计算机系统的基本组成

1、第三节 计算机系统的基本组成 一、教学目标： 知识与技能： 1、了解计算机系统的基本组成。 2、了解计算机的工作原理 过程与方法： 师生互动教学法、情景法、讨论法 情感态度与价值观： 激发学生的学习兴趣。 二、教学重点与难点： 重点：计算机系统的基本组成，工作原理。 难点：计算机系统的基本组成。 三、教学过程： 1概念 一个完整的计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分。 计算机硬件系统是指构成计算机的所有实体部件的集合， 通常这些部件由电路（电子元 件）、机械等物理部件组成。直观地看，计算机硬件是一大堆设备，它们都是看得见摸 得着的， 是计算机进行工作的物质基础， 也是计算机软件发挥作用、

2、施展其技能的舞台 所谓程序实际上是用户用 计算机软件是指在硬件设备上运行的各种程序以及有关资料 于指挥计算机执行各种动作以便完成指定任务的指令的集合。 2硬件系统由五大部件组成： (1)运算器(ALU :也称算术逻辑单元，是执行算术运算和逻辑运算的功能部件。 控制器(cu :是计算机的指挥中心，它的主要功能是按照人们预先确定的操作步 骤，控制微机各部件步调一致地自动工作。 运算器和控制器合在一起称为中央处理器，简称 CPU(Central Processing Unit )。 (3) 存储器:是计算机用来存储信息的重要功能部件。 内存储器由许多存储单元组成， 每个存储单元可以存放若干二进制代码

3、，该代码可以是 数据或程序代码。内存容量的大小通常用字节(Byte )表示。 (4) 输入设备: 是用来接收用户输入的原始数据和程序， 常用的输入设备有键盘、 鼠标、 扫描仪等。 (5) 输出设备 将存放在计算机中的信息(包括程序和数据)传送到外部媒介，常用的输出设备有显示 器、打印机、绘图仪等。 将上述计算机硬件的 5 大功能部件用总线连接起来， 就构成了一个完整的计算机硬件系 统(即冯诺依曼体系)。 3计算机系统的软件 软件实际上就是实现算法、 完成某些功能的程序和文档及数据的集合。 软件分为系统软 件和应用软件两类，系统软件包括操作系统软件、系统工具软件和高级语言系统。应用 软件分为专用

4、型应用软件和通用型应用软件。这些内容我们上节课有学过 (1)系统软件(操作系统) UNIX、Z-80、DOS Linux、Windows/X、Windows NT、Novell Netware 等 操作系统是直接控制和管理计算机的硬件资源和软件资源，以方便用户充分而有效地利 用这些资源的程序集合。是用户和计算机之间的接口。操作系统的功能和种类见63页。 (2)应用软件 Office 系列、ACDSEE Authorware、Flash、Dreamweaver MX FireWork 等 4 计算机硬件和软件的关系 5 微机的性能指标 微型计算机的性能指标是对微机的综合评价。在计算机科学技术发展

5、过程中，人们概括 出字长、主频、内存容量、运算速度和存取周期等几个主要性能指标。 字长 字长是计算机内部一次可以处理二进制数码的位数，如CPU字长为32位或64位。字长 越长，一个字所能表示的数据精度就越高。在完成同样精度运算时，计算机一次处理数 据的能力就越高。然而，字长越长，计算机所付出的硬件代价也相应增加。 主频 CPUX作频率也叫主频，用来表示CPU的运算速度，单位MHz CPU的时钟频率包括外频 与倍频两部分，两者的乘积是 CPU的主频。CPU的主频表示在CPU内数字脉冲信号振荡 的速度，与CPU实际运算能力无直接关系。主频和实际的运算速度是有关联的，并不直 接代表运算速度。而且CP

6、U运算速度和CPU流水线的各方面性能指标也有关系。主频是 CPU性能表现的一个方面，而不代表CPU的整体性能。 存储器容量（主存容量） 存储器容量是衡量计算机存储二进制信息量大小的一个重要指标。 微型计算机中一般以 字节（ byte ， 1byte=8bit ）为单位表示存储容量，并且 1KB=1024B， 1MB=1024KB， 1GB=1024MB仃B=1024GB目前市场的内存条容量为 128MB 256MB 512MB等，硬盘容 量为 80GB 120GB 160GB 200GB等。 补充：存储单位 位：（ Bit ）：计算机存储数据的最小单位。 字节（ Byte）： 8 个二进制位等

7、于 1 个字节，字节是数据处理的基本单位。 1 个字节可 存放 1 个 ASCII 码（即 1 个英文字符。 2 个字节可存放 1 个汉字国标码。 字（Word）：计算机数据处理时一次存取加工和传送的数据长度。 运算速度 计算机的运算速度一般用每秒钟所能执行的指令条数表示， 单位是百万次每秒 （ MIPS）。 运算速度越快性能越高。 存取周期 内存储器完成一次完整的读或写操作所需的时间称为存取周期。 它是影响计算机速度的 一个技术指标。 衡量CPU的质量指标：字长（Word Size ）:个字所包含的二进制的位数。计算机能 同时处理数的长度。字长越长，性能越长，精确度越高。频率：频率越高，速

8、度越快。 运算速度：越快越好。 主存容量：越大越好。 超频：是指让CPU在超过自身额定频率的情况下工作，原则是先外后内。 1）硬盘大小： 512*磁头数*柱面数*每道扇区数 2） 软盘大小：（字节数 / 扇区数） *（扇区数 / 磁道数） *（磁道数 /面） *面数 3）总线：是一组公共通信线， 用它在各部件间传递信息和数据。 外部有 ISA、EISA、VESA、 PCI等，内部有IDE、USB等。主要有： 控制总线（CB）：用来发送CPU命令信号到存储器或I/O设备。 地址总线（AB）:由CPU向存储器传送地址。 数据总线（DB）： CPU存储器和I/O设备的数据传送通道。 6. 计算机是如何工作的 （一）冯诺依曼结构的计算机。 设计思想： 1、计算机内部采用二进制形式表示数据指令（二进制） 2、将编好的程序事先存入计算机内存中，使计算机在工作时能够自动高速的顺序从存 储器中取出指令加以执行。（顺序存储） 3、 由运算器、存储器、控制器、输入输出设备五大基本部