計算機基礎組成第1頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四一、計算機系統的組成1.微型計算機系統的三個層次2.馮·諾依曼型計算機3.計算機的軟件系統第2頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四1、微型計算機系統的三個層次

微處理器微型計算機(主機)微型計算機系統運算器控制器存儲器I/O接口總線外設鍵盤、鼠標顯示器軟驅、硬盤、光驅打印機、掃描儀硬件系統軟件系統系統軟件應用軟件硬件：計算機系統中看得見、摸得著的物理實體，是組成計算機系統的物質基礎。

軟件：為運行、管理和維護計算機所編制的程序和各種文檔的總和。第3頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四2.馮·諾依曼型計算機馮·諾依曼原理：計算機由運算器、存儲器、控制器、輸入設備和輸出設備五大部分組成；數據和指令以二進制代碼形式存放在存儲器中，存放位置由地址確定；采用程序執行方式工作。第4頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四輸入設備內存儲器運算器控制器程序和數據取數結果存數取指令存取命令運算命令輸入命令輸出設備輸出命令用存儲器來存放所要執行的程序，而中央處理器則依次從存儲器取出程序中的每一條指令，并加以判斷和執行，直到完成全部指令為止。馮·諾依曼機邏輯結構圖哈佛體系結構？第5頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四3.計算機軟件系統軟件系統=系統軟件+應用軟件系統軟件(1)操作系統：DOS、WINDOWS、UNIX(2)各種程序設計語言的編譯系統（VB、C等）。(3)數據庫管理系統：Oracle,Sybase,Access等(4)其它系統服務軟件：如診斷軟件等。應用軟件：辦公自動化軟件、財務管理軟件、服裝設計軟件等。第6頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四二、計算機的工作原理1.

指令、指令系統和程序2.計算機的指令系統_指令的功能3、計算機的指令系統_指令執行流程第7頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四1.

指令、指令系統和程序

CPU是一個可以完成一些基本操作的電子器件。用編碼表示CPU的一個基本操作，稱為一條指令。全部指令集稱為指令系統。指令系統反映CPU的基本功能.指令組成:操作碼部分，操作數部分。是硬件設計人員和程序員能見到的機器的主要屬性是硬件構成的計算機系統向外部世界提供的直接界面第8頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四一個CPU的指令系統是固定的.不同類型的CPU其指令系統不同;同一系列向上兼容。程序是為要解決的問題編寫出的指令集合。用戶為解決自己的問題所編寫的程序稱為源程序。第9頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四2、計算機的指令系統_指令的功能

操作碼操作數地址1操作數地址2目的操作數地址

下一指令的地址

操作碼:計算機要執行哪種操作(傳送、運算、跳轉等)操作數地址：操作數:指令執行的參與者，即各種操作的對象目的地址:結果存放的地址。下一條指令的地址：存放在程序計數器（PC)。開始執行當前指令之前PC自動加1。第10頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四二、計算機的工作原理“存儲程序”+“程序控制”微機的工作過程：計算機的工作原理是：取指令分析指令執行指令(1)取指令：根據程序計數器PC中的值從存儲器讀出現行指令，送到指令寄存器IR，然后PC自動加1，指向下一條指令地址。(2)分析指令：將IR中的指令操作碼譯碼，分析其指令性質。如指令要求操作數，則尋找操作數地址。(3)執行指令：取出操作數，執行指令規定的操作。根據指令不同還可能寫入操作結果。第11頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四3、計算機的指令系統_指令執行流程第12頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四微型計算機的工作過程：計算1+2=?匯編語言程序 對應的機器指令對應的操作MOVAL,11011000000000001將立即數1傳送到累加寄存器AL中ADDAl,20000010000000010計算兩數和，值存放到AL中MOV[0008],AL101000100000100100000000將AL中的數傳送到地址單元0008HLT11110100 停機第13頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四三、微型計算機系統的組成微型計算機硬件的體系結構（外）存儲器（內）存儲器中央處理器（CPU）控制器輸入設備輸出設備運算器數據流地址控制流微機的組成第14頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四1.微型計算機硬件的體系結構三、微型計算機系統的組成2.微機硬件系統的各組成部分CPU存儲器

