CH計算機組成原理課件

第1～4代計算機的對比代別年代使用的元器件使用的軟件類型主要應用領域第1代20世紀40年代中期～50年代末期CPU：電子管內(nèi)存：磁鼓使用機器語言和匯編語言編寫程序科學和工程計算第2代20世紀50年代中、后期～60年代中期CPU：晶體管內(nèi)存：磁芯使用FORTRAN等高級程序設計語言開始廣泛應用于數(shù)據(jù)處理領域第3代20世紀60年代中期～70年代初期CPU：SSI，MSI內(nèi)存：SSI，MSI的半導體存儲器操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等開始使用在科學計算、數(shù)據(jù)處理、工業(yè)控制等領域得到廣泛應用第4代20世紀70年代中期以來CPU：LSI、VLSI內(nèi)存：LSI、VLSI的半導體存儲器軟件開發(fā)工具和平臺、分布式計算、網(wǎng)絡軟件等開始廣泛使用深入到各行各業(yè)，家庭和個人開始使用計算機第1～4代計算機的對比代別年代使用的元器件使用的軟件類1計算機硬件的邏輯結構經(jīng)典計算機的邏輯結構（馮.諾依曼計算機）運算器和控制器輸入設備輸出設備存儲器（注：邏輯結構意指概念上（即功能上）的結構）計算機硬件的邏輯結構經(jīng)典計算機的邏輯結構（馮.諾依曼計算機2計算機系統(tǒng)=硬件+軟件輸入硬件&軟件輸出計算機系統(tǒng)是由硬件和軟件組成的，兩者缺一不可！計算機硬件是計算機系統(tǒng)中所有實際物理裝置的總稱計算機軟件是指在計算機中運行的各種程序及其處理的數(shù)據(jù)和相關的文檔計算機系統(tǒng)=硬件+軟件輸入硬件&軟件輸出計算機系統(tǒng)是由硬件3臺式PC的物理組成臺式機臺式PC的物理組成臺式機4軟件、硬件和用戶的關系

硬件的能力非常有限，只是速度極高而已沒有軟件，硬件幾乎什么任務也完成不了BasicInput/OutputSystem硬件BIOS操作系統(tǒng)應用軟件用戶應用軟件系統(tǒng)軟件數(shù)據(jù)信息處理任務處理結果硬件軟件、硬件和用戶的關系硬件的能力非常有限，只是速度極高而5什么是中央處理器(CPU)？一臺計算機中往往有多個處理器，它們各有其不同的任務，如繪圖處理器、通信處理器等。其中承擔系統(tǒng)軟件和應用軟件運行任務的處理器稱為“中央處理器”（CPU），CPU是計算機必不可少的核心組成部件。大多數(shù)計算機只有1個CPU。為了提高處理速度，計算機也可以包含2個、4個、8個甚至成百上千個CPU。使用多個CPU的計算機系統(tǒng)稱為“多處理器系統(tǒng)”。什么是中央處理器(CPU)？一臺計算機中往往有多個處理器，它6什么是嵌入式計算機？把運算器、控制器、存儲器、輸入/輸出控制、接口電路全都集成在一塊芯片上，這樣的超大規(guī)模集成電路稱為“單片計算機”或“嵌入式計算機”用途舉例：內(nèi)嵌在其他設備中作為信息處理的核心裝置，例如數(shù)碼相機、MP3播放器、手機、計算機外圍設備、汽車、機頂盒等特點：功能固定、專用，軟件固化在芯片上，通常不能改變大多應滿足實時信息處理的要求以最低成本滿足應用要求能適應惡劣工作環(huán)境什么是嵌入式計算機？把運算器、控制器、存儲器、輸入/輸出控制72.2CPU的結構與原理指令指令就是命令，它用來規(guī)定CPU執(zhí)行什么操作。指令是構成程序的基本單位，程序是由一連串指令組成的指令采用二進位表示，大多數(shù)情況下，指令由兩個部分組成：操作碼、操作數(shù)地址CPU的任務：取指令并完成指令所規(guī)定的操作指令系統(tǒng)CPU可執(zhí)行的全部指令稱為該CPU的指令系統(tǒng)，即它的機器語言同一公司同一系列的CPU具有向下（前）兼容性不同公司生產(chǎn)的CPU各有自己的指令系統(tǒng)，他們未必互相兼容。例如，現(xiàn)在大部分使用INTEL公司的微處理器作為CPU，而美國蘋果公司生產(chǎn)的MACINTOSH個人計算機，其CPU使用的是IBM公司的POWERPC微處理器，它們的指令系統(tǒng)有很大的差別。2.2CPU的結構與原理指令8CPU的性能指標CPU的字長（位數(shù)）主頻（CPU時鐘頻率）CPU總線（前端總線）的速度高速緩存（cache）的容量與結構CPU的指令系統(tǒng)CPU的邏輯結構CPU的性能指標CPU的字長（位數(shù)）92.3.1主板1、主板，又稱母板，在主板通常安裝有CPU插座、芯片組、存儲器插槽、擴充卡插槽、顯卡插槽、BIOS、CMOS存儲器、輔助芯片和若干用于連接外圍設備的I/O插口。2、主板上有兩塊特別有用的集成電路：一塊是閃爍存儲器（FLASHMEMORY），其中從放的是基本輸入/輸出系統(tǒng)（BIOS），它是PC機軟件中最基礎的部分，沒有它機器就無法啟動；另一個集成電路芯片是CMOS存儲器，其中存放著與計算機硬件相關的一些參數(shù)（稱為“配置信息”）。由于CMOS芯片是一種易失性存儲器，必須使用電池供電，才能使計算機關機后，也不會丟失所有存儲信息。3、主板的物理尺寸標準：現(xiàn)使用主板，主要是ATX和BTX規(guī)格主板。4、芯片組是PC機組成部分相互連接和通信的樞紐，它一般由2塊超大規(guī)模集成電路組成：北橋芯片（存儲控制）和南橋芯片（I/O控制）。2.3.1主板1、主板，又稱母板，在主板通常安裝有CPU插10BIOS主要包含四個部分的程序：加電自檢程序（POST）

