pán)。硬盤(pán)的存儲(chǔ)速度低于內(nèi)存，但高于軟盤(pán)。磁介質(zhì)存儲(chǔ)器硬磁盤(pán)39硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器40磁道

11、：磁化區(qū)上閉合的圓環(huán)扇區(qū)：一段磁道簇：若干個(gè)扇區(qū)41圓柱面：在一個(gè)盤(pán)組中，各記錄面上相同編號(hào)（位置）的諸磁道的總稱。42硬盤(pán)的主要技術(shù)指標(biāo)有：容量：磁盤(pán)存儲(chǔ)的信息總量。轉(zhuǎn)速：磁盤(pán)的旋轉(zhuǎn)速度。平均尋道時(shí)間：磁頭移動(dòng)到指定位置的時(shí)間。平均等待時(shí)間：等待被訪問(wèn)的記錄區(qū)旋轉(zhuǎn)到磁頭下方所等待的時(shí)間。傳送時(shí)間：數(shù)據(jù)從磁盤(pán)移到CPU/主存所需的時(shí)間，或反之所需的時(shí)間。數(shù)據(jù)傳輸率：接口的傳輸速度。接口標(biāo)準(zhǔn)：硬盤(pán)的接口可分為IDE和SCSI兩種。傳統(tǒng)微機(jī)和便攜機(jī)采用標(biāo)準(zhǔn)的IDE接口，而工作站和服務(wù)器則多采用SCSI接口。兩種接口在物理上不兼容。 硬磁盤(pán)43軟磁盤(pán) 軟盤(pán)是一種輕便、移動(dòng)的存儲(chǔ)媒體。 軟盤(pán)片是聚酯薄

12、膜塑料圓片，封裝在護(hù)套內(nèi)。44 磁帶用兩個(gè)卷軸承接起來(lái)，當(dāng)磁帶運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以通過(guò)讀/寫(xiě)磁頭來(lái)讀寫(xiě)磁帶上的數(shù)據(jù)。 磁帶是順序訪問(wèn)的，用戶要找一個(gè)文件，必須從磁帶頭開(kāi)始。 磁帶45利用激光技術(shù)來(lái)存儲(chǔ)和讀取數(shù)據(jù) 。光存儲(chǔ)設(shè)備有只讀光盤(pán)(CD-ROM)、可刻錄光盤(pán) (CD-R)、可重寫(xiě)光盤(pán)(CD-RW)、數(shù)字多功能光盤(pán)(DVD)。光存儲(chǔ)設(shè)備光存儲(chǔ)設(shè)備CD-ROMDVDCD-RCD-RW46CD-ROM的內(nèi)容是由制造商寫(xiě)入的。用戶不能刪除，也不能寫(xiě)入。CD-ROM 盤(pán)所需的費(fèi)用是可調(diào)節(jié)的，尤其是大批量地生產(chǎn)，每個(gè)盤(pán)片的費(fèi)用會(huì)很便宜的。CD-ROM 驅(qū)動(dòng)器被使用來(lái)讀 CD-ROM 盤(pán)。CD-ROM 驅(qū)動(dòng)器有

13、不同的速度，如單倍速，多倍速等。只讀光盤(pán)(CD-ROM)47CD-ROM的制造需要先使用高能紅外激光來(lái)制作主盤(pán)。激光在主盤(pán)上形成一系列的坑和紋間表面。然后依照主盤(pán)，作成相應(yīng)的模盤(pán)。最后將溶解的聚碳酸酯樹(shù)脂注入模盤(pán)中制成光盤(pán)。只讀光盤(pán)(CD-ROM)48CD-R 制造時(shí)不需要主盤(pán)和模盤(pán)。CD-R盤(pán)上的坑和紋間表面是模擬出來(lái)的。CD-R 是讓用戶自己制作的光盤(pán)。用戶只需要一次寫(xiě)入信息，就可以多次讀出信息?？煽啼浌獗P(pán)(CD-R)49CD-RW 技術(shù)又稱之為可擦寫(xiě)光盤(pán)技術(shù)。CD-RW光盤(pán)可以寫(xiě)入、擦除、重寫(xiě)。可重寫(xiě)光盤(pán)(CD-RW)50DVD 采用與CD類似的技術(shù)。兩種盤(pán)尺寸相同。DVD 盤(pán)的存儲(chǔ)量遠(yuǎn)

