计算机硬件逻辑系统ppt课件

1、计算机根底科学系计算机根底科学系 2021.10 第第2章章计算机硬件系统计算机硬件系统计算机基础科学系第五讲第五讲 计算机硬件逻辑系统计算机硬件逻辑系统计算机基础科学系主要教学内容主要教学内容1234冯诺依曼的思想计算机五大根本部件计算机的任务过程PC硬件系统实例计算机基础科学系学习目的学习目的1掌握计算机硬件的组成与功能。2认识计算机的任务过程。3了解微型计算机的根本配置及性能目的。计算机基础科学系重点与难点重点与难点 五大部件的功能与计算机的任务过五大部件的功能与计算机的任务过程是本讲重点，其中计算机的任务过程也程是本讲重点，其中计算机的任务过程也是本讲的难点。是本讲的难点。计算机基础科

2、学系1.冯冯诺依曼模型诺依曼模型冯冯诺依曼简介诺依曼简介 冯诺依曼是美籍匈牙利科学家。生于1903年，1957年逝世。他在计算机、数学、逻辑学、量子物理等领域都做出了艰苦奉献。1946年他指点的小组提出“冯诺依曼构造设计思想。对后来计算机的设计有决议性的影响，至今仍为电子计算机设计者所遵照。 计算机基础科学系2.冯冯诺依曼通用电子计算机实际诺依曼通用电子计算机实际v 内部采用二进制数制，充分发扬了电子器件的任务特点。v 运用“程序存储方法，程序和数据都存进了机器内部，由程序来控制计算机任务。v 计算机硬件由运算器、 逻辑控制器、 存储器、输入安装和输出安装五大部分组成。计算机基础科学系2 、冯

3、、冯.诺依曼模型诺依曼模型程序+数据输入设备存储器输出设备运算器控制器取数存数地址指令恳求信号反响信号恳求信号反响信号恳求信号反响信号数据程序计算机基础科学系鼠鼠 标标2.1 输入设备输入设备 Input Devicev 功能：功能： 向计算机输入程序和数据的部件。将数据、程序及向计算机输入程序和数据的部件。将数据、程序及其它信息，从人们熟习的方式转换成计算机能接受的信息其它信息，从人们熟习的方式转换成计算机能接受的信息方式，输入到计算机内部。方式，输入到计算机内部。 v 计算机能接受的数据方式计算机能接受的数据方式-二进制二进制v 转换转换v 信息信息 数据数据计算机基础科学系摄像头压感笔扫

4、描仪常用的输入设备常用的输入设备计算机基础科学系2.2 输出设备输出设备 Output Device输出设备：是用来输出计算机处置结果的部件；并将计算机内部二进制输出设备：是用来输出计算机处置结果的部件；并将计算机内部二进制信息转换成人们所需求的或者其它设备能接受和识别的信息方式。信息转换成人们所需求的或者其它设备能接受和识别的信息方式。例：例：QQQQ聊天时，给本人照一张照片，传送给好友的过程。聊天时，给本人照一张照片，传送给好友的过程。 常用的输出设备有：常用的输出设备有： 转换转换数据数据 信息信息计算机基础科学系存储器(Memory) ：是计算机存储数据和程序的存储单元集合，每个存储单

5、元由8位二进制位组成，可读写其中的数据。每个内存单位都有一个“编号，称为地址address。2.3 存储器存储器 Memory0000H0001H0002H地址地址FFFFH存储器构造图位内存单元1B=bit1024B=1KB1024kB=1MB1024MB=1GB1024GB=1TB内存单元计算机基础科学系存储计量存储计量 在存储器中，还将用到KB千字节、MB兆字节、GB吉字节与TB太字节等单位，它们之间的关系是： 千字节KiloByte，KB，1KB=210字节=1024B； 兆字节MegaByte，MB，1MB=220字节=1024KB； 吉字节GigaByte，GB，1GB=230字节

6、=1024MB； 太字节TeraByte，TB，1TB=240字节=1024GB。计算机基础科学系存储器分类存储器分类内存储器主存速度快，容量小，直接与CPU进展信息交换，存放计算机当前任务所 需的程序和数据 。外存储器辅存速度慢，容量大，不能直接与CPU进展信息交换，须将外存内容调入内存；存放暂不用的数据和程序。控制器控制器CPU程序程序数据数据运算器运算器主存储器主存储器程序程序数据数据辅存储器辅存储器计算机基础科学系存储器分类存储器分类随机存储器随机存储器RAM，断电后信息丧失，断电后信息丧失只读存储器只读存储器ROM，断电后信息存在，断电后信息存在 主板上的CMOSDDR400可擦洗在

7、主板上计算机基础科学系内存的举例阐明内存的举例阐明内存储器实例内存储器实例金士顿 KVR400X64C3：512M/DDR400型号技术参数 容量 类型 型号型号: :标注厂商和系列号标注厂商和系列号容量：存储容量普通用字节容量：存储容量普通用字节(Byte)(Byte)数来度量。数来度量。 目前从目前从512M512M到到4G4G不等不等类型：类型：DDR2 DDR2 、DRD3DRD3为双倍速率的随机存储器，是目前市场的主流。为双倍速率的随机存储器，是目前市场的主流。五大功能部件五大功能部件计算机基础科学系思索并回答思索并回答v 内存条、硬盘属于内存还是外存内存条、硬盘属于内存还是外存?属

