1.3計算機系統的組成和基本結構資料

1.1計算機系統的組成和基本結構計算機系統的構成計算機硬件系統計算機軟件系統計算機工作原理選配一臺計算機計算機系統構成結構硬件系統（設備）軟件系統（程序、文檔）計算機系統何為硬件系統？何為軟件系統？硬件系統是指由電子器件和機電裝置組成的計算機實體；軟件系統是指為計算機運行工作服務的全部技術資料和各種程序。計算機系統的組成框圖計算機的主要性能指標

外圍設備的配置系統的可靠性系統軟件的配置情況存取周期……內存容量字長主頻其它運算速度字長：CPU能夠同時處理的比特數目。主頻（時鐘頻率）：時鐘脈沖發(fā)生器所產生的時鐘信號頻率。內存容量：內存儲器中能夠存儲信息的總字節(jié)數。運算速度：計算機每秒運算的次數。系統的可靠性：系統在正常條件下不發(fā)生故障或失效的概率。外設配置：指計算機的輸入、輸出設備，以及外存儲器等的配置。軟件配置：包括操作系統、計算機語言、數據庫管理系統等各種應用軟件。存取周期：對內存進行一次訪問（存?。┎僮魉璧臅r間。計算機硬件系統

中央處理器

內存儲器外存儲器系統主板Ｉ／Ｏ總線與擴展槽輸入輸出設備硬件的基本功能

接受計算機程序的控制來實現數據輸入、運算、數據輸出等一系列根本性的操作。主機外部設備計算機硬件系統結構圖運算器控制器內存儲器外存儲器存儲器輸出設備硬件CPU輸入設備硬件主機外部設備內存（ROM/RAM/Cache）I/O接口外存儲器輸入設備輸出設備CPU運算器控制器總線微型計算機硬件系統的基本結構中央處理器概述

CPU的功能結構

CPU的主要技術參數中央處理器簡稱CPU（CentralProcessingUnit），是計算機系統的核心，包括運算器和控制器兩部分。中央處理器是計算機的心臟。運算器完成各種算術運算和邏輯運算。由進行運算的運算器件和用來暫時寄存數據的寄存器、累加器等組成?？刂破饔脕韰f調和指揮整個計算機系統的操作。主要由指令寄存器、譯碼器、程序計數器、操作控制器等組成。能夠處理數據位數是CPU的一個最重要的品質標志。CPU圖片內存儲器基本概念

RAM的種類內存條高速緩沖存儲器（Cache）只讀存儲器（ROM）

CMOS存儲器概念：內存是微型計算機主機的組成部分，用來存放當前正在使用的或隨時要使用的程序或數據。CPU可直接訪問內存。分類：按其工作特點分為只讀存儲器ROM（Read-OnlyMemory）和隨機存取存儲器RAM

(RandomAccessMemory)。內存儲器隨機存取存儲器（

RAM）

既能讀又能寫數據的存儲器，是計算機工作的存儲

區(qū)，一切要執(zhí)行的程序和數據都要裝入該存儲器內。

主要特點

存儲器中的數據可以反復使用，只有向存儲器寫

入新數據時存儲器中的內容才被更新；

存儲器中的信息會隨著計算機的斷電自然消失。動態(tài)內存DRAM：周期性地給電容充電。集成度較高、價格較低，存取速度慢。靜態(tài)內存SRAM：利用雙穩(wěn)態(tài)的觸發(fā)器來存儲0和1。不需要像DRAM那樣經常刷新。速度快、較穩(wěn)定，價格比DRAM貴。隨機存取存儲器（

