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1、,計(jì)算機(jī)公共基礎(chǔ)教研室,第2,章 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的三個層次,微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件系統(tǒng),微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟件系統(tǒng),本章,要點(diǎn),微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的三個層次,微處理器,微型計(jì)算機(jī),微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),微型計(jì)算機(jī),ALU,內(nèi)部總線,寄存器組,控制邏輯,軟件系統(tǒng),I/O,設(shè)備,I/O,設(shè)備,微型計(jì)算機(jī)的層次關(guān)系,微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的三個層次,微處理器,ROM,RAM,I/O,接口,I/O,接口,系統(tǒng)總線,微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件系統(tǒng),外存儲器,(,軟盤、硬盤、光盤),輸入設(shè)備,(,鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀、數(shù)碼相機(jī)),輸出設(shè)備,(,顯示器、打印機(jī)、繪圖儀),其他設(shè)備,(,網(wǎng)卡、聲卡、調(diào)制解調(diào)
2、器、視頻卡),外部,設(shè)備,硬件系統(tǒng),主機(jī),微處理器,(,CPU),內(nèi)存儲器,總線,輸入,/,輸出接口,主機(jī),微處理器也叫中央處理單元,(,CPU)，,主要由運(yùn)算器和控制器組成，是任何微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中必備的核心部件。,運(yùn)算器由,算術(shù)邏輯部件,(,ALU)、,通用或?qū)Ｓ眉拇嫫饕约皟?nèi)部總線,3,部分組成,控制器由,指令指針寄存器、指令寄存器、控制邏輯電路和時鐘控制電路,等組成,微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件系統(tǒng),微處理器,微處理器,微處理器主要性能指標(biāo),字長：,字長越長，,CPU,可同時處理的數(shù)據(jù)二進(jìn)制位數(shù)就越多，運(yùn)算能力就越強(qiáng)，計(jì)算精度就越高,時鐘頻率：,時鐘頻率即,CPU,的外部時鐘頻率,(,外頻,),，
3、它直接影響,CPU,與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)交換速度,主頻：,主頻即,CPU,能夠適應(yīng)的時鐘頻率。主頻越高，,CPU,的運(yùn)算速度也就越快,微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件系統(tǒng),主機(jī),內(nèi)存儲器,按照存儲器在計(jì)算機(jī)中的作用，可分為,內(nèi)存儲器和外存儲器。,內(nèi)存儲器又叫主存儲器，簡稱內(nèi)存,，用于存放計(jì)算機(jī)當(dāng)前正在執(zhí)行的程序和相關(guān)數(shù)據(jù)，,CPU,可以直接對它進(jìn)行訪問。,微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件系統(tǒng),主機(jī),外存儲器，又叫輔助存儲器，簡稱外存。,用于存放暫時不用的程序和數(shù)據(jù)，不能直接和,CPU,進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。,總線,總線,(,BUS)：,是連接微機(jī)中各個部件的一組物理信號線，用于各部件之間的信息傳輸,總線寬度：,一次傳輸信息的位數(shù)
4、,通常將,CPU,芯片內(nèi)部的總線稱為,內(nèi)部總線,，而連接系統(tǒng)各部件間的總線稱為,外部總線，,也稱為,系統(tǒng)總線,。,微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件系統(tǒng),主機(jī),數(shù)據(jù)總線,(,DB)：,是,CPU,同各部件交換信息的通路。數(shù)據(jù)總線都是雙向的,控制總線(,CB),：,控制總線用控制總線來傳送控制信號,微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件系統(tǒng),總線,主機(jī),數(shù)據(jù)總線,地址總線,控制總線,輸入接口,微處,理器,CPU,主存儲器,RAM,ROM,輸出接口,輸出設(shè)備,輸入設(shè)備,地址總線,(,AB),：,通常地址總線是,單向的,。地址總線的寬度與所尋址的范圍有關(guān)，即地址總線的位數(shù)決定了,CPU,可直接尋址的內(nèi)存空間大小，一般來說，若地址總
