计算机组成原理(5)要点课件

计算机组成原理(5)要点课件目录CONTENTS计算机系统概述中央处理器存储器输入输出设备计算机系统总线01计算机系统概述硬件软件操作系统计算机系统的基本组成包括中央处理器、存储器、输入输出设备等，是计算机的物理实体。包括系统软件和应用软件，是计算机的程序和数据。是计算机系统的核心软件，负责管理计算机的硬件和软件资源。包括计算机的物理组件，如中央处理器、存储器和输入输出设备等。硬件层操作系统层应用软件层是计算机系统的核心软件，负责管理计算机的硬件和软件资源。包括各种应用程序，如办公软件、图像处理软件等。030201计算机系统的层次结构指令执行过程计算机通过执行指令来执行任务，指令由操作码和操作数组成。数据处理过程计算机对数据进行输入、存储、传输、运算和输出等操作。控制过程计算机通过控制器来控制指令的执行顺序和操作数的传输路径。计算机的工作过程02中央处理器功能运算、控制和输入/输出功能组成运算器、控制器、寄存器组CPU的功能和组成指CPU一次能处理的数据的位数，通常为32位或64位字长指CPU的时钟频率，频率越高，运算速度越快主频用于存储CPU常用的数据和指令，提高访问速度高速缓存指CPU支持的指令集合，如x86、ARM等指令集CPU的主要技术参数指令系统及指令执行过程指令系统指CPU支持的指令集合，包括算术运算、逻辑运算、控制指令等指令执行过程取指令、解码、执行、访存、写回等阶段主要包括运算器、控制器、寄存器组等部分CPU结构基于冯·诺依曼结构，采用存储程序和程序控制的方式工作工作原理CPU的结构及工作原理03存储器存储器的分类根据存储器的读写特性、存取速度和容量，可以分为只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）、高速缓存（Cache）等。存储器的作用存储器是计算机中用于存储数据和程序的部件，它为计算机提供足够的存储空间，以支持各种运算和操作。存储器的分类与作用VS内存储器主要由存储单元、地址寄存器、数据寄存器和读写控制电路等组成。工作原理当计算机执行程序或处理数据时，CPU会根据需要向内存储器发送读写命令，内存储器根据地址寄存器中的地址定位到相应的存储单元，并将数据读出或写入。内存储器的组成内存储器的组成与工作原理读写操作方式主存储器主要采用随机读写方式，即对任意地址的数据都可以直接进行读写操作。读写速度主存储器的读写速度受限于其工作原理和内部结构，相对于CPU的处理速度较慢。为了提高计算机整体性能，通常采用高速缓存（Cache）来缓存部分数据和指令，以加速读写操作。主存储器的读写操作04输入输出设备

输入输出设备的分类与作用输入设备用于向计算机输入数据和命令，如键盘、鼠标、扫描仪、触摸屏等。输出设备用于输出计算机处理结果，如显示器、打印机、音响等。输入输出设备的分类根据功能和用途，输入输出设备可以分为多种类型，如字符型、图像型、音频型、视频型等。输入设备组成输入设备通常包括传感器、信号处理电路和接口电路等部分。传感器将外部信号转换为电信号，信号处理电路对电信号进行放大、滤波、整形等处理，接口电路将处理后的信号传输给计算机。输出设备组成输出设备通常包括显示部件、打印部件和音响部件等部分。显示部件将计算机输出的电信号转换为光信号，打印部件将计算机输出的电信号转换为墨水或色带信号，音响部件将计算机输出的电信号转换为声音信号。输入输出设备的工作原理输入输出设备通过接口电路与计算机连接，将外部信号转换为计算机能够处理的电信号，或将计算机输出的电信号转换为外部设备能够识别的信号。输入输出设备的组成与工作原理接口的作用接口的作用是连接计算机和外部设备，实现数据传输和控制。接口的规范为了确保不同厂商生产的设备和计算机之间的兼容性，各种接口都有相应的规范和标准。输入输出设备的接口类型常见的输入输出设备接口类型包括串行接口、并行接口、USB接口和网络接口等。输入输出设备的接口05计算机系统总线总线的概念总线的分类总线的概念和分类根据传输方式，总线可以分为串行总线和并行总线；根据功能，总线可以分为数据总线、地址总线和控制总线。总线是计算机系统中各部件之间进行信息传输的一组共用信号线。总线的主要技术参数总线宽度总线时钟频率总线传输周期总线上传输数据的速率。完成一次数据传输所需的时间。总线的位数，决定了数据传输的宽度。工作原理连接方式总线的