14、大于 CD-ROM盤(pán)（如單層DVD盤(pán)的容量為4,700 MB ，而 CD-ROM盤(pán)的容量?jī)H為650 MB）。DVD 盤(pán)更適用于多媒體對(duì)存儲(chǔ)大容量數(shù)據(jù)的需要。數(shù)字多功能光盤(pán)(DVD)51 CPU與主存之間的連接主存數(shù)據(jù)總線地址總線控制總線子系統(tǒng)間的連接CPU 和主存之間通常通過(guò)系統(tǒng)總線連接。 系統(tǒng)總線包括三組線路 ：數(shù)據(jù)總線 、地址總線和控制總線。52系統(tǒng)總線數(shù)據(jù)總線 ：由雙方向的多根信號(hào)線組成， CPU可以沿這些線從主存或外設(shè)讀入數(shù)據(jù)，也可以沿這些線向主存或外設(shè)送出數(shù)據(jù)。地址總線：由單方向的多根信號(hào)線組成，用于CPU向主存、外設(shè)傳輸?shù)刂沸畔??？刂瓶偩€：傳輸?shù)氖强刂菩畔?，包括CPU送出的控制命令

15、和主存/外設(shè)反饋給CPU的狀態(tài)信號(hào)。53系統(tǒng)總線數(shù)據(jù)總線 ：通常數(shù)據(jù)總線的位數(shù)取決于字的寬度。如果計(jì)算機(jī)的字長(zhǎng)是32位，就需要32位寬度的數(shù)據(jù)總線，以便同一時(shí)刻能夠同時(shí)傳送32位的數(shù)據(jù)。地址總線：地址總線的位數(shù)取決于存儲(chǔ)空間的大小。如果存儲(chǔ)容量為2n個(gè)字，那么地址總線需要n位?？刂瓶偩€：控制總線的位數(shù)取決于計(jì)算機(jī)所需要的控制命令的總數(shù)。如果計(jì)算機(jī)有2m條控制命令，那么控制總線需要m位。54輸入輸出設(shè)備不能直接與CPU和主存的總線相連。因?yàn)檩斎胼敵鲈O(shè)備往往都是機(jī)電、磁性或光學(xué)設(shè)備，比CPU和主存的速度慢得多。必須要有“中介”來(lái)處理速度上的差異，這個(gè)中介被稱為設(shè)備控制器或接口。I/O設(shè)備的連接鍵盤(pán)

16、控制器監(jiān)視器控制器打印機(jī)控制器磁盤(pán)控制器55設(shè)備控制器有兩種串行控制器：只有一根數(shù)據(jù)線連接到設(shè)備上。并行控制器：數(shù)根數(shù)據(jù)線連接到設(shè)備上。I/O設(shè)備的連接56串行接口并行接口57硬件 微處理器 主板（擴(kuò)展槽，適配器，接口，總線） 一組內(nèi)存 輔助存儲(chǔ)器 輸入輸出設(shè)備 電源 機(jī)箱3. 微型計(jì)算機(jī)58微處理器微處理器是微型計(jì)算機(jī)的最關(guān)鍵的部件，直接決定了計(jì)算機(jī)的性能。Intel公司的產(chǎn)品代表了微處理器技術(shù)的發(fā)展。59微處理器 運(yùn)算器+控制器大規(guī)模集成電路芯片Microprocessor（簡(jiǎn)稱MPU） 微處理器是微型計(jì)算機(jī)的核心，它完成計(jì)算機(jī)所有的運(yùn)算和控制工作。微處理器的性能指標(biāo)決定了由它構(gòu)成的微型計(jì)