(PowerOnSelfTest)用于檢測計算機硬件故障系統(tǒng)自舉程序（Boot）啟動計算機工作，加載并進入操作系統(tǒng)運行狀態(tài)CMOS設置程序設置系統(tǒng)參數(shù)：日期、時間、口令、配置參數(shù)等常用外部設備的驅(qū)動程序（Driver）實現(xiàn)對鍵盤、顯示器、軟驅(qū)和硬盤等常用外部設備輸入輸出操作的控制BIOS主要包含四個部分的程序：加電自檢程序（POST）11關于CMOS芯片這是一個容量很小的RAM存儲器，由電池供電，即使計算機關機后也不會丟失所存儲的信息作用：存放計算機硬件的參數(shù)（稱為“配置信息”），包括日期和時間、口令、軟盤/硬盤/光盤驅(qū)動器的數(shù)目、類型及參數(shù)、顯卡類型、cache使用狀況、啟動機器時訪問外存的順序等，供BIOS程序使用設置和修改CMOS參數(shù)的方法：在開機啟動BIOS工作時，按下Del鍵(或F2或F8健)，即可進入BIOS中的CMOS設置程序關于CMOS芯片這是一個容量很小的RAM存儲器，由電池供電12PC機的啟動工作過程接通電源時CPU自動執(zhí)行BIOS中的加電自檢程序1.1按CMOS中的內(nèi)容來識別硬件的配置,測試各部件的工作狀態(tài)(發(fā)現(xiàn)錯誤則報錯，系統(tǒng)將不能繼續(xù)啟動或不能正常工作。)1.2初始化CPU、內(nèi)存、ROM、主板、CMOS、顯示卡、鍵盤、軟驅(qū)和硬盤等設備CPU自動執(zhí)行自舉程序按照CMOS中預先設定的啟動順序，搜尋外存儲器（軟、硬盤或光盤），將OS主引導程序讀出并裝入內(nèi)存。然后由引導程序繼續(xù)裝入操作系統(tǒng)最后，將控制權交給操作系統(tǒng)，整個計算機由操作系統(tǒng)所控制PC機的啟動工作過程接通電源時CPU自動執(zhí)行BIOS中的加電13(3)存儲器分類內(nèi)存儲器(簡稱內(nèi)存或主存)外存儲器(簡稱外存或輔存)存取速度很快較慢存儲容量較小(因單位成本較高)很大(因單位成本較低)性質(zhì)斷電后信息消失斷電后信息保持用途存放已經(jīng)啟動運行的程序和需要立即處理的數(shù)據(jù)長期存放計算機系統(tǒng)中幾乎所有的信息與CPU關系CPU所處理的指令及數(shù)據(jù)直接從內(nèi)存中取出程序及相關數(shù)據(jù)必須先送入內(nèi)存后才能被CPU使用(3)存儲器分類內(nèi)存儲器外存儲器存取速度很快較慢存儲容量較14計算機中存儲器的層次結構cache存儲器主存儲器(RAM和ROM)外存儲器（軟盤、硬盤、光盤）后備存儲器（磁帶庫、光盤庫）內(nèi)存儲器外存儲器寄存器典型容量<1KB1MB256MB-1GB40GB-200GB10TB-100TB典型存取時間1ns2ns10ns10ms10s分析：速度越快，成本較高。為了獲得好的性能/價格比，計算機中各種存儲器組成一個層狀的塔式結構，取長補短，協(xié)調(diào)工作工作過程：1）CPU運行時，需要的操作數(shù)大部分來自寄存器2）如需要從(向)存儲器中取(存)數(shù)據(jù)時，先訪問cache，如在，取自cache3）如操作數(shù)不在cache，則訪問RAM，如在RAM中，則取自RAM4）如操作數(shù)不在RAM，則訪問硬盤，操作數(shù)從硬盤中讀出→RAM→cache計算機中存儲器的層次結構cache存儲器主存儲器(RAM和R152.3.2內(nèi)存儲器的分類及應用內(nèi)存由半導體存儲器芯片組成，芯片有多種類型：半導體存儲器只讀存儲器(ROM)隨機存取存儲器(RAM)靜態(tài)隨機存取存儲器SRAM動態(tài)隨機存取存儲器DRAM

