经济学第二章硬件修改课件

经济学第二章硬件修改2.1微型计算机组成一、微型计算机构成1.

冯•诺依曼机的特点将计算过程描述为由多条指令按一定顺序组成的程序，并放入存储器保存。指令按其在存储器中存放的顺序执行；控制器控制整个程序和数据的存取以及程序的执行；2经济学第二章硬件修改冯•诺依曼计算机结构运算器存储器控制器输入设备输出设备3经济学第二章硬件修改2.微机系统的概念结构1)硬件系统整个系统运行的物理平台2)软件为运行、管理和维护计算机系统或为实现某一功能而编写的各种程序的总和及其相关资料。4经济学第二章硬件修改2.

微机系统的概念结构

主机硬件外设微机系统系统软件软件应用软件CPU存储器输入/输出接口总线5经济学第二章硬件修改计算机系统的层次关系

人与计算机之间是间接关系特点应用软件系统软件裸机硬件系统软件系统用户6经济学第二章硬件修改3.

计算机系统的层次结构用户系统应用程序操作系统机器语言硬件系统7经济学第二章硬件修改计算机硬件系统微型计算机硬件系统台式机便携式机8经济学第二章硬件修改计算机硬件系统微型计算机硬件系统主板图3-2.2微机主板图内存插槽总线插槽CPU插槽USB接口电池芯片组串行接口鼠标插口键盘插口并行接口9经济学第二章硬件修改计算机硬件系统中央处理器CPU运算器算术运算逻辑运算加、减、乘、除与、或、非、比较等控制器取指令解释指令控制指令执行寄存器通用寄存器专用寄存器CPU内部的临时高速存储单元算术逻辑单元(ALU)10经济学第二章硬件修改计算机硬件系统微处理器Microprocessor11经济学第二章硬件修改二、微机的一般工作过程指令和指令系统程序计算机的一般工作过程程序的执行方式12经济学第二章硬件修改1.指令和程序指令：计算机能够识别的“命令”；指令系统：计算机能够识别的所有指令的集合。程序：按一定顺序组织在一起的指令序列。13经济学第二章硬件修改指令的一般格式例:(1)ADDAH,BH(2)MOVCH,8AH(3)PUSHAX(4)RET指令码目标操作数源操作数说明指令的功能说明指令操作的对象14经济学第二章硬件修改2.执行过程(1)指令执行过程取指令分析指令读取操作数执行指令存放结果(2)程序执行过程不断地执行各条指令的过程15经济学第二章硬件修改

冯·诺依曼机计算机由5大模块组成计算机采用二进制计算机采用“存储程序”的工作原理掌握16经济学第二章硬件修改4.执行程序的方式(1)顺序执行一条指令执行完再执行下一条指令。假设：1）指令执行分三个步骤，即取指令、分析指令、执行指令2）每个步骤的执行时间均为Δt则执行n条指令时间T0为：T0=3nΔt17经济学第二章硬件修改4.执行程序的方式(2)并行执行同时执行两条或多条指令。假设内容同上，则执行n条指令时间T0为：T=3Δt+（n-1）Δt分析指令3取指令3分析指令2取指令1执行指令1取指令2执行指令2分析指令1执行指令318经济学第二章硬件修改2.2主机系统中央处理器（CPU）存储器输入/输出接口总线19经济学第二章硬件修改一.中央处理器1.中央处理器（CPU），又称为微处理单元（MPU）2.主要组成1)运算器2)控制器3)寄存器组20经济学第二章硬件修改3.主要技术指标1)主频:(Mhz)2)字长:8位,16位,32位等3)执行速度:(MIPS)4)指令系统:

CISC:复杂指令集计算机

RISC:精简指令集计算机21经济学第二章硬件修改

5.计算机的主要性能指标（P35）计算机内部一次最多可同时传送和处理的二进制位数。CPU的字长越长，计算能力越强，精度越高。字长16位机32位机22经济学第二章硬件修改计算机每秒所能执行的指令条数。单位为MIPS（每秒百万条指令）。运算速度通常用主频（时钟频率）来描述计算机的运算速度。主频直接反映CPU的工作速度，时钟频率单位(Hz)。时钟频率越高，计算机的速度越快。计算机处理过程中，容纳数据量的能力。内存容量23经济学第二章硬件修改二.存储器1.概述(1)作用用于存放计算机工作过程中需要操作的数据和程序。(2)分类内存储器和外存储器(3)存储系统24经济学第二章硬件修改存储系统在一般计算机中主要有两种存储系统Cache存储系统主存储器高速缓冲存储器虚拟存储系统主存储器磁盘存储器25经济学第二章硬件修改(4)存储器系统主要技术指标容量速度价格26经济学第二章硬件修改图3-2.2微机主板图USB接口串行接口鼠标插口键盘插口并行接口27经济学第二章硬件修改内存储器(3)几个概念：内存单元单元的地址和内容内存容量内存的操作28经济学第二章硬件修改内存单元组成内存的基本单元每个单元存储一个字节(8位二进制)的数据29经济学第二章硬件修改内存单元的地址和内容地址:每个单元对应的一个编号作用:实现对单元内容的寻址地址从0开始内容:存放的数据38F04H内存地址单元内容30经济学第二章硬件修改内存容量内存容量:内存中所含存储单元的个数，以字节为单位。寻址容量:由CPU地址总线的位数确定。装机容量:由实际安装的芯片(内存条)数量确定31经济学第二章硬件修改内存操作读：将内存单元的内容取入CPU，原单元内容不改变；写：CPU将信息放入内存单元，单元中原来的内容被覆盖。32经济学第二章硬件修改微型机中的存储系统通用寄存器高速缓存主存储器联机外存脱机外存33经济学第二章硬件修改三.总线了解：基本概念分类总线结构常用系统总线标准及其主要技术指标34经济学第二章硬件修改1.总线(1)各部件之间传输信息的通道。(2)按层次结构分类1)CPU总线:地址总线（AB）数据总线（DB）控制总线（CB）2)系统总线:I/O通道，也有３类35经济学第二章硬件修改常用系统总线标准ISA（8/16位）PCI（32/64位）AGP（加速图形端口，用于提高图形处理能力）36经济学第二章硬件修改外设总线3)外部总线:主机与外设的接口IDEEIDESCSI（小型计算机系统接口）USB(通用串行总线)IEEE1394