主板輸入輸出（I/O）設備接口總線輸入設備輸出設備

第15頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四存儲器I/O接口輸入設備I/O接口數據總線DB控制總線CB地址總線AB輸出設備微處理器總線：連接多個功能部件的一組公共信號線1.微型計算機硬件的體系結構第16頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四輸入設備：鍵盤、鼠標、掃描儀

輸出設備：顯示器、打印機

外

存：軟、硬盤、光盤、閃存

網絡設備：網卡、調制解調器等

計算機系統軟件外部設備系統軟件應用軟件硬件運算器控制器主機內存CPU隨機存儲器(RAM)只讀存儲器(ROM)高速緩沖存儲器

操作系統：Windows、Unix、Linux語言處理程序：C、Pascal、VB等

實用程序：診斷程序、排錯程序等

辦公軟件包、數據庫管理系統

2.微機硬件系統的各組成部分第17頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四（1）CPU（中央處理器）1）控制器:指揮、協調計算機系統各部件有條不紊地工作的部件，是計算機的指揮中心。2）運算器:完成基本的算術運算和邏輯運算部件。3)寄存器：CPU中的臨時存儲單元。第18頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四4）技術指標主頻：表征cpu的運行速度，單位為兆赫(MHZ)，即一秒鐘工作多少百萬次。（MIPS，百萬條指令每秒）字長：CPU一次可以直接處理的二進制數碼的位數。

譜系：286、386、486、Pentium、PentiumII、PentiumIII

型號標識：

Pentium43.06GPentiumIII550

CPU型號（決定CPU的性能檔次）CPU主頻第19頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四處理器的生產工藝指在硅材料上生產微處理器時內部各元器件間連接線的寬度，一般以m或nm為單位微處理器的集成度指微處理器芯片上集成的晶體管的密度。Intel4004的集成度為2250個晶體管目前采用的是65納米技術最新的雙核處理器晶體管規模將突破3億個。第20頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四雙核與超線程

第21頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四計算機的記憶裝置，能夠存儲數據和程序。（2）存儲器1）操作:對存儲器的操作有讀、寫兩種。寄存器Cache主存儲器輔助存儲器(磁盤)大容量存儲器(磁帶)外存儲器內存儲器2）Mem的分類:第22頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四2）分類:按照物理位置的不同“內存”“外存”：存儲待用的數據和程序。：存儲即將使用或正在使用的數據和程序。內存外存第23頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四3）內存的分類:只讀存儲器（ROM-ReadOnlyMemory)）：儲存的信息只能讀出，不能寫入，斷電后信息不會丟失。。隨機存儲器（RAM-RandomAccessMemory）：儲存的信息可以讀出，也可以寫入，斷電后存儲的信息會丟失。。CACHE(高速緩存)—1、2二兩級緩存CPUCacheRAM第24頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四內存單元的編號就稱為內存單元的地址1011011038F04H內存單元地址內存單元內容......76543210CPU對內存的操作有讀、寫兩種。4）內存單元的地址和內容第25頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四1KB=210B=1024B1MB=1024KB1GB=1024MB1TB=1024GB字節BYTE76543210位Bit數據存儲的最小單位：位（bit）數據存儲的最基本單位：字節（Byte）計算機處理數據的基本單位：字（word）5）數據的存儲單位目前內存的容量一般為：512M、1G、2G等。第26頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四6）內存的性能內存容量：內存存儲空間的大小。存取時間：存取一次數據所需的時間（單位ns）來作為性能指標。內存與主板速度、CPU速度相匹配時鐘頻率：內存所能穩定運行的工作頻率。5ns、3.6ns、3.3ns、2.8ns第27頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四DDR（DoubleDataRate）SDRMDDR內存可以在脈沖的上升和下降沿都傳輸數據，故傳輸數據的等效頻率＝2工作頻率DDR2內存每個時鐘能夠以四倍于工作頻率的速度讀/寫數據。DDR2400/533/667/800的工作頻率:100/133/166/200MHzDDR3SynchronousDynamicRandomAccessMemory第28頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四7）常用的外部存儲設備外存用于存放暫時不用的程序和數據。內部存儲器訪問速度快暫時性價高外部存儲器訪問速度慢永久性價低第29頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四讀寫窗口擋板塑料殼軸盤連接孔盤片寫保護孔3.5英寸軟盤示意圖6）常用的外部存儲設備容量=磁盤面數磁道數/面扇區數/磁道字節數/扇區容量=28018512（字節）=1474560（字節B）1024=1440（KB）=1.44（MB）軟盤第30頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四硬盤既是外存，又是I/O設備容量一般為數十兆位至數百G使用壽命為20～50萬小時轉速為5400轉/分～7200轉/分第31頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四光盤存儲器*只讀型光盤(CD-ROM)CompactDiskReadOnlyMemory