17、算機(jī)的性能指標(biāo)。微處理器因其體積小而得名。60微處理器微型計(jì)算機(jī)？ 微處理器不是微型計(jì)算機(jī)，因?yàn)樗荒塥?dú)立操作，必須與其它裝置構(gòu)成完整系統(tǒng)。61微處理器的主要技術(shù)指標(biāo)字長(zhǎng)：字長(zhǎng)決定了微處理器在每個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)處理數(shù)據(jù)的能力，字長(zhǎng)由微處理器的型號(hào)來(lái)區(qū)分。主頻：主頻就是微處理器的時(shí)鐘頻率。主頻越高，微處理器的速度就越快。時(shí)鐘頻率以MHz或GHz為單位表示。62主板 主板也稱為主機(jī)板，它是一塊印刷電路板，集中放置了微型機(jī)的主要部件，目前一些常用的接口電路也放在主板上。主板的主要部件包括： 微處理器芯片、芯片組、一組高速內(nèi)存儲(chǔ)器、基本輸入輸出接口、總線及總線接口、擴(kuò)展槽、其它一些支持電路。63硬盤(pán)接口總

18、線擴(kuò)展槽CPU插座輸入輸出設(shè)備接口電源插口只讀存儲(chǔ)器電源主板前面板接口64 基本輸入輸出接口例如：鍵盤(pán)、打印機(jī)接口等 擴(kuò)展槽 是適配器與微機(jī)總線之間的物理連接裝置，其中可插入各類適配器。 其它配套的支持電路 擴(kuò)展槽配套電路鍵盤(pán)端口 總線及總線接口 CPU內(nèi)存條配套芯片主板651.芯片組 主板性能好壞對(duì)總體指標(biāo)產(chǎn)生舉足輕重的影響，關(guān)鍵在于芯片組的選用，決定主板本身性能和整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的級(jí)別，影響到支持什么性能的CPU、硬盤(pán)圖形加速卡等。 芯片組是指主板上各種設(shè)備間的接口電路，主要有內(nèi)存控制器、硬盤(pán)控制器、CACHE控制器、總線控制器等。662.總線及擴(kuò)展插槽67 早期產(chǎn)品只有一種ISA總線，即

19、“Industry Standard Architecture”工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)，IBM制定的總線標(biāo)準(zhǔn)。 只有16位，傳輸速率低,現(xiàn)在只有部分內(nèi)置的調(diào)制解調(diào)器、10M網(wǎng)卡等還使用。68PCI（Peripheral Component Interconnect,外部設(shè)備互連）總線，具有132MB/S的數(shù)據(jù)傳輸能力和很強(qiáng)的帶負(fù)載能力，被世界上大多數(shù)廠商采用。69EIDE（Enhanced Integrates Drive Electronics,集成驅(qū)動(dòng)器電子部件）是硬盤(pán)接口標(biāo)準(zhǔn)。AGP（Accelerated Graphics Port)插槽，安裝加速圖形卡，有專用總線和內(nèi)存連接，速度達(dá)到553

20、MB/S。 USB（Universal Serial Bus,通用串行總線），用于連接攝象頭、數(shù)碼相機(jī)、打印機(jī)等。USB支持熱插拔，安裝較簡(jiǎn)單。PS/2鼠標(biāo)、鍵盤(pán)插口。70串行端口 并行端口USB口鼠標(biāo)鍵盤(pán)端口3.輸入輸出設(shè)備端口71I/O接口電路微處理器外部設(shè)備內(nèi)部總線外部數(shù)據(jù)線接口板插在主板上與總線相連外部端口與外設(shè)相連4.適配器72 適配器是微機(jī)系統(tǒng)中驅(qū)動(dòng)某一個(gè)外部設(shè)備的功能模塊電路的統(tǒng)稱。該模塊電路必須包含兩個(gè)接口，一個(gè)是與主機(jī)連接的總線接口，一個(gè)是與外部設(shè)備連接的外設(shè)接口。適配器也稱為“卡”。顯示卡總線接口外設(shè)接口主機(jī)總線外設(shè)端口適配器具有獨(dú)立的系統(tǒng)功能，可與系統(tǒng)并行工作。與主機(jī)板相