不可在線改寫內(nèi)容的ROM快擦除存儲器（FlashROM）（用作Cache存儲器）

（用作主存儲器）（用作BIOS存儲器）(圖形卡、硬盤控制器)CMOS2.3.2內(nèi)存儲器的分類及應用內(nèi)存由半導體存儲器芯片組成，芯162.6外存儲器硬盤硬盤上一塊數(shù)據(jù)要用三個參數(shù)來定位：柱面號，扇區(qū)號，磁道號光盤移動存儲器U盤移動硬盤2.6外存儲器硬盤17硬盤存儲器的性能指標（1）容量：以GB為單位，目前硬盤單碟容量約為40～100GB（2）平均存取時間：在幾ms～幾十ms之間，由硬盤的旋轉(zhuǎn)速度、磁頭尋道時間和數(shù)據(jù)傳輸速率所決定（3）緩存容量：原則上越大越好，通常為2MB～8MB（4）數(shù)據(jù)傳輸速率外部傳輸速率指主機從（向）硬盤緩存讀出（寫入）數(shù)據(jù)的速度，與采用的接口類型有關內(nèi)部傳輸速率指硬盤在盤片上讀寫數(shù)據(jù)的速度，轉(zhuǎn)速越高內(nèi)部傳輸速率越快

（5）與主機的接口：前些年使用：并行ATA（IDE）接口當前流行：串行ATA（SATA）接口硬盤存儲器的性能指標（1）容量：以GB為單位，目前硬盤單碟容18光盤存儲器的發(fā)展分代年代名稱激光類型存儲容量第1代1982CD光盤存儲器紅外光650MB第2代1995DVD光盤存儲器紅光4.7GB第3代2006BD光盤存儲器藍光25GB（注：DVD和BD的容量均為單面單層的容量）光盤存儲器的發(fā)展分代年代名稱激光類型存儲容量第1代1982C19光盤片的類型按存儲容量與讀寫特性分：CD盤片DVD盤片藍光（BD）盤片只讀盤片（CD-ROM）一次性可寫盤片（CD-R）可擦寫盤片（CD-RW）只讀盤片（DVD）一次性可寫盤片（DVD-R,DVD+R）可擦寫盤片（DVD-RW,DVD+RW

