第三章计算机系统组成
31计算机工作原理
311冯·诺曼设计思想
1) 计算机信息表示采二进制
2) 计算机应运算器控制器存储器输入设备输出设备五部分组成
3) 计算机动运行计算机采存储程序程序控制工作原理
312计算机系统组成
è 计算机系统组成
台完整计算机包括硬件系统软件系统两部分
1硬件
硬件指物理装置
⑴计算机硬件系统运算器控制器存储器输入设备输出设备五功部分组成
⑵功分：
① 运算器算术逻辑单元（ALU）：种数进行算术运算逻辑运算
② 控制器：发出控制信号计算机部件条紊（协调致）工件
③ 存储器：存储数程序
④ 输入设备：接受户输入原始数程序
Ø 常见：鼠标键盘扫描仪等
⑤ 输出设备：计算机处理结果接受形式输出
Ø 常见：显示器印机绘图仪音箱等
2软件
软件指程序相关文档资料总
Ø 裸机：硬件没软件计算机
3微机性指标
（1）字长
（2）存容量
（3）存取周期
（4）频
（5）运算速度
l 性维护性性兼容性性价
313计算机工作程
计算机工件程执行程序程：程序→存→执行程序中指令
执行指令四基操作：取出指令→分析指令→执行指令→执行条指令作准备
32计算机硬件相关设备
321板母板MotherboardMainboard
1板结构
（1）CPU插座（引脚式卡式触点式针脚式等）
北桥芯片（位置作散热片）
（2）芯片组
南桥芯片
SDRAM 步动态机存储器（淘汰）
（3）存插槽 DDR SDRAM 双倍速率步动态机存储器（流）
RDRAM（美国RAMBUS公司产品没成流）
PCI插槽：连接声卡网卡等设备
（4）扩展槽
AGP插槽：连接显卡
POST：检程序
（5）BIOS（基输入输出系统）
属ROM SETUP：硬件理设置程序
CMOS（属RAM）：保存计算机硬件参数户某参数设定
（6）Cache（高速缓存储器）：解决CPU存（RAM）间速度匹配问题
（7）硬盘光驱插槽（IDE接口SATA接口）
2面板接口
（1）PS2 绿色鼠标紫色键盘
（2）行接口（口印接口LPT）
（3）串行接口（串口COM）
（4）RJ45接口（板载网络接口）
（5）USB（通串行总线）
322总线
1定义
总线计算机种部件间传递信息公通信干线
2分类： 数总线DB
传输信息分类 址总线AB
控制总线CB
323CPU（中央处理器）
1CPU结构功
CPU（中央处理器中央处理单元）运算器控制器寄存器组成
（1）运算器（算术逻辑单元ALU）
算术逻辑单元：算术运算逻辑运算
累加器： 存放累加结果
状态寄存器：存放状态信息
通寄存器：存放址
（2）控制器
指令寄存器：存放正执行条指令
指令译码器：（分析操作码操作数（址码））
程序计数器：指条指令址
时序电路
控制电路
2CPU发展史
（1）CPU品牌：
Ø Intel（英特尔）AMD（超威）Cyrix（赛瑞克斯）三足鼎立
Ø Intel家独
Ø IntelAMD分庭抗衡
l Intel品牌：赛扬奔腾酷睿安腾凌动
l AMD品牌：闪龙速龙羿龙皓龙炫龙
（2）CPU发展历史
阶段
时间
字长
代 表
第1阶段
1971－1973
4位8位
Intel40048008
第2阶段
1974－1977
8位
Intel80808085Z80
第3阶段
1978－1984
16位
Intel80868088286Z800（Moto）
第4阶段
1985－1992
32位
Intel 386486M6903068040（Moto）
第5阶段
1993－2005
32位
奔腾PentiumⅡPentiumⅢPentiumⅣK6（AMD）
第6阶段
2005
64位
酷睿（Core）
3CPU性参数