主要用于硬盘、光驱等IDE设备接口可连接多种外设37经济学第二章硬件修改总线的基本功能传输同步仲裁控制出错处理总线驱动38经济学第二章硬件修改4.输入/输出接口接口是CPU与外部设备间的桥梁CPUI/O接口外设39经济学第二章硬件修改接口要解决的问题(作用)速度匹配(Buffer)信号的驱动能力(电平转换器、驱动器)

信号形式和电平的匹配(A/D、D/A)

时序匹配(定时关系)总线隔离(三态门)40经济学第二章硬件修改图3-2.2微机主板图USB接口串行接口鼠标插口键盘插口并行接口41经济学第二章硬件修改2.3外存储器联机外存——脱机外存硬磁盘软磁盘光盘可移动磁盘磁带机42经济学第二章硬件修改磁道扇区柱面柱面外存储器软盘硬盘C:或D:120GBA:英寸(B)光盘光驱640MB43经济学第二章硬件修改一.硬磁盘1.磁盘工作原理2.信息存储格式1)记录面=磁头数(编号)2)磁道:记录面上的同心圆(编号)柱面：所有记录面上同一编号的磁道3)扇区：每个磁道划分为扇区(编号)3.每个扇区容量:512字节44经济学第二章硬件修改硬磁盘4.硬盘存储容量计算公式：扇区容量×扇区数×柱面数×磁头数例：已知某硬盘磁头数为16，柱面数为4096，扇区数为63硬盘容量=512×63×4096×16GB45经济学第二章硬件修改硬磁盘5.硬盘接口标准EIDESCSI46经济学第二章硬件修改二.软盘1.存储格式与硬盘类似2.格式化按标准格式划分磁道,扇区,分配区域(Boot,FAT,FDT,数据区)47经济学第二章硬件修改三.光盘1.光盘的种类(1)CD-ROM:只读光盘(650MB左右)(2)CD-R:一次性刻录光盘(3)CD-RW:可擦写光盘(4)DVD:GB~17.7GB)2.主要技术指标容量、传输率、读写时间48经济学第二章硬件修改1.分类1)优盘2)USB硬盘2.通过USB接口使用49经济学第二章硬件修改2.4常用外部设备掌握：输入输出系统的特点基本输入输出方法常用外部设备的一般工作原理50经济学第二章硬件修改一、输入输出系统1.I/O系统(1)计算机系统中除CPU和内存储器之外的部分(2)组成1)输入输出设备2)输入输出接口3)输入输出软件(3)特点:复杂性,异步性,实时性51经济学第二章硬件修改无线鼠标输入/输出设备

2.1.2计算机硬件系统输入设备键盘鼠标扫描仪功能键主键区编辑键数字键盘光电鼠标扫描仪52经济学第二章硬件修改

2.1.2计算机硬件系统输出设备显示器打印机绘图仪CRT显示器LCD液晶显示器绘图仪喷墨打印机激光打印机针式打印机53经济学第二章硬件修改

I/O设备一般是通过I/O接口与CPU或主存储器进行信息交换。54经济学第二章硬件修改2.基本输入输出方法程序控制方式中断控制方式DMA方式通道控制方式55经济学第二章硬件修改(1)程序控制方式CPU效率低，数据传送的实时性差，速度较慢适用于简单、低速外部设备READY?与外设进行数据交换读入并测试外设状态NYN传送完？NY结束主要工作流程56经济学第二章硬件修改(2)中断控制技术中断因某种随机或异常事件，引起CPU暂时中断正在运行的程序，转去执行处理该事件的特殊程序(称为中断服务程序或中断处理程序)，在事件处理完后返回原中断处继续原程序的执行，这一过程称为中断处理。57经济学第二章硬件修改中断控制技术中断源引起CPU中断的事件，发出中断请求的来源。分类：内部中断和外部中断58经济学第二章硬件修改中断控制技术特点：外设在需要时向CPU提出请求，CPU再去为它服务，服务结束后或在外设不需要时，CPU可执行自己的程序优点：CPU效率高，实时性好，速度快。