DVD-RAM

）只讀盤片（BD）一次性可寫盤片（BD-R）可擦寫盤片（BD-RE）藍光盤光盤片的類型按存儲容量與讀寫特性分：只讀盤片（CD-ROM）202.3.3I/O總線與I/O接口PCI總線工作頻率：33MHz數(shù)據(jù)線寬度：32位（或64位）傳輸速率：133MB/s（或266MB/s）用于掛接中等速度的外圍設備總線帶寬（MB/s）＝（數(shù)據(jù)線寬度/8）*總線工作頻率（MHz）*每個總線周期的傳輸次數(shù)PCI-EUSB接口IEEE－1394接口：主要用于連接需要高速傳輸大量數(shù)據(jù)的音頻和視頻設備。2.3.3I/O總線與I/O接口PCI總線21常用的I/O接口及其性能參數(shù)名稱數(shù)據(jù)傳輸方式數(shù)據(jù)傳輸速率標準插頭/插座形式可連接的設備數(shù)目通常連接的設備串行口串行,雙向50～19200b/sEIA-232或EIA-422DB25F或DB9F1鼠標器，MODEM并行口(增強式)并行,雙向1.5MB/sIEEE1284DB25M1打印機，掃描儀USB(1.0)USB(1.1)串行,雙向1.5Mb/s(慢速)1.5MB/s(全速)USB-IFA型，B型最多127鍵盤，鼠標器，數(shù)碼相機，移動盤等USB(2.0)串行,雙向60MB/s(高速)USB-IFA型，B型，Mini型最多127外接硬盤，數(shù)字視頻設備，掃描儀等IEEE1394aIEEE1394b串行,雙向50MB/s,100MB/s,200MB/sFireWire(i.Link)最多63數(shù)字視頻設備IDE并行,雙向66MB/s100MB/s133MB/sUltraATA/66

UltraATA/100UltraATA/133(E-IDE)1~4硬盤，光驅(qū)，軟驅(qū)SATA串行,雙向150MB/s300MB/sSATA1.0SATA2.07針插頭/插座1硬盤顯示器輸出接口并行,單向200～500MB/sVGAHDB151顯示器PS/2接口串行,雙向低速IBM1鍵盤或鼠標器紅外線接口(IrDA)串行,雙向115,000bps或4Mbps紅外線數(shù)據(jù)協(xié)會不需要1鍵盤，鼠標器，打印機等常用的I/O接口及其性能參數(shù)名稱數(shù)據(jù)傳輸方式數(shù)據(jù)傳輸速率標22I/O設備接口串行口9針并行口VGA視頻口鍵盤接口雙絞線接口PS/2接口串行口25針同軸電纜網(wǎng)絡接口顯示器接口麥克風音箱鍵盤接口并行口USB接口以太網(wǎng)雙絞線接口串行口鼠標器接口(安裝在主板上的I/O設備接口)I/O設備接口串行口并行口VGA鍵盤接口雙絞線接口PS/2接23臺式PC機箱背板照片鍵盤接口鼠標接口串行接口電源接口打印機(并行)接口(游戲)操縱桿接口顯示器接口揚聲器接口麥克風接口電話線/MODEM接口臺式PC機箱背板照片鍵盤接口鼠標接口串行接口電源接口打印機(242.4常用輸入設備鍵盤與主機的接口PS/2接口，USB接口，無線接口（紅外線或無線電波）鼠標與主機的接口RS－232串行口（D形9針），PS/2（圓形6針），USB，無線鼠標筆輸入設備與主機的接口類型串行口，USB掃描儀性能指標：分辨率（dpi），色彩位數(shù)（色彩深度），掃描幅面，與主機的接口類型（SCSI，USB，1394接口等）數(shù)碼相機（簡稱DC）是一種圖象輸入設備。性能指標：CCD像素數(shù)目，存儲器容量2.4常用輸入設備鍵盤與主機的接口252.5常用輸出設備——打印機針式打印機擊打式打印機。缺點：打印質(zhì)量不高，工作噪聲很大，速度慢，現(xiàn)已被淘汰出辦公、家用打印機市場。其獨特的平推式進紙技術，在打印存折和票據(jù)方面，具有其他種類打印機所不具有的優(yōu)勢。激光打印機優(yōu)點：分辨率較高，打印質(zhì)量好；速度高；噪聲低；價格適中分黑白和彩色兩種。黑白已普及，彩色價格還比較高與主機的接口過去以并行接口為主，現(xiàn)在多半使用USB接口。噴墨打印機優(yōu)點：輸出彩色圖像，經(jīng)濟，效果好，低噪音，使用低電壓，環(huán)保關鍵技術是噴頭，耗材是墨水2.5常用輸出設備——打印機針式打印機26