特點：只能寫一次，680M*一次寫入型光盤（WORM）WriteOnceReadManydisk只能一次寫入，寫入后不能擦除、修改*可抹型光盤

全稱：ErasableOpticalDisk

特點：能夠重寫第32頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四可移動存儲器①優盤：又名閃存盤。②移動硬盤特點：容量大，單位存儲成本低；速度快；兼容性好，即插即用；具有良好的抗震性能。特點：防潮、耐高低溫、抗震、防電磁波、容量大、攜帶方便等第33頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四（3）主板立式機箱用料考究、做工精細第34頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四其上安裝有系統控制芯片組、BIOSROM芯片、二級Cache等部件。提供了CPU的插槽和內存儲器的插槽及硬盤、軟驅、打印機、鼠標器、鍵盤等I/O外部設備接口;還有多個擴展槽，如PCI擴展槽和AGP擴展槽，用于插接各種適配卡，如顯示卡、聲卡、調制解調器、網卡等。(3)主板(MotherBoard、Mainboard)第35頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四第36頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四

主板外部接口是用來連接鍵盤、鼠標、音箱、麥克風、顯示器、電源線、電話線等其它外部設備的。

I/O接口(4)I/O接口(5)總線第37頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四指將數據和程序輸入到計算機中的設備.鍵盤掃描儀鼠標手寫筆數碼相機攝像頭(6)輸入設備:第38頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四功能鍵區主鍵盤區編輯鍵盤區小鍵盤區指示燈區鍵盤(Keyboard)第39頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四鼠標:首先應用于蘋果電腦,是一種定位設備。隨著Windows操作系統的流行，鼠標變成了標準配置.功能：“指點”對象，定位，繪圖等。鼠標在Windows中有四種操作：單擊左鍵:常用于選定對象；雙擊左鍵:常用于激活對象；單擊右鍵:常用于彈出快捷菜單；拖放:按住左鍵不放，滑動鼠標，用于拖動對象。鼠標(Mouse)第40頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四掃描儀就是將照片，書籍上的文字或圖片獲取下來，以圖片文件的形式保存在電腦里的一種設備。現在大部分的掃描儀通過USB接口連接計算機。掃描儀第41頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四

手寫筆的出現是為了輸入中文，使用者不需要再學習其它的輸入法就可以很輕松的輸入中文，當然這還需要專門的手寫識別軟件。同時手寫筆還具有鼠標的作用，可以代替鼠標操作。手寫筆第42頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四攝像頭數碼相機都不是計算機的常規外設，但可以拓展計算機的使用功能。你可以根據需要選擇是否配置。第43頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四顯示器音箱打印機投影儀是將計算機的處理結果或處理過程中的有關信息交付給用戶的設備。(7)輸出設備:第44頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四◎按顯示器的顯示管分類

分為傳統的