21、連與外設(shè)相連適配器73微機(jī)計(jì)算機(jī)基本配置 鍵盤(pán)顯示器鼠標(biāo)打印機(jī)顯示卡并行接口卡串行接口卡主機(jī)板軟 硬 盤(pán) 適 配 器軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器電 源總線機(jī)箱74RAM存儲(chǔ)芯片和內(nèi)存條 過(guò)去，一般存儲(chǔ)芯片都是雙列直插封裝的，簡(jiǎn)稱DIP。目前，在微機(jī)上，越來(lái)越多地使用單列直插存儲(chǔ)模塊SIMM和雙列直插存儲(chǔ)模塊DIMM，也就是通常所說(shuō)的內(nèi)存條。主存75SDRAM和DDR SDRAM SDRAM在同步脈沖的控制下工作，取消了內(nèi)存等待時(shí)間，減少了數(shù)據(jù)傳送的延遲時(shí)間，因而加快了系統(tǒng)速度。 DDR SDRAM不僅能在時(shí)鐘脈沖的上升沿讀出數(shù)據(jù)而且還能在下降沿讀出數(shù)據(jù)，不需要提高時(shí)鐘頻率就能加倍提高SDRAM的速度。

22、主存76 標(biāo)準(zhǔn)的SDRAM有168線（2個(gè)小缺口），而DDR SDRAM有184線（多出的16個(gè)線占用了空間，故只有1個(gè)小缺口），DDR SDRAM目前的標(biāo)準(zhǔn)為PC-266，可以工作在2.5V的低電壓環(huán)境下。主存7778電 源硬 盤(pán)機(jī)箱79 一般微機(jī)通常使用5V或12V直流電，其耗電功率為300瓦。微機(jī)的電源系統(tǒng)用于將220V的交流電轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)所需的直流電。電源80通用計(jì)算機(jī)通過(guò)執(zhí)行程序來(lái)處理數(shù)據(jù)。程序是指令的有序集合。程序和數(shù)據(jù)都放在主存中。4. 程序執(zhí)行81譯碼執(zhí)行取指令循環(huán)執(zhí)行指令一條指令的執(zhí)行過(guò)程 指令是計(jì)算機(jī)進(jìn)行操作的命令，將控制計(jì)算機(jī)完成規(guī)定動(dòng)作的命令稱為指令。 CPU利用重復(fù)的機(jī)

23、器周期來(lái)執(zhí)行指令。簡(jiǎn)化的周期包括3步：機(jī)器周期82 取指令 在取指令階段，控制單元命令系統(tǒng)取出一條指令放在指令寄存器I中，程序計(jì)數(shù)器PC加1。 譯碼 把指令置于指令寄存器后進(jìn)行譯碼，以確定這是一條什么樣的指令。 執(zhí)行 譯碼完畢后，控制單元發(fā)送命令到CPU的某個(gè)部件，完成指令所確定的功能。83一條指令由操作碼和地址碼兩部分組成。操作碼地址碼Load 200,R1Load 201,R2Add R1,R2,R3Store 202,R3Halt把200單元的內(nèi)容送入寄存器R1把201單元的內(nèi)容送入寄存器R2R1和R2的內(nèi)容相加結(jié)果放在R3把R3的內(nèi)容存入202單元停止所有操作程序執(zhí)行的實(shí)例840700

24、71072073200201202074主存Load 200 R1 HaltLoad 201 R2Add R1 R2 R3Store 202 R3+14-10R1R2R3IPC070執(zhí)行前主存和寄存器中的內(nèi)容85070071072073200201202074主存Load 200 R1 HaltLoad 201 R2Add R1 R2 R3Store 202 R3+14-10Load 200 R1取數(shù)指令R1R2R3IPC070Load 200 R1071+14第一條指令執(zhí)行后86070071072073200201202074主存Load 200 R1 HaltLoad 201 R2Add R1 R2 R3Store 202 R3+14-10R1R2R3IPCLoad 201 R2取數(shù)指令+14-10072Load 200 R1071Load 201 R2072第二條指令執(zhí)行后87070071072073200201202074主存Load 200 R1 HaltLoad 201 R2Add R1 R2 R3Store 202 R3+14-10R1R2R3IPC073+14-10+4Add R1 R2 R3加法指令072073Load 201 R2Add R1 R2 R3第三條指令執(zhí)行后88070071072073200201202074主存Load 200 R1 H