顯示器的性能指標顯示屏尺寸，屏幕橫向與縱向的比例（普通屏，寬屏），顯示分辨率，畫面刷新速率顯卡的性能指標繪圖處理器（圖形引擎）類型，顯存容量，主機接口（AGPx4,x8，PCI-Ex16（4GB/s））顯示器接口：VGA接口（D-Sub接口）：模擬接口DVI接口：數(shù)字接口HDMI全高清多媒體接口（以無壓縮方式傳送1920x1200的數(shù)字視頻信號和5.1聲道音頻信號）打印機主要性能指標打印精度(分辨率)dpi，打印速度，彩色數(shù)目，幅面大小，與主機的接口（并行口、SCSI口、USB接口）其他（如打印成本、噪音、功耗等）顯示器的性能指標27第1～4代計算機的對比代別年代使用的元器件使用的軟件類型主要應用領域第1代20世紀40年代中期～50年代末期CPU：電子管內(nèi)存：磁鼓使用機器語言和匯編語言編寫程序科學和工程計算第2代20世紀50年代中、后期～60年代中期CPU：晶體管內(nèi)存：磁芯使用FORTRAN等高級程序設計語言開始廣泛應用于數(shù)據(jù)處理領域第3代20世紀60年代中期～70年代初期CPU：SSI，MSI內(nèi)存：SSI，MSI的半導體存儲器操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等開始使用在科學計算、數(shù)據(jù)處理、工業(yè)控制等領域得到廣泛應用第4代20世紀70年代中期以來CPU：LSI、VLSI內(nèi)存：LSI、VLSI的半導體存儲器軟件開發(fā)工具和平臺、分布式計算、網(wǎng)絡軟件等開始廣泛使用深入到各行各業(yè)，家庭和個人開始使用計算機第1～4代計算機的對比代別年代使用的元器件使用的軟件類28計算機硬件的邏輯結構經(jīng)典計算機的邏輯結構（馮.諾依曼計算機）運算器和控制器輸入設備輸出設備存儲器（注：邏輯結構意指概念上（即功能上）的結構）計算機硬件的邏輯結構經(jīng)典計算機的邏輯結構（馮.諾依曼計算機29計算機系統(tǒng)=硬件+軟件輸入硬件&軟件輸出計算機系統(tǒng)是由硬件和軟件組成的，兩者缺一不可！計算機硬件是計算機系統(tǒng)中所有實際物理裝置的總稱計算機軟件是指在計算機中運行的各種程序及其處理的數(shù)據(jù)和相關的文檔計算機系統(tǒng)=硬件+軟件輸入硬件&軟件輸出計算機系統(tǒng)是由硬件30臺式PC的物理組成臺式機臺式PC的物理組成臺式機31軟件、硬件和用戶的關系