5、線為,n,根，則可尋址空間為,2,n,字節(jié)。如,8,位,微機(jī)的地址總線為,16,根，則其最大可尋址空間為,2,16,64,KB,微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件系統(tǒng),總線,主機(jī),數(shù)據(jù)總線,地址總線,控制總線,輸入接口,微處,理器,CPU,主存儲器,RAM,ROM,輸出接口,輸出設(shè)備,輸入設(shè)備,常用的總線標(biāo)準(zhǔn)有：,ISA,總線、,EISA,總線、,VESA,總線、,PCI,總線、,AGP,總線。目前微機(jī)上采用的大多是,PCI,總線,微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件系統(tǒng),總線,主機(jī),輸入,/,輸出接口,接口電路是,CPU,與外部設(shè)備之間的連接緩沖。,CPU,與外部設(shè)備的工作方式、工作速度、信號類型都不相同，通過接口電路的
6、變換作用，把二者匹配起來,微機(jī)的,I/O,接口有兩種：,即串行接口和并行接口,微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件系統(tǒng),主機(jī),主機(jī)板,(,Main Board),主機(jī)板主要包括：,CPU,的插座及插槽、內(nèi)存插槽、總線擴(kuò)展槽、各種接口,(,硬盤和光驅(qū)的,IDE,或,SCSI,接口；軟驅(qū)接口；串行口、并行口、,USB,接口；鍵盤、鼠標(biāo)接口,)、,BIOS,芯片、,CMOS,芯片、,DIP,開關(guān)等。,目前新型的主板還集成了顯卡、聲卡、網(wǎng)卡、調(diào)制解調(diào)器等接口,微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件系統(tǒng),主機(jī),存儲器,存儲系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu),外存：硬盤等,主存,RAM,高速緩存,CPU,慢,快,存,取,速,度,高,低,價,格,小,大,存,儲
7、,容,量,微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件系統(tǒng),內(nèi)存儲器,內(nèi)存儲器按其工作方式的不同，可以分為,隨機(jī)存取存儲器,(,RAM)、,只讀存儲器,(,ROM),和高速緩沖存儲器,(,CACHE),RAM,是指在,CPU,運(yùn)行期間既可,讀出,信息也可,寫入,信息的存儲器，但,斷電,后，寫入的,信息會丟失,ROM,是只能,讀出,信息而不能由用戶寫入信息的存儲器，,斷電,后，其中的,信息也不會丟失,為了解決主存,RAM,與,CPU,工作速度不匹配的問題，在,CPU,和主存之間設(shè)置了一級高速度、小容量的存儲器，稱之為高速緩沖存儲器,微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件系統(tǒng),存儲器,外存儲器,外存儲器即外存，其主要作用是長期存放計(jì)算機(jī)工
8、作所需要的系統(tǒng)文件、應(yīng)用程序、用戶程序、文檔和數(shù)據(jù)等,外存中存儲的程序和數(shù)據(jù)必須先送入內(nèi)存，才能被計(jì)算機(jī)執(zhí)行,主要外存儲設(shè)備，分為固定式硬盤、移動硬盤、軟盤、光盤和優(yōu)盤等,微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件系統(tǒng),存儲器,軟盤存儲器,軟盤存儲器由,軟盤、軟盤驅(qū)動器和軟盤適配器,三部分組成。軟盤是活動的存儲介質(zhì)，軟盤驅(qū)動器是讀寫裝置，軟盤適配器是軟盤驅(qū)動器與主機(jī)連接的接口。,微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件系統(tǒng),外存儲器,存儲器,軟盤的結(jié)構(gòu),寫保護(hù)口,讀寫槽,微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件系統(tǒng),外存儲器,存儲器,軟盤片的存儲格式,磁盤結(jié)構(gòu)及磁道扇區(qū)劃分,磁道,扇區(qū),軟盤片存儲信息是按磁道和扇區(qū)來存儲的。磁道是由外向內(nèi)的一個個同心圓，
9、每個磁道劃分為若干個弧段，便得到一個個扇區(qū),(,Sector),，,扇區(qū)是磁盤的基本存儲單位，每個扇區(qū)的存儲量為,512,字節(jié),微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件系統(tǒng),軟盤的存儲容量,容量,=,磁盤面數(shù),磁道數(shù),/,面,扇區(qū)數(shù),/,磁道,字節(jié)數(shù),/,扇區(qū),容量,=,2,80,18,512,（字節(jié)）,=1474560（B）,=1440（,K,B）,=1.44（,M,B）,微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件系統(tǒng),軟盤的格式化,新軟盤在使用前必須進(jìn)行格式化,格式化的目的是對磁盤劃分磁道和扇區(qū)，同時將磁盤分成四個區(qū)域：引導(dǎo)扇區(qū),(,BOOT)、,文件分配表,(,FAT)、,文件目錄表,(,FDT),和數(shù)據(jù)區(qū),微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件
10、系統(tǒng),固定式硬盤存儲器,固定式硬盤一般置于主機(jī)箱內(nèi)，使用新硬盤之前，必須對硬盤進(jìn)行硬盤的,低級格式化、硬盤分區(qū)和硬盤的高級格式化,硬盤的容量取決于硬盤的,磁頭數(shù)、柱面數(shù)及每個磁道扇區(qū)數(shù),硬盤的容量,=,柱面數(shù),磁頭數(shù),扇區(qū)數(shù),512,B,微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件系統(tǒng),外存儲器,存儲器,磁頭,驅(qū),動,機(jī)構(gòu),2,面,旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),1,面,0,面,硬盤的結(jié)構(gòu),柱面,扇區(qū),磁道,微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件系統(tǒng),外存儲器,存儲器,光盤存儲器,光盤存儲器是利用光學(xué)方式進(jìn)行讀寫信息的存儲設(shè)備，主要由光盤、光盤驅(qū)動器,(即,CD-ROM,驅(qū)動器,),和光盤控制器組成,光盤的分類：,只讀光盤,(,CD-ROM)、,一次寫入光