RAM）內存集成電路比CPU芯片小一些，通常封裝在一條形電路板上。內存條高速緩沖存儲器（

Cache

）

CPU與內存之間設置一級或兩極高速小容量存儲器，

固化在主板上。

計算機工作時，先將數據由外存讀入RAM中，再由RAM

讀入Cache

中，然后CPU直接從Cache中取數據。設置目的是解決CPU速度與RAM的速度不匹配問題只讀存儲器（

ROM）

只能讀數據不能寫數據的存儲器。

由設計者和制造商事先編制好的一些程序

固化在里面。

主要用于檢查計算機系統的配置情況并提供

最基本的輸入/輸出控制程序。

特點是計算機斷電后存儲器中的數據仍然存在。其他形式的只讀存儲器：可編程只讀存儲器PROM、可擦除的可編程的只讀存儲器EPROM、閃存(Flash)ROM。CMOS存儲器CMOS（本意是指互補金屬氧化物半導體），主板上的一塊可擦寫的RAM芯片，用來保存當前系統的硬件配置和用戶對某些參數的設定。

CMOS可由主板的電池供電，即使系統掉電，信息也不會丟失。

CMOSRAM本身只是一塊內存，只有數據保存功能，而對CMOS中各項參數的設定要通過專門的程序。

外存儲器軟盤硬磁盤存儲器光盤存儲器軟盤軟盤存儲器由軟磁盤驅動器、軟磁盤控制器、軟磁盤片構成。見書13頁圖。磁道：從0~79，共80道。扇區(qū)：每個磁道劃分18個扇區(qū)。簇：若干扇區(qū)構成一個簇。格式化：對軟盤的初始化操作。寫保護口：控制對軟盤的讀寫功能。軟盤容量計算公式如下：80(磁道)×18(扇區(qū))×512bytes(扇區(qū)的大小)×2(雙面)=1440×1024bytes=1440KB=1.44MB硬盤片由涂有磁性材料的鋁合金構成，也劃分成面、磁道、扇區(qū)。一個磁盤由若干個磁性圓盤組成，每個圓盤有兩個面，每個面各有一個讀寫磁頭，各面上磁道號相同的磁道合稱為一個柱面。硬盤的交叉因子。硬盤硬盤只讀型光盤CD-ROM一次性可寫入光盤CD-RDVD-ROM衡量光盤驅動器傳輸數據速率的指標，倍速，CD-ROM一倍速率為150Kbps。

CD-ROM外觀如下：光盤微機主板概述主板的主要功能主板類型主板主要部件主板是微機系統中最大的一塊電路板，是由多層印刷電路板和焊接在其上的CPU插槽、內存槽、高速緩存、控制芯片組、總線擴展、外設接口、鼠標口、CMOS和BIOS控制芯片等構成。

提供安裝CPU、內存和各種功能卡的插座，部分主板甚至將一些功能卡的功能制作在主板上。

為各種常用外部設備，如打印機、掃描儀、調制解調器、外部存儲器等提供通用接口。

按結構分為AT主板和ATX主板

按其大小分為標準板、Baby、

Micro板等幾種。芯片組

CPU插座內存插槽總線擴展槽輸入/輸出接口（I/O接口）基本輸入輸出BIOS和CMOS微機主板概述總線：是一組連接各個部件的公共通信線，即兩個或多個設備之間進行通信的路徑，是一種可被共享的傳輸媒介。總線組成：由多條通信線路組成，每一條線路都能夠傳輸二進制數“0”和“1”?？偩€總線內部總線系統總線外部總線

是微機中各插件板與主板之間的連線，用于插件板一級的互聯。

是微機和外部設備之間的連線，微機作為一種設備，通過該總線和其他設備進行通信，它用于設備一級的互聯。

是微機內部各外部芯片與CPU之間的連線，用于芯片一級的互聯。I/O總線類型數據總線（DB）地址總線（AB）控制總線（CB）I/O總線就是CPU互聯I/O設備，并提供外設訪問系統存儲器和CPU資源的通道。在I/O總線上通常傳輸數據、地址和控制信號三種信號。I/O總線在系統模塊中提供傳輸數據的通信線路的集合體稱為數據總線，是雙向總線。