硬件的能力非常有限，只是速度極高而已沒有軟件，硬件幾乎什么任務也完成不了BasicInput/OutputSystem硬件BIOS操作系統(tǒng)應用軟件用戶應用軟件系統(tǒng)軟件數(shù)據(jù)信息處理任務處理結果硬件軟件、硬件和用戶的關系硬件的能力非常有限，只是速度極高而32什么是中央處理器(CPU)？一臺計算機中往往有多個處理器，它們各有其不同的任務，如繪圖處理器、通信處理器等。其中承擔系統(tǒng)軟件和應用軟件運行任務的處理器稱為“中央處理器”（CPU），CPU是計算機必不可少的核心組成部件。大多數(shù)計算機只有1個CPU。為了提高處理速度，計算機也可以包含2個、4個、8個甚至成百上千個CPU。使用多個CPU的計算機系統(tǒng)稱為“多處理器系統(tǒng)”。什么是中央處理器(CPU)？一臺計算機中往往有多個處理器，它33什么是嵌入式計算機？把運算器、控制器、存儲器、輸入/輸出控制、接口電路全都集成在一塊芯片上，這樣的超大規(guī)模集成電路稱為“單片計算機”或“嵌入式計算機”用途舉例：內(nèi)嵌在其他設備中作為信息處理的核心裝置，例如數(shù)碼相機、MP3播放器、手機、計算機外圍設備、汽車、機頂盒等特點：功能固定、專用，軟件固化在芯片上，通常不能改變大多應滿足實時信息處理的要求以最低成本滿足應用要求能適應惡劣工作環(huán)境什么是嵌入式計算機？把運算器、控制器、存儲器、輸入/輸出控制342.2CPU的結構與原理指令指令就是命令，它用來規(guī)定CPU執(zhí)行什么操作。指令是構成程序的基本單位，程序是由一連串指令組成的指令采用二進位表示，大多數(shù)情況下，指令由兩個部分組成：操作碼、操作數(shù)地址CPU的任務：取指令并完成指令所規(guī)定的操作指令系統(tǒng)CPU可執(zhí)行的全部指令稱為該CPU的指令系統(tǒng)，即它的機器語言同一公司同一系列的CPU具有向下（前）兼容性不同公司生產(chǎn)的CPU各有自己的指令系統(tǒng)，他們未必互相兼容。例如，現(xiàn)在大部分使用INTEL公司的微處理器作為CPU，而美國蘋果公司生產(chǎn)的MACINTOSH個人計算機，其CPU使用的是IBM公司的POWERPC微處理器，它們的指令系統(tǒng)有很大的差別。2.2CPU的結構與原理指令35CPU的性能指標CPU的字長（位數(shù)）主頻（CPU時鐘頻率）CPU總線（前端總線）的速度高速緩存（cache）的容量與結構CPU的指令系統(tǒng)CPU的邏輯結構CPU的性能指標CPU的字長（位數(shù)）362.3.1主板1、主板，又稱母板，在主板通常安裝有CPU插座、芯片組、存儲器插槽、擴充卡插槽、顯卡插槽、BIOS、CMOS存儲器、輔助芯片和若干用于連接外圍設備的I/O插口。2、主板上有兩塊特別有用的集成電路：一塊是閃爍存儲器（FLASHMEMORY），其中從放的是基本輸入/輸出系統(tǒng)（BIOS），它是PC機軟件中最基礎的部分，沒有它機器就無法啟動；另一個集成電路芯片是CMOS存儲器，其中存放著與計算機硬件相關的一些參數(shù)（稱為“配置信息”）。由于CMOS芯片是一種易失性存儲器，必須使用電池供電，才能使計算機關機后，也不會丟失所有存儲信息。3、主板的物理尺寸標準：現(xiàn)使用主板，主要是ATX和BTX規(guī)格主板。4、芯片組是PC機組成部分相互連接和通信的樞紐，它一般由2塊超大規(guī)模集成電路組成：北橋芯片（存儲控制）和南橋芯片（I/O控制）。2.3.1主板1、主板，又稱母板，在主板通常安裝有CPU插37BIOS主要包含四個部分的程序：加電自檢程序（POST）

