大学计算机基础第2章.ppt

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1、第2章 微型计算机系统,微型计算机系统的三个层次,微型计算机系统的硬件系统,微型计算机系统的软件系统,本章要点,微型计算机系统的三个层次,微处理器 微型计算机 微型计算机系统,微型计算机系统,微型计算机,微型计算机的层次关系,微型计算机系统的三个层次,微处理器,微型计算机系统的硬件系统,外存储器(软盘、硬盘、光盘) 输入设备(键盘、鼠标、扫描仪、数码相机) 输出设备(显示器、打印机、绘图仪) 其他设备(网卡、声卡、调制解调器、视频卡),外部 设备,硬件系统,主机,微处理器(CPU) 内存储器 总线 输入/输出接口,主机,微处理器也叫中央处理单元(CPU)，主要由运算器和控制器组成，是任何微型计

2、算机系统中必备的核心部件。 运算器由算术逻辑部件(ALU)、通用或专用寄存器以及内部总线3部分组成 控制器由指令指针寄存器、指令寄存器、控制逻辑电路和时钟控制电路等组成,微型计算机系统的硬件系统,微处理器,微处理器,微处理器主要性能指标 字长：字长越长，CPU可同时处理的数据二进制位数就越多，运算能力就越强，计算精度就越高 时钟频率：时钟频率即CPU的外部时钟频率(外频)，它直接影响CPU与内存之间的数据交换速度 主频：主频即CPU能够适应的时钟频率。主频越高， CPU的运算速度也就越快,微型计算机系统的硬件系统,主机,内存储器,按照存储器在计算机中的作用，可分为内存储器和外存储器。 内存储器

3、又叫主存储器，简称内存，用于存放计算机当前正在执行的程序和相关数据，CPU可以直接对它进行访问。,微型计算机系统的硬件系统,主机,外存储器，又叫辅助存储器，简称外存。用于存放暂时不用的程序和数据，不能直接和CPU进行数据交换。,总线,总线(BUS)：是连接微机中各个部件的一组物理信号线，用于各部件之间的信息传输 总线宽度：一次传输信息的位数 通常将CPU芯片内部的总线称为内部总线，而连接系统各部件间的总线称为外部总线，也称为系统总线。,微型计算机系统的硬件系统,主机,数据总线(DB)：是CPU同各部件交换信息的通路。数据总线都是双向的 控制总线(CB)：控制总线用控制总线来传送控制信号,微型计

4、算机系统的硬件系统,总线,主机,地址总线(AB)：通常地址总线是单向的。地址总线的宽度与所寻址的范围有关，即地址总线的位数决定了CPU可直接寻址的内存空间大小，一般来说，若地址总线为n根，则可寻址空间为2n字节。如8位微机的地址总线为16根，则其最大可寻址空间为21664KB,微型计算机系统的硬件系统,总线,主机,常用的总线标准有： ISA总线、 EISA总线、VESA总线、PCI总线、AGP总线。目前微机上采用的大多是PCI总线,微型计算机系统的硬件系统,总线,主机,输入/输出接口,接口电路是CPU与外部设备之间的连接缓冲。CPU与外部设备的工作方式、工作速度、信号类型都不相同，通过接口电路

5、的变换作用，把二者匹配起来 微机的I/O接口有两种：即串行接口和并行接口,微型计算机系统的硬件系统,主机,主机板(Main Board),主机板主要包括：CPU的插座及插槽、内存插槽、总线扩展槽、各种接口(硬盘和光驱的IDE或SCSI接口；软驱接口；串行口、并行口、USB接口；键盘、鼠标接口)、BIOS芯片、CMOS芯片、DIP开关等。目前新型的主板还集成了显卡、声卡、网卡、调制解调器等接口,微型计算机系统的硬件系统,主机,存储器,存储系统的层次结构,外存：硬盘等,主存RAM,高速缓存,CPU,慢,快,存 取 速 度,高,低,价 格,小,大,存 储 容 量,微型计算机系统的硬件系统,内存储器,

6、内存储器按其工作方式的不同，可以分为随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)和高速缓冲存储器(CACHE) RAM是指在CPU运行期间既可读出信息也可写入信息的存储器，但断电后，写入的信息会丢失 ROM是只能读出信息而不能由用户写入信息的存储器，断电后，其中的信息也不会丢失 为了解决主存RAM与CPU工作速度不匹配的问题，在CPU和主存之间设置了一级高速度、小容量的存储器，称之为高速缓冲存储器,微型计算机系统的硬件系统,存储器,外存储器,外存储器即外存，其主要作用是长期存放计算机工作所需要的系统文件、应用程序、用户程序、文档和数据等 外存中存储的程序和数据必须先送入内存，才能被计算机执行