8、于属于RAM还是还是ROM?计算机基础科学系运算器运算器(ALU):运算器又称算术逻辑部件运算器又称算术逻辑部件(Arithmetic Logic Unit，简称，简称 ALU) ，是计算机用来进展数据运算的，是计算机用来进展数据运算的部件。数据运算包括算术运算和逻辑运算部件。数据运算包括算术运算和逻辑运算 运算器任务过程运算器任务过程:累加器2.4 运算器运算器ALU计算机基础科学系控制器控制器(CU):控制器是整个计算机的控制指挥中心，它的控制器是整个计算机的控制指挥中心，它的功能是从存储器中取出指令，确定指令的类型，并对指令功能是从存储器中取出指令，确定指令的类型，并对指令进展译码，然后

9、执行该指令。进展译码，然后执行该指令。 2.5 控制器控制器Control Unit控制器的组成控制器的组成:程序计数器、指令存放器、译码器和操作控制线路程序计数器、指令存放器、译码器和操作控制线路计算机基础科学系中央处置单元中央处置单元CPU 中央处置器由：算术逻辑单元ALU、控制单元Control Unit与内部存放器组(Registers)等组成 计算机基础科学系CPU性能目的性能目的 中央处置器，也称中央处置器，也称CPUCPU( central processing unit )( central processing unit ) 由控制器和运算器组成，做在一个芯片上，也由控制器和

10、运算器组成，做在一个芯片上，也称为称为“微处置器。是计算机的中心部件。微处置器。是计算机的中心部件。AMD公司公司AthlonX2 cpuIntel公司公司Core2 cpu计算机基础科学系2.6 总线总线Bus数据总线数据总线Data Bus，简称为，简称为DB用来传输数据信息；用来传输数据信息；地址总线地址总线Address Bus，简称为，简称为AB地址总线用于传送地址总线用于传送CPU发出的发出的地址信息；地址信息；控制总线控制总线Control Bus，简称为，简称为CB控制总线用来传送控制信号、时控制总线用来传送控制信号、时序信号和形状信息等。序信号和形状信息等。 计算机中的各个部

11、件CPU、主存储器和输入/输出设备之间是经过总线控制器和导线衔接起来的。导线的集合被称之为总线Bus计算机基础科学系主板主板 Mather board计算机基础科学系3 计算机的根本任务过程计算机的根本任务过程(1)v 什么是程序？什么是指令？什么是程序？什么是指令？v 运用运用“程序存储方法，程序和数据都存进了机器内部，程序存储方法，程序和数据都存进了机器内部，由程序来控制计算机任务。由程序来控制计算机任务。v 根本任务过程：取指令，分析指令，执行指令。根本任务过程：取指令，分析指令，执行指令。计算机基础科学系3. 计算机的任务过程计算机的任务过程(2) 取指令:按照程序计数器中的地址，从内

12、存储器中取出指令，并送往指令存放器。 分析指令:对指令存放器中存放的指令进展分析，由译码器对操作码进展译码，将指令的操作码转换成相应的控制电位信号；由地址码确定操作数地址。计算机基础科学系3. 计算机的任务过程计算机的任务过程(3) 执行指令:由操作控制线路发出完成该操作所需求的一系列控制信息，去完成该指令所要求的操作。 下一条指令预备:一条指令执行完成，指令计数器加1 或将转移地址码送入程序计数器，然后回到。计算机基础科学系4PC配置实例配置实例v 功能定位功能定位v 价钱定位价钱定位v 笔记本、台式机，品牌机、组装机？笔记本、台式机，品牌机、组装机？v 作业：小组协作，调查学生学习文娱型作

13、业：小组协作，调查学生学习文娱型3500元左右的台式元左右的台式品牌机微型计算机市场，上交调查报告及配置单品牌机微型计算机市场，上交调查报告及配置单 。计算机基础科学系PC配置比较配置比较计算机基础科学系PC配置比较配置比较计算机基础科学系参考资料参考资料太平洋电脑网太平洋电脑网pconline/ 中关村在线中关村在线zol/计算机基础科学系小小 结结(1)v 1946年，数学家冯年，数学家冯诺依曼提出诺依曼提出“存储程序的计算机实际，明确地指存储程序的计算机实际，明确地指出计算机硬件由运算器、控制器、存储器、输入设备与输出设备组成，出计算机硬件由运算器、控制器、存储器、输入设备与输出设备组成

14、，且由程序来控制计算机任务。冯且由程序来控制计算机任务。冯诺依曼的这一设计思想被誉为计算机诺依曼的这一设计思想被誉为计算机开展史上的里程碑，标志着现代计算机时代的真正开场。开展史上的里程碑，标志着现代计算机时代的真正开场。v 主存储器是用来存储计算机当前正在运用的或经常运用的程序和数据。主存储器是用来存储计算机当前正在运用的或经常运用的程序和数据。CPU可以直接访问它，存取速度较快。可以直接访问它，存取速度较快。计算机基础科学系小小 结结(2)v 总线担任计算机各部件之间的信号传输，总线按其功能可分为数据总总线担任计算机各部件之间的信号传输，总线按其功能可分为数据总线、地址总线和控制总线。数据总线用来传输数据信息；地址总线用线、地址总线和控制总线。数据总线用