(PowerOnSelfTest)用于檢測計算機硬件故障系統(tǒng)自舉程序（Boot）啟動計算機工作，加載并進入操作系統(tǒng)運行狀態(tài)CMOS設置程序設置系統(tǒng)參數(shù)：日期、時間、口令、配置參數(shù)等常用外部設備的驅(qū)動程序（Driver）實現(xiàn)對鍵盤、顯示器、軟驅(qū)和硬盤等常用外部設備輸入輸出操作的控制BIOS主要包含四個部分的程序：加電自檢程序（POST）38關于CMOS芯片這是一個容量很小的RAM存儲器，由電池供電，即使計算機關機后也不會丟失所存儲的信息作用：存放計算機硬件的參數(shù)（稱為“配置信息”），包括日期和時間、口令、軟盤/硬盤/光盤驅(qū)動器的數(shù)目、類型及參數(shù)、顯卡類型、cache使用狀況、啟動機器時訪問外存的順序等，供BIOS程序使用設置和修改CMOS參數(shù)的方法：在開機啟動BIOS工作時，按下Del鍵(或F2或F8健)，即可進入BIOS中的CMOS設置程序關于CMOS芯片這是一個容量很小的RAM存儲器，由電池供電39PC機的啟動工作過程接通電源時CPU自動執(zhí)行BIOS中的加電自檢程序1.1按CMOS中的內(nèi)容來識別硬件的配置,測試各部件的工作狀態(tài)(發(fā)現(xiàn)錯誤則報錯，系統(tǒng)將不能繼續(xù)啟動或不能正常工作。)1.2初始化CPU、內(nèi)存、ROM、主板、CMOS、顯示卡、鍵盤、軟驅(qū)和硬盤等設備CPU自動執(zhí)行自舉程序按照CMOS中預先設定的啟動順序，搜尋外存儲器（軟、硬盤或光盤），將OS主引導程序讀出并裝入內(nèi)存。然后由引導程序繼續(xù)裝入操作系統(tǒng)最后，將控制權交給操作系統(tǒng)，整個計算機由操作系統(tǒng)所控制PC機的啟動工作過程接通電源時CPU自動執(zhí)行BIOS中的加電40(3)存儲器分類內(nèi)存儲器(簡稱內(nèi)存或主存)外存儲器(簡稱外存或輔存)存取速度很快較慢存儲容量較小(因單位成本較高)很大(因單位成本較低)性質(zhì)斷電后信息消失斷電后信息保持用途存放已經(jīng)啟動運行的程序和需要立即處理的數(shù)據(jù)長期存放計算機系統(tǒng)中幾乎所有的信息與CPU關系CPU所處理的指令及數(shù)據(jù)直接從內(nèi)存中取出程序及相關數(shù)據(jù)必須先送入內(nèi)存后才能被CPU使用(3)存儲器分類內(nèi)存儲器外存儲器存取速度很快較慢存儲容量較41計算機中存儲器的層次結構cache存儲器主存儲器(RAM和ROM)外存儲器（軟盤、硬盤、光盤）后備存儲器（磁帶庫、光盤庫）內(nèi)存儲器外存儲器寄存器典型容量<1KB1MB256MB-1GB40GB-200GB10TB-100TB典型存取時間1ns2ns10ns10ms10s分析：速度越快，成本較高。為了獲得好的性能/價格比，計算機中各種存儲器組成一個層狀的塔式結構，取長補短，協(xié)調(diào)工作工作過程：1）CPU運行時，需要的操作數(shù)大部分來自寄存器2）如需要從(向)存儲器中取(存)數(shù)據(jù)時，先訪問cache，如在，取自cache3）如操作數(shù)不在cache，則訪問RAM，如在RAM中，則取自RAM4）如操作數(shù)不在RAM，則訪問硬盤，操作數(shù)從硬盤中讀出→RAM→cache計算機中存儲器的層次結構cache存儲器主存儲器(RAM和R422.3.2內(nèi)存儲器的分類及應用內(nèi)存由半導體存儲器芯片組成，芯片有多種類型：半導體存儲器只讀存儲器(ROM)隨機存取存儲器(RAM)靜態(tài)隨機存取存儲器SRAM動態(tài)隨機存取存儲器DRAM

