1.3微型計算機系統21.存儲系統的層次結構2.主存儲器的分類3.主存儲器的性能指標教學內容1.

微型計算機系統的硬件和軟件構成2.微型計算機系統的性能指標教學重點微型計算機的基本概念3微處理器微型計算機微型計算機系統微處理器簡稱為MP（microprocessor）或CPU，也稱為微處理機。微處理器是指由一片或幾片大規模集成電路組成的具有運算和控制功能的中央處理單元。（1）微處理器1.3.1微型計算機系統的組成微型計算機簡稱為MC（microcomputer）或

C。以微處理器（CPU）為核心，再配上一定容量的存儲器（RAM、ROM）和輸入/輸出接口電路，這三部分通過外部總線連接起來，便組成了一臺微型計算機。（2）微型計算機4微型計算機系統簡稱為MCS（microcomputersystem）或

CS，它以微型計算機為核心，再配備以相應的外圍設備、輔助電路和電源（統稱硬件），以及指揮微型計算機工作的系統軟件，便構成了一個完整的系統。（3）微型計算機系統5微處理器CPU存儲器輸入/輸出接口電路系統總線構成一臺微型計算機主要由四部分組成微型計算機系統硬件主要包括微型計算機外圍設備電源實際上，微型計算機系統的硬件就是用眼能看得見、用手能摸得著的計算機系統的有形部分。（1）微型計算機1.3.2微型計算機系統的硬件組成6圖1.3微型計算機系統組成7微處理器由運算器和控制器兩部分組成。運算器主要用來完成對數據的運算，包括算術運算和邏輯運算。控制器為整機的指揮控制中心，計算機的一切操作。存儲器是一個記憶裝置，用來存儲數據、程序、運算的中間結果和最終結果。存儲器包括隨機存取存儲器RAM和只讀存儲器ROM。8輸入接口連接在主機的輸入端，用來將輸入設備接收的信息輸入到主機內部。輸入/輸出接口電路是微型計算機與外部設備聯系的橋梁。主機和外設之間的信息傳遞都必須經過接口電路加以合理地匹配、緩沖。輸出接口則接在主機的輸出端，用來將主機運算的結果或控制信號輸出到輸出設備。9數據總線DB是微處理器與外界傳遞數據的數據信號線。它的條數實際上決定了微處理器與外部傳送數據通道的寬度，這個數值也稱作微處理器的字長。數據總線可以雙向傳遞數據信號，是1組雙向、三態總線。地址總線AB是由微處理器輸出的一組地址信號線，用來指定微處理器所訪問的存儲器和外部設備的地址。地址總線的條數決定了CPU所能直接訪問的地址空間。10控制總線CB，用來使微處理器的工作與外部電路的工作同步。有的為高電平有效，有的為低電平有效，有的為輸出信號，有的為輸入信號。通過控制線，CPU可以向其他部件發出一系列的命令信號，其他部件也可以將工作狀態、請求信號送給CPU。11輸入設備把程序、數據、命令轉換成計算機所能識別接收的信息，輸入給計算機。輸出設備把CPU計算和處理的結果轉換成人們易于理解和閱讀的形式，輸出到外部。（2）外圍設備外圍設備即微機的輸入/輸出設備，它是微機系統與周圍世界（包括使用計算機的人）通信聯系的渠道。

PC的電源將220V交流電轉換成±5V和±12V四種DC（直流）電壓。

一般臺式機的電源功率為150～220W。

立式機的電源功率為220～400W。電源是保證微機系統能正常運行的工作電源電源中由風扇提供對整個系統的冷卻電源應滿足最低安全標準，不產生干擾電視和無線電的電磁輻射12（3）電源13微機系統的軟件系統軟件程序設計軟件用戶軟件圖1.5微型計算機軟件層次圖1.3.3微型計算機系統的軟件組成1.系統軟件14系統軟件

系統軟件是由計算機生產廠家提供給用戶的一組程序；

系統軟件負責管理計算機系統中各種獨立的硬件，使它們可以協調工作。

系統軟件的核心是操作系統OS（OperatingSystem）

主要功能：對系統的軟件、硬件資源進行合理管理，為用戶創造方便、有效和可靠的計算機工作環境。操作系統的主要部分是常駐監督程序，只要一開機，它就開始運行，接收用戶命令，并使操作系統執行相應的動作。操作系統分為8個程序分支15①文件管理程序②

