計算機組成原理(5)要點課件目錄CONTENTS計算機系統概述中央處理器存儲器輸入輸出設備計算機系統總線01計算機系統概述硬件軟件操作系統計算機系統的基本組成包括中央處理器、存儲器、輸入輸出設備等，是計算機的物理實體。包括系統軟件和應用軟件，是計算機的程序和數據。是計算機系統的核心軟件，負責管理計算機的硬件和軟件資源。包括計算機的物理組件，如中央處理器、存儲器和輸入輸出設備等。硬件層操作系統層應用軟件層是計算機系統的核心軟件，負責管理計算機的硬件和軟件資源。包括各種應用程序，如辦公軟件、圖像處理軟件等。030201計算機系統的層次結構指令執行過程計算機通過執行指令來執行任務，指令由操作碼和操作數組成。數據處理過程計算機對數據進行輸入、存儲、傳輸、運算和輸出等操作。控制過程計算機通過控制器來控制指令的執行順序和操作數的傳輸路徑。計算機的工作過程02中央處理器功能運算、控制和輸入/輸出功能組成運算器、控制器、寄存器組CPU的功能和組成指CPU一次能處理的數據的位數，通常為32位或64位字長指CPU的時鐘頻率，頻率越高，運算速度越快主頻用于存儲CPU常用的數據和指令，提高訪問速度高速緩存指CPU支持的指令集合，如x86、ARM等指令集CPU的主要技術參數指令系統及指令執行過程指令系統指CPU支持的指令集合，包括算術運算、邏輯運算、控制指令等指令執行過程取指令、解碼、執行、訪存、寫回等階段主要包括運算器、控制器、寄存器組等部分CPU結構基于馮·諾依曼結構，采用存儲程序和程序控制的方式工作工作原理CPU的結構及工作原理03存儲器存儲器的分類根據存儲器的讀寫特性、存取速度和容量，可以分為只讀存儲器（ROM）、隨機存取存儲器（RAM）、高速緩存（Cache）等。存儲器的作用存儲器是計算機中用于存儲數據和程序的部件，它為計算機提供足夠的存儲空間，以支持各種運算和操作。存儲器的分類與作用VS內存儲器主要由存儲單元、地址寄存器、數據寄存器和讀寫控制電路等組成。工作原理當計算機執行程序或處理數據時，CPU會根據需要向內存儲器發送讀寫命令，內存儲器根據地址寄存器中的地址定位到相應的存儲單元，并將數據讀出或寫入。內存儲器的組成內存儲器的組成與工作原理讀寫操作方式主存儲器主要采用隨機讀寫方式，即對任意地址的數據都可以直接進行讀寫操作。讀寫速度主存儲器的讀寫速度受限于其工作原理和內部結構，相對于CPU的處理速度較慢。為了提高計算機整體性能，通常采用高速緩存（Cache）來緩存部分數據和指令，以加速讀寫操作。主存儲器的讀寫操作04輸入輸出設備

輸入輸出設備的分類與作用輸入設備用于向計算機輸入數據和命令，如鍵盤、鼠標、掃描儀、觸摸屏等。輸出設備用于輸出計算機處理結果，如顯示器、打印機、音響等。輸入輸出設備的分類根據功能和用途，輸入輸出設備可以分為多種類型，如字符型、圖像型、音頻型、視頻型等。輸入設備組成輸入設備通常包括傳感器、信號處理電路和接口電路等部分。傳感器將外部信號轉換為電信號，信號處理電路對電信號進行放大、濾波、整形等處理，接口電路將處理后的信號傳輸給計算機。輸出設備組成輸出設備通常包括顯示部件、打印部件和音響部件等部分。顯示部件將計算機輸出的電信號轉換為光信號，打印部件將計算機輸出的電信號轉換為墨水或色帶信號，音響部件將計算機輸出的電信號轉換為聲音信號。輸入輸出設備的工作原理輸入輸出設備通過接口電路與計算機連接，將外部信號轉換為計算機能夠處理的電信號，或將計算機輸出的電信號轉換為外部設備能夠識別的信號。輸入輸出設備的組成與工作原理接口的作用接口的作用是連接計算機和外部設備，實現數據傳輸和控制。接口的規范為了確保不同廠商生產的設備和計算機之間的兼容性，各種接口都有相應的規范和標準。輸入輸出設備的接口類型常見的輸入輸出設備接口類型包括串行接口、并行接口、USB接口和網絡接口等。輸入輸出設備的接口05計算機系統總線總線的概念總線的分類總線的概念和分類根據傳輸方式，總線可以分為串行總線和并行總線；根據功能，總線可以分為數據總線、地址總線和控制總線。總線是計算機系統中各部件之間進行信息傳輸的一組共用信號線。總線的主要技術參數總線寬度總線時鐘頻率總線傳輸周期總線上傳輸數據的速率。完成一次數據傳輸所需的時間。總線的位數，決定了數據傳輸的寬度。工作原理連接方式總線的