11、盤,(,CD-R),和可擦寫光盤,(,CD-RW),微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件系統(tǒng),外存儲器,存儲器,光盤存儲器,數(shù)據(jù)傳輸率是光驅(qū)的基本參數(shù),。數(shù)據(jù)傳輸率為,150,KB/S,，,這種速率的光盤驅(qū)動器稱為,1,倍速驅(qū)動器，記為1,X,CD-ROM,驅(qū)動器的最大讀取數(shù)據(jù)傳輸率為,52,倍速,微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件系統(tǒng),外存儲器,存儲器,優(yōu)盤,優(yōu)盤是一種新型的隨身型移動存儲設(shè)備，通過,USB,接口與計(jì)算機(jī)交換數(shù)據(jù)，支持即插即用。,優(yōu),盤采用半導(dǎo)體存儲器作為存儲介質(zhì)，無機(jī)械讀寫部件，數(shù)據(jù)保存能力及抗電磁干擾、抗震能力非常強(qiáng)。,優(yōu)盤容量通常在,8,MB 256MB,之間。,微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件系統(tǒng),外存儲器,
12、存儲器,移動硬盤,移動硬盤大多采用硅氧盤片,移動硬盤的容量有,10,GB、20GB、40GB、80G,等,移動硬盤大多采用,USB、IEEE1394,接口，能以較高的速度與系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件系統(tǒng),外存儲器,存儲器,外部設(shè)備,外部設(shè)備主要包括,外存儲器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備和連接主機(jī)與外設(shè)之間的各種接口等,常用的輸入設(shè)備是,鍵盤和鼠標(biāo),常用的輸出設(shè)備有,顯示器、打印機(jī)、繪圖儀、磁盤等,微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件系統(tǒng),微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件系統(tǒng),外部設(shè)備,鍵盤,功能鍵區(qū),打字鍵區(qū),編輯控制鍵區(qū),付鍵盤區(qū),顯示器的分類：,根據(jù)顯像管的不同顯示器可分為陰極射線管,(,CRT)、,發(fā)光二極管,
13、(,LED),和液晶,(,LCD),三種類型。,衡量顯示器好壞的一個重要指標(biāo)是,分辨率,。,分辨率越高圖像就越清晰,顯示器與主機(jī)相連必須配置適當(dāng)?shù)娘@示適配器（即顯示卡）。常用的是,VGA,標(biāo)準(zhǔn),微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件系統(tǒng),外部設(shè)備,顯示器,打印機(jī),打印機(jī)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中常用的輸出設(shè)備，打印機(jī)與計(jì)算機(jī)連接后，必須要安裝相應(yīng)的打印機(jī)驅(qū)動程序才可以使用打印機(jī)。目前常用的打印機(jī)有點(diǎn)陣式打印機(jī)、噴墨打印機(jī)和激光打印機(jī)。,微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件系統(tǒng),外部設(shè)備,微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟件系統(tǒng),軟件系統(tǒng),系統(tǒng)軟件,應(yīng)用軟件,語言處理程序,操作系統(tǒng),支持軟件,通用軟件,專用軟件,程序設(shè)計(jì)語言的發(fā)展,程序設(shè)計(jì)語言的發(fā)展經(jīng)歷了
14、五代,:,機(jī)器語言:,機(jī)器語言是用,0和1,的代碼序列描述指令和數(shù)據(jù)，是計(jì)算機(jī)唯一能夠識別和執(zhí)行的形式,匯編語言:,它利用助記符來表示每一條機(jī)器指令,高級語言:,FORTRAN,語言、,COBOL,語言、,PASCAL,語言、,C,語言等,非過程語言:,如,Visual C+，Java,語言,智能化語言:,如,PROLOG,語言,微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟件系統(tǒng),語言處理程序,源程序：,用匯編語言和各種高級語言按編寫的程序稱為“源程序”,目標(biāo)程序：,源程序必須使用語言處理程序?qū)⑵滢D(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能夠識別的機(jī)器語言程序，即“目標(biāo)程序”,語言處理的方式：,有編譯方式和解釋方式兩種，相應(yīng)的轉(zhuǎn)換工具分別稱為編譯程序和解釋程序,微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟件系統(tǒng),
微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)