（1）频（时钟频率）
单位：MHzGHz
频＝外频×倍频
（2）外频（CPU基准频率）
单位：MHzGHz
（3）前端总线频率（总线频率）
作：直接影响CPU存数交换速度
数带宽＝（总线频率×存数带宽）8
（4）倍频系数（频外频例关系）
超频
锁频
（5）缓存（CPU集成Cache）
（6）CPU指令集
定义CPU中计算控制计算机系统套指令集合（机器语言）
分类： 精简指令集RISC
复杂指令集CISC
（7）CPU核IO工作电压
CPU核电压：制造工艺越CPU核电压越低
I0电压：16V－3V
（8）制造工艺
1毫米＝1000微米 1微米＝1000纳米
（9）字长
定义：计算机次处理二进制数倍数（决定计算机计算精度）
324存储器
Ø 功：存储数程序
1存储器分类
存（存）：存取速度快容量价格高
（1）CPU否直接访问
外存（辅存）：存取速度慢容量价格便宜
Ø 存作：存放正执行程序程序中数结果
Ø 外存作：存放暂时需保存数程序
存分类：
a)机存储器RAM：
特点：读写通电时存储容保存断电存储容全部消失
名 称
简 称
特 点
作
静态机存储器
SRAM
需刷新速度快集成度低非常贵
制作高速缓存（Cache）
动态机存储器
DRAM
需刷新速度SRAM慢价格低集成度高
制作容量存储器（存条）
b)读存储器ROM
特点：读写原容生产厂家次性写入断电信息丢失
（2）存储介质分类
半导体存储器
磁介质存储器
优点：非易失性 缺点：防强磁场
软盘：（淘汰）
硬盘：安装系统软件应软件存储量数（重外存）
光介质存储器
名称
容量
CD光盘
700M
CDROM
读光盘
CDR
次性写入光盘
CDRW
反复读写光盘
DVD光盘
47G（单面）
85G（双面）
BD光盘
25G27G（单层）
2存条
性指标：存容量工作频率存取时间数带宽接口类型
3外部存储设备
硬盘（硬盘读取写入数时扇区基单位）
电源接口
接口
数接口：IDESATASCSISAS光纤接口
Ø 盘片磁道扇区柱面
硬盘基参数
容量转速均访问时间均寻道时间等时间传输速度缓存连续障时间SMART
固态硬盘 (SSD固盘)
优点：读写速度快防震抗摔性低功耗噪音轻便
缺点：容量价格高
硬盘
低级格式化
格式化
高级格式化
分区：
分区：引导分区4磁盘第分区
扩展分区：分区外磁盘空间
逻辑分区：扩展分区创建逻辑分区
活动分区：操作系统启动分区
4U盘（USB闪存驱动器）
优点：巧便携带存储容量价格便宜性支持插热插拨
5软盘
规格：45英寸144M
磁道：心圆0－79
扇区：18扇区
容量：面数Í磁道Í扇区Í512B
写保护：滑动滑块露出写保护口
注：新购买软盘格式化
326输入设备
1键盘
基键：ASDF JKL
2鼠标
3扫描仪
4条形码读入器
5光笔
6触摸屏
327输出设备
1显示器
CRT（阴极射线）显示器
制造材料分类
LCD（液晶）显示器
Ø 屏幕角线长度分：15英寸19英寸21英寸……
技术指标
刷新频率点距分辨率带宽高度尺寸
2印机
击式 针式印机点阵式印机（印速度慢噪音）
分类： 喷墨印机（支持彩色印）
非击式
激光印机（印速度快）
3绘图仪
4投影仪
（1）显卡（显示接口卡显示适配器）
插槽：ISAPCIAGPPCIE
输出接口：VGADVIHDMITVOutVideoInS端子
GPU核心（显示核心图形处理器）
RAMDAC（机存储数模转换器）
显存
显卡BIOS芯片
集成显卡（板载）
Ø 分类
独立显卡
33计算机软件系统
331计算机软件分类
Ø 指令：计算机执行特定操作命令程序设计语言单位
u 指令构成：指令＝操作码+操作数（址码）