不可在線改寫內(nèi)容的ROM快擦除存儲器（FlashROM）（用作Cache存儲器）

（用作主存儲器）（用作BIOS存儲器）(圖形卡、硬盤控制器)CMOS2.3.2內(nèi)存儲器的分類及應用內(nèi)存由半導體存儲器芯片組成，芯432.6外存儲器硬盤硬盤上一塊數(shù)據(jù)要用三個參數(shù)來定位：柱面號，扇區(qū)號，磁道號光盤移動存儲器U盤移動硬盤2.6外存儲器硬盤44硬盤存儲器的性能指標（1）容量：以GB為單位，目前硬盤單碟容量約為40～100GB（2）平均存取時間：在幾ms～幾十ms之間，由硬盤的旋轉(zhuǎn)速度、磁頭尋道時間和數(shù)據(jù)傳輸速率所決定（3）緩存容量：原則上越大越好，通常為2MB～8MB（4）數(shù)據(jù)傳輸速率外部傳輸速率指主機從（向）硬盤緩存讀出（寫入）數(shù)據(jù)的速度，與采用的接口類型有關內(nèi)部傳輸速率指硬盤在盤片上讀寫數(shù)據(jù)的速度，轉(zhuǎn)速越高內(nèi)部傳輸速率越快

（5）與主機的接口：前些年使用：并行ATA（IDE）接口當前流行：串行ATA（SATA）接口硬盤存儲器的性能指標（1）容量：以GB為單位，目前硬盤單碟容45光盤存儲器的發(fā)展分代年代名稱激光類型存儲容量第1代1982CD光盤存儲器紅外光650MB第2代1995DVD光盤存儲器紅光4.7GB第3代2006BD光盤存儲器藍光25GB（注：DVD和BD的容量均為單面單層的容量）光盤存儲器的發(fā)展分代年代名稱激光類型存儲容量第1代1982C46光盤片的類型按存儲容量與讀寫特性分：CD盤片DVD盤片藍光（BD）盤片只讀盤片（CD-ROM）一次性可寫盤片（CD-R）可擦寫盤片（CD-RW）只讀盤片（DVD）一次性可寫盤片（DVD-R,DVD+R）可擦寫盤片（DVD-RW,DVD+RW

DVD-RAM

）只讀盤片（BD）一次性可寫盤片（BD-R）可擦寫盤片（BD-RE）藍光盤光盤片的類型按存儲容量與讀寫特性分：只讀盤片（CD-ROM）472.3.3I/O總線與I/O接口PCI總線工作頻率：33MHz數(shù)據(jù)線寬度：32位（或64位）傳輸速率：133MB/s（或266MB/s）用于掛接中等速度的外圍設備總線帶寬（MB/s）＝（數(shù)據(jù)線寬度/8）*總線工作頻率（MHz）*每個總線周期的傳輸次數(shù)PCI-EUSB接口IEEE－1394接口：主要用于連接需要高速傳輸大量數(shù)據(jù)的音頻和視頻設備。2.3.3I/O總線與I/O接口PCI總線48常用的I/O接口及其性能參數(shù)名稱數(shù)據(jù)傳輸方式數(shù)據(jù)傳輸速率標準插頭/插座形式可連接的設備數(shù)目通常連接的設備串行口串行,雙向50～19200b/sEIA-232或EIA-422DB25F或DB9F1鼠標器，MODEM并行口(增強式)并行,雙向1.5MB/sIEEE1284DB25M1打印機，掃描儀USB(1.0)USB(1.1)串行,雙向1.5Mb/s(慢速)1.5MB/s(全速)USB-IFA型，B型最多127鍵盤，鼠標器，數(shù)碼相機，移動盤等USB(2.0)串行,雙向60MB/s(高速)USB-IFA型，B型，Mini型最多127外接硬盤，數(shù)字視頻設備，掃描儀等IEEE1394aIEEE1394b串行,雙向50MB/s,100MB/s,200MB/sFireWire(i.Link)最多63數(shù)字視頻設備IDE并行,雙向66MB/s100MB/s133MB/sUltraATA/66

UltraATA/100UltraATA/133(E-IDE)1~4硬盤，光驅(qū)，軟驅(qū)SATA