CPU既可通過DB從內存或輸入設備讀入數據，也可通過DB將內部數據傳送給內存或輸入設備。典型的數據總線有8條、16條、32條，即指數據總線的帶寬。如：“奔騰”有32條數據線，表示每次可以交換32位二進制數。數據總線用于傳送CPU發(fā)出的地址信息，即指明數據總線上的數據的源地址或目的地址，是單向總線。地址總線的寬度決定了CPU的最大尋址能力如：假如CPU有24根地址線，其最大尋址能力為16MB。地址總線控制數據總線和地址總線的訪問和使用，即傳送控制信號、命令信號和定時信號等，通常以雙向線表示。

控制信號：在系統模塊間傳遞命令和定時信號

命令信號：指定將要執(zhí)行的操作

定時信號：指明數據信息和地址信息的有效性控制總線在系統主板上裝有多個擴展槽，如下圖所示，擴展槽與主板上的I/O總線相連，任何插入擴展槽的電路板可以通過I/O總線與CPU連接。目前可見的總線結構與擴展槽：

ISAPCIAGP

通用串行總線USB鍵盤鼠標掃描儀顯示器打印機繪圖儀磁卡讀入機和條形碼閱讀器數字化儀調制解調器輸入輸出設備輸入設備掃描儀數字化儀條型碼閱讀器輸出設備繪圖儀Modem，用以實現計算機處理的數字信號同電話線傳輸的模擬信號之間的轉換的裝置。調制的作用是將計算機輸出的數字信號轉換為模擬信號；解調的作用是將接收的模擬信號轉換為計算機能夠處理的數字信號。

輸入輸出接口：串行端口并行端口計算機軟件系統

系統軟件

DOSUNIXWindowsLinux

應用軟件…服務程序語言處理程序操作系統用戶程序應用軟件包工具軟件…系統軟件應用軟件計算機軟件系統軟件概念：計算機軟件是指計算機硬件上運行的各種程序、數據和一些相關的文檔、資料等。系統軟件是由計算機廠家作為計算機系統資源提供給用戶使用的軟件總稱，主要是使用和管理計算機，并為其他軟件提供服務。應用軟件是專門為解決某個或某些應用領域中的具體任務而編寫的功能軟件。操作系統基礎

操作系統的定義

操作系統的功能

操作系統的分類操作系統用戶界面WindowsDOSUNIX什么是操作系統？用來控制和管理系統資源、方便用戶使用計算機的程序的集合，是人－機交互的接口。WordWindowsKV300操作系統的功能

CPU的控制與管理內存的分配與管理外部設備的控制與管理文件管理作業(yè)管理和控制操作系統的分類

單用戶單任務單用戶多任務多用戶多任務分時網絡DOSWindowsUNIXNetwareWindowsNT操作系統用戶界面DOSNetWareUNIXWindows窗口圖形界面命令行界面

典型操作系統介紹

WindowsUNIXLinuxWindows的組成Windows系統文件外部過程文件應用程序Windows的特點統一的圖形窗口界面和操作方法易用性和兼容性支持多任務多窗口先進的內存管理數據共享具有豐富的應用程序內置網絡和通信功能支持多媒體技術UNIX多用戶、多任務系統用戶界面靈活UNIX是一個交互式的多用戶、多任務的操作系統UNIX系統的組成

應用程序shell內核硬件設備

LinuxLinux是一套免費使用和自由傳播的類Unix操作系統，它主要用于基于Intelx86系列CPU的計算機上Linux用戶虛擬控制臺：Linux是一個多用戶操作系統，它可以同時接受多個用戶登錄超級用戶普通用戶計算機工作原理

計算機執(zhí)行程序的過程 計算機工作過程指令概述

指令：是指計算機完成某個基本操作的命令，是程序設計的最小語言單位。

指令系統：是指一臺計算機所能執(zhí)行的全部指令的集合。

指令構成：由操作碼和地址碼構成。程序從存儲器取一條指令分析指令？執(zhí)行指令結束程序的執(zhí)行過程NY輸入：接受由輸入設備（如鍵盤）提供的信息處理：對信息進行加工處理的過程，并按一定的方式轉換；輸出：將處理結果在輸出設備（如顯示器）上顯示或打印等操作。存儲