Ø 程序：计算机完成指定务设计系列排列序指令集合
Ø 软件概念
软件指程序开发维护程序需文档资料总
1系统软件
Ø 理监控维护计算机资源开发应软件软件
Ø 系统软件包括操作系统程序语言处理系统编译解释系统数库系统诊断控制系统系统实程序等
2应软件
Ø 户解决实际问题开发种专门程序作应软件
Ø 根服务象分通软件专软件
332程序设计基础知识
第代软件（机器语言汇编语言编写）
第二代软件（高级程序设计语言FORTRANLISPCOBOLBASIC编写）
第三代软件（操作系统）
第四代软件（结构化程序设计PascalC语言）
第五代软件（面象程序设计万维网Windows办公动化JavaHTML）
333程序设计语言
1程序设计基础
（1）算法
（2）数结构
2程序设计语言分类：机器语言汇编语言高级语言
第代：机器语言（二进制编写）
优点：计算机直接识执行
缺点：直观性差易记忆编写繁琐容易出错
第二代：汇编语言（助记符代二进制代码）
优点：程序较直观容易检查记忆交流
缺点：计算机法直接识需汇编程序翻译成机器语言
Ø 机器语言汇编语言面硬件语言称低级语言
第三代：高级语言
优点：程序通性强
缺点：计算机法直接识需编译解释程序处理
Ø 注： ①高级语言编写程序作源程序
②源程序通处理计算机直接识执行程序作目标程序
③编译程序生成目标程序解释程序生成目标程序
3常见高级语言
BASICFORTRANPascalCC++VBVCDelphiJava言
4面象程序设计
34计算机维护
341计算机工作环境
1温度
10－35℃
2湿度
40－70
3电源
220V50Hz
UPS（间断电源）
4防尘
5防静电
6防磁场
7防震动
342计算机部件日常维护
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31计算机工作原理
311冯·诺曼设计思想
1) 计算机信息表示采二进制
2) 计算机应运算器控制器存储器输入设备输出设备五部分组成
3) 计算机动运行计算机采存储程序程序控制工作原理
312计算机系统组成
è 计算机系统组成
台完整计算机包括硬件系统软件系统两部分
1硬件
硬件指物理装置
⑴计算机硬件系统运算器控制器存储器输入设备输出设备五功部分组成
⑵功分：
① 运算器算术逻辑单元（ALU）：种数进行算术运算逻辑运算
② 控制器：发出控制信号计算机部件条紊（协调致）工件
③ 存储器：存储数程序
④ 输入设备：接受户输入原始数程序
Ø 常见：鼠标键盘扫描仪等
⑤ 输出设备：计算机处理结果接受形式输出
Ø 常见：显示器印机绘图仪音箱等
2软件
软件指程序相关文档资料总
Ø 裸机：硬件没软件计算机
3微机性指标
（1）字长
（2）存容量
（3）存取周期
（4）频
（5）运算速度
l 性维护性性兼容性性价
313计算机工作程
计算机工件程执行程序程：程序→存→执行程序中指令
执行指令四基操作：取出指令→分析指令→执行指令→执行条指令作准备
32计算机硬件相关设备
321板母板MotherboardMainboard
1板结构
（1）CPU插座（引脚式卡式触点式针脚式等）
北桥芯片（位置作散热片）
（2）芯片组
南桥芯片
SDRAM 步动态机存储器（淘汰）
（3）存插槽 DDR SDRAM 双倍速率步动态机存储器（流）
RDRAM（美国RAMBUS公司产品没成流）
PCI插槽：连接声卡网卡等设备
（4）扩展槽
AGP插槽：连接显卡
POST：检程序
（5）BIOS（基输入输出系统）
属ROM SETUP：硬件理设置程序
CMOS（属RAM）：保存计算机硬件参数户某参数设定