7、 主要外存储设备，分为固定式硬盘、移动硬盘、软盘、光盘和优盘等,微型计算机系统的硬件系统,存储器,软盘存储器,软盘存储器由软盘、软盘驱动器和软盘适配器三部分组成。软盘是活动的存储介质，软盘驱动器是读写装置，软盘适配器是软盘驱动器与主机连接的接口。,微型计算机系统的硬件系统,外存储器,存储器,软盘的结构,写保护口,读写槽,微型计算机系统的硬件系统,外存储器,存储器,软盘片的存储格式,磁盘结构及磁道扇区划分,软盘片存储信息是按磁道和扇区来存储的。磁道是由外向内的一个个同心圆，每个磁道划分为若干个弧段，便得到一个个扇区(Sector)，扇区是磁盘的基本存储单位，每个扇区的存储量为512字节,微型计算

8、机系统的硬件系统,软盘的存储容量,容量=磁盘面数磁道数/面扇区数/磁道字节数/扇区,容量 = 2 80 18 512（字节）,= 1474560（B）,= 1440（KB）,= 1.44（MB）,微型计算机系统的硬件系统,软盘的格式化,新软盘在使用前必须进行格式化 格式化的目的是对磁盘划分磁道和扇区，同时将磁盘分成四个区域：引导扇区(BOOT)、文件分配表(FAT)、文件目录表(FDT)和数据区,微型计算机系统的硬件系统,固定式硬盘存储器,固定式硬盘一般置于主机箱内，使用新硬盘之前，必须对硬盘进行硬盘的低级格式化、硬盘分区和硬盘的高级格式化 硬盘的容量取决于硬盘的磁头数、柱面数及每个磁道扇区数

9、 硬盘的容量=柱面数磁头数扇区数512B,微型计算机系统的硬件系统,外存储器,存储器,硬盘的结构,微型计算机系统的硬件系统,外存储器,存储器,光盘存储器,光盘存储器是利用光学方式进行读写信息的存储设备，主要由光盘、光盘驱动器(即CD-ROM驱动器)和光盘控制器组成 光盘的分类：只读光盘(CD-ROM)、一次写入光盘(CD-R)和可擦写光盘(CD-RW),微型计算机系统的硬件系统,外存储器,存储器,光盘存储器,数据传输率是光驱的基本参数。数据传输率为150KB/S，这种速率的光盘驱动器称为1倍速驱动器，记为1X CD-ROM驱动器的最大读取数据传输率为52倍速,微型计算机系统的硬件系统,外存储器

10、,存储器,优盘,优盘是一种新型的随身型移动存储设备，通过USB接口与计算机交换数据，支持即插即用。优盘采用半导体存储器作为存储介质，无机械读写部件，数据保存能力及抗电磁干扰、抗震能力非常强。优盘容量通常在 8MB 256MB之间。,微型计算机系统的硬件系统,外存储器,存储器,移动硬盘,移动硬盘大多采用硅氧盘片 移动硬盘的容量有10GB、20GB、40GB、80G等 移动硬盘大多采用USB、IEEE1394接口，能以较高的速度与系统进行数据传输,微型计算机系统的硬件系统,外存储器,存储器,外部设备,外部设备主要包括外存储器、输入设备、输出设备和连接主机与外设之间的各种接口等 常用的输入设备是键盘

11、和鼠标 常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪、磁盘等,微型计算机系统的硬件系统,微型计算机系统的硬件系统,外部设备,键盘,功能键区,打字键区,编辑控制键区,付键盘区,显示器的分类：根据显像管的不同显示器可分为阴极射线管(CRT)、发光二极管(LED)和液晶(LCD)三种类型。 衡量显示器好坏的一个重要指标是分辨率。分辨率越高图像就越清晰 显示器与主机相连必须配置适当的显示适配器（即显示卡）。常用的是VGA标准,微型计算机系统的硬件系统,外部设备,显示器,打印机,打印机是计算机系统中常用的输出设备，打印机与计算机连接后，必须要安装相应的打印机驱动程序才可以使用打印机。目前常用的打印机有点阵式打

12、印机、喷墨打印机和激光打印机。,微型计算机系统的硬件系统,外部设备,微型计算机系统的软件系统,软件系统,系统软件,应用软件,语言处理程序 操作系统 支持软件,通用软件 专用软件,程序设计语言的发展,程序设计语言的发展经历了五代: 机器语言: 机器语言是用0和1的代码序列描述指令和数据，是计算机唯一能够识别和执行的形式 汇编语言: 它利用助记符来表示每一条机器指令 高级语言: FORTRAN语言、COBOL语言、PASCAL语言、C语言等 非过程语言: 如Visual C+，Java语言 智能化语言: 如PROLOG语言,微型计算机系统的软件系统,语言处理程序,源程序：用汇编语言和各种高级语言按编写的程序称为“源程序” 目标程序：源程序必须使用语言处理程序将其转换为计算机能够识别的机器语言程序，即“目标程序” 语言处理的方式：有编译方式和解释方式两种，相应的转换工具分别称为编译程序和解释程序,微型计算机系统的软件系统,