I/O驅動程序③

文件編輯程序④

裝入程序⑤

翻譯程序⑥鏈接程序⑦

調試程序⑧

系統程序庫操作系統分為8個程序分支16用來處理存放在外存儲器中的大量信息與外存儲器的設備驅動程序相連接，對存放在其中的信息以文件的形式進行存取、復制及其他管理操作。①文件管理程序用來對I/O設備進行控制和管理。當系統程序或用戶程序需要使用I/O設備時，只要發出命令，執行I/O驅動程序，即可完成CPU與I/O設備之間的信息傳送。②I/O驅動程序文件是指由字母、數字和符號等組成的一組信息，它可以是一個用匯編語言或高級語言編寫的程序，也可以是一組數據或一份報告。文件編輯程序用來建立、輸入或修改文件，并將它存入內存儲器或外存儲器中③文件編輯程序用來把保存在外存儲器中的程序傳送到內存中，以便機器執行。④裝入程序17也稱為編譯器，是把用高級程序設計語言編制的源程序、翻譯成機器語言格式的目標程序的翻譯程序。基本功能就是把源程序（高級語言）翻譯成目標程序，同時具備語法檢查、調試措施、修改手段、覆蓋處理、目標程序優化、不同語言合用以及人-機聯系等重要功能。⑤翻譯程序將目標程序與庫文件或其他程序模塊鏈接在一起，形成計算機能執行的程序。⑥鏈接程序18系統提供給用戶的能監督和控制用戶程序的一種工具它可以裝入、修改、顯示并逐條執行程序指令，通常與編譯程序一起放在集成開發環境IDE（integrateddevelopmentenvironment）中。⑦調試程序各種標準程序、子程序及一些文件的集合，可以被系統程序或用戶程序調用。⑧系統程序庫19應用軟件是指計算機用戶利用計算機的軟件和硬件資源、使用不同的程序設計語言、按照特定的目的而開發的程序，是為滿足用戶不同領域、不同問題的應用需求而提供的那部分軟件。通常包括文字處理軟件、信息管理軟件、輔助設計軟件和實時控制軟件等。（2）應用軟件201．字長2．主存儲器容量3．運算速度4．存取周期5．擴展能力1.3.4微型計算機系統的性能指標1．字長21字長越長，計算機所能表示的數據精度越高，在完成同樣精度的運算時數據的處理速度越高。然而，字長越長，機器中的通用寄存器、存儲器、ALU的位數和數據總線的位數都要增加，硬件代價增大，因此應考慮精度、速度和成本兼顧的原則來決定微型計算機的字長。通常字長總是8的整數倍，如8、16、32、64位等。字長指計算機內部一次可以處理的二進制數的位數1.1.3微型計算機系統的性能指標2．主存儲器容量主存儲器容量是衡量計算機存儲二進制信息量大小的一個重要指標。主存儲器容量的大小反映了計算機即時存儲信息的能力，容量越大，系統功能就越強大，能處理的數據量就越龐大。微型計算機中通常以字節為單位表示存儲容量。B（Byte）KB（KiloByte）MB（MegaByte）GB（GigaByte）TB（TeraByte）PB（PetaByte）221KB=210=1024B1MB=220=1024KB=1,048,576B 1GB=230=1024MB=1,073,741,824B1TB=240=1024GB=1,099,511,627,776B1PB=250=1024TB=1,125,899,906,842,624B3．運算速度計算機的運算速度以每秒能執行的指令條數來表示。運算速度與計算機的主頻緊密相關。一般來說，主頻越高、運算速度越快由于不同類型的指令執行時所需的時間長度不同，因此有幾種不同的衡量運算速度的方法。23根據不同類型指令出現的頻度，乘上不同的系數，求得統計平均值，得到平均運算速度，用MIPS作為單位衡量（millioninstructionspersecond）。（1）MIPS（百萬條指令每秒）法以執行時間最短的指令（如傳送指令、加法指令）為標準來計算速度。（2）最短指令法給出CPU的主頻和每條指令執行所需要的時鐘周期，可以直接計算出每條指令執行所需的時間。（3）直接計算法4.存取周期5．擴展能力24存儲器進行一次“讀”或“寫”操作所需要的時間，稱為存儲器的訪問時間（或讀/寫時間），而連續啟動兩次獨立的“讀”或“寫”操作所需要的最短時間，稱為存取周期。存取周期越短，運算速度越快。把二進制信息存入存儲器，稱為“寫”，把二進制信息從存儲器中取出，稱為“讀”。例如，一臺計算機允許配接多少種外設，對計算機的功能有重大影響擴展能力主要指計算機系統配置各種外設的可能性和適應性。1.微型計算機是由大規模集成電路組成的、體積較小的電子計算機。2.電子計算機發展大致經歷了電子管計算機、晶體管計算機、集成電路計算機、大規模集成電路計算機和人工智能計算機。3.微型計算機從20世紀70年代初發展至今，經歷了低檔