（6）Cache（高速缓存储器）：解决CPU存（RAM）间速度匹配问题
（7）硬盘光驱插槽（IDE接口SATA接口）
2面板接口
（1）PS2 绿色鼠标紫色键盘
（2）行接口（口印接口LPT）
（3）串行接口（串口COM）
（4）RJ45接口（板载网络接口）
（5）USB（通串行总线）
322总线
1定义
总线计算机种部件间传递信息公通信干线
2分类： 数总线DB
传输信息分类 址总线AB
控制总线CB
323CPU（中央处理器）
1CPU结构功
CPU（中央处理器中央处理单元）运算器控制器寄存器组成
（1）运算器（算术逻辑单元ALU）
算术逻辑单元：算术运算逻辑运算
累加器： 存放累加结果
状态寄存器：存放状态信息
通寄存器：存放址
（2）控制器
指令寄存器：存放正执行条指令
指令译码器：（分析操作码操作数（址码））
程序计数器：指条指令址
时序电路
控制电路
2CPU发展史
（1）CPU品牌：
Ø Intel（英特尔）AMD（超威）Cyrix（赛瑞克斯）三足鼎立
Ø Intel家独
Ø IntelAMD分庭抗衡
l Intel品牌：赛扬奔腾酷睿安腾凌动
l AMD品牌：闪龙速龙羿龙皓龙炫龙
（2）CPU发展历史
阶段
时间
字长
代 表
第1阶段
1971－1973
4位8位
Intel40048008
第2阶段
1974－1977
8位
Intel80808085Z80
第3阶段
1978－1984
16位
Intel80868088286Z800（Moto）
第4阶段
1985－1992
32位
Intel 386486M6903068040（Moto）
第5阶段
1993－2005
32位
奔腾PentiumⅡPentiumⅢPentiumⅣK6（AMD）
第6阶段
2005
64位
酷睿（Core）
3CPU性参数
（1）频（时钟频率）
单位：MHzGHz
频＝外频×倍频
（2）外频（CPU基准频率）
单位：MHzGHz
（3）前端总线频率（总线频率）
作：直接影响CPU存数交换速度
数带宽＝（总线频率×存数带宽）8
（4）倍频系数（频外频例关系）
超频
锁频
（5）缓存（CPU集成Cache）
（6）CPU指令集
定义CPU中计算控制计算机系统套指令集合（机器语言）
分类： 精简指令集RISC
复杂指令集CISC
（7）CPU核IO工作电压
CPU核电压：制造工艺越CPU核电压越低
I0电压：16V－3V
（8）制造工艺
1毫米＝1000微米 1微米＝1000纳米
（9）字长
定义：计算机次处理二进制数倍数（决定计算机计算精度）
324存储器
Ø 功：存储数程序
1存储器分类
存（存）：存取速度快容量价格高
（1）CPU否直接访问
外存（辅存）：存取速度慢容量价格便宜
Ø 存作：存放正执行程序程序中数结果
Ø 外存作：存放暂时需保存数程序
存分类：
a)机存储器RAM：
特点：读写通电时存储容保存断电存储容全部消失
名 称
简 称
特 点
作
静态机存储器
SRAM
需刷新速度快集成度低非常贵
制作高速缓存（Cache）
动态机存储器
DRAM
需刷新速度SRAM慢价格低集成度高
制作容量存储器（存条）
b)读存储器ROM
特点：读写原容生产厂家次性写入断电信息丢失
（2）存储介质分类
半导体存储器
磁介质存储器
优点：非易失性 缺点：防强磁场
软盘：（淘汰）
硬盘：安装系统软件应软件存储量数（重外存）
光介质存储器
名称
容量
CD光盘
700M
CDROM
读光盘
CDR
次性写入光盘
CDRW
反复读写光盘
DVD光盘
47G（单面）
85G（双面）
BD光盘
25G27G（单层）
2存条
性指标：存容量工作频率存取时间数带宽接口类型
3外部存储设备
硬盘（硬盘读取写入数时扇区基单位）
电源接口
接口
数接口：IDESATASCSISAS光纤接口
Ø 盘片磁道扇区柱面
硬盘基参数
容量转速均访问时间均寻道时间等时间传输速度缓存连续障时间SMART
固态硬盘 (SSD固盘)
优点：读写速度快防震抗摔性低功耗噪音轻便
缺点：容量价格高
硬盘
低级格式化
格式化
高级格式化
分区：
分区：引导分区4磁盘第分区
扩展分区：分区外磁盘空间
逻辑分区：扩展分区创建逻辑分区
活动分区：操作系统启动分区
4U盘（USB闪存驱动器）
优点：巧便携带存储容量价格便宜性支持插热插拨
5软盘
规格：45英寸144M
磁道：心圆0－79
扇区：18扇区
容量：面数Í磁道Í扇区Í512B
写保护：滑动滑块露出写保护口
注：新购买软盘格式化
326输入设备
1键盘
基键：ASDF JKL
2鼠标
3扫描仪
4条形码读入器
5光笔
6触摸屏
327输出设备
1显示器
CRT（阴极射线）显示器
制造材料分类
LCD（液晶）显示器
Ø 屏幕角线长度分：15英寸19英寸21英寸……
技术指标
刷新频率点距分辨率带宽高度尺寸
2印机
击式 针式印机点阵式印机（印速度慢噪音）
分类： 喷墨印机（支持彩色印）
非击式
激光印机（印速度快）
3绘图仪
4投影仪
（1）显卡（显示接口卡显示适配器）
插槽：ISAPCIAGPPCIE
输出接口：VGADVIHDMITVOutVideoInS端子
GPU核心（显示核心图形处理器）
RAMDAC（机存储数模转换器）
显存
显卡BIOS芯片
集成显卡（板载）
Ø 分类
独立显卡
33计算机软件系统
331计算机软件分类
Ø 指令：计算机执行特定操作命令程序设计语言单位
u 指令构成：指令＝操作码+操作数（址码）
Ø 程序：计算机完成指定务设计系列排列序指令集合
Ø 软件概念
软件指程序开发维护程序需文档资料总
1系统软件
Ø 理监控维护计算机资源开发应软件软件
Ø 系统软件包括操作系统程序语言处理系统编译解释系统数库系统诊断控制系统系统实程序等
2应软件
Ø 户解决实际问题开发种专门程序作应软件
Ø 根服务象分通软件专软件
332程序设计基础知识
第代软件（机器语言汇编语言编写）
第二代软件（高级程序设计语言FORTRANLISPCOBOLBASIC编写）
第三代软件（操作系统）
第四代软件（结构化程序设计PascalC语言）
第五代软件（面象程序设计万维网Windows办公动化JavaHTML）
333程序设计语言
1程序设计基础
（1）算法
（2）数结构
2程序设计语言分类：机器语言汇编语言高级语言
第代：机器语言（二进制编写）
优点：计算机直接识执行
缺点：直观性差易记忆编写繁琐容易出错
第二代：汇编语言（助记符代二进制代码）
优点：程序较直观容易检查记忆交流
缺点：计算机法直接识需汇编程序翻译成机器语言
Ø 机器语言汇编语言面硬件语言称低级语言
第三代：高级语言
优点：程序通性强
缺点：计算机法直接识需编译解释程序处理
Ø 注： ①高级语言编写程序作源程序
②源程序通处理计算机直接识执行程序作目标程序
③编译程序生成目标程序解释程序生成目标程序
3常见高级语言
BASICFORTRANPascalCC++VBVCDelphiJava言
4面象程序设计
34计算机维护
341计算机工作环境
1温度
10－35℃
2湿度
40－70
3电源
220V50Hz
UPS（间断电源）
4防尘
5防静电
6防磁场
7防震动
342计算机部件日常维护
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