第五讲 计算机硬件逻辑系统.ppt

第2章计算机硬件系统 计算机基础科学系 2009.10 第五讲 计算机硬件逻辑系统 Thank you! Department of Computer Science and Technology 小 结(1) 1946年，数学家冯·诺依曼提出“存储程序”的计算机理论，明确地指出计算机硬件由运算器、控制器、存储器、输入设备与输出设备组成，且由程序来控制计算机工作。冯·诺依曼的这一设计思想被誉为计算机发展史上的里程碑，标志着现代计算机时代的真正开始。 主存储器是用来存储计算机当前正在使用的或经常使用的程序和数据。CPU可以直接访问它，存取速度较快。 小 结(2) 总线负责计算机各部件之间的信号传输，总线按其功能可分为数据总线、地址总线和控制总线。数据总线用来传输数据信息；地址总线用于传送CPU发出的地址信息；控制总线用来传送控制信号、时序信号和状态信息等。 输入/输出设备实现计算机与外界通信。输入/输出设备可分为非存储设备和存储设备两大类。 计算机基础科学系 主要教学内容 1 2 3 4 冯·诺依曼的思想 计算机五大基本部件 计算机的工作过程 PC硬件系统实例 学习目标 1 掌握计算机硬件的组成与功能。 2 认识计算机的工作过程。 3 了解微型计算机的基本配置及性能指标。 重点与难点 五大部件的功能与计算机的工作过程是本讲重点，其中计算机的工作过程也是本讲的难点。 1.冯·诺依曼模型 冯·诺依曼简介 冯?诺依曼是美籍匈牙利科学家。生于1903年，1957年逝世。他在计算机、数学、逻辑学、量子物理等领域都做出了重大贡献。1946年他领导的小组提出“冯?诺依曼结构”设计思想。对后来计算机的设计有决定性的影响，至今仍为电子计算机设计者所遵循。 2.冯·诺依曼通用电子计算机理论 内部采用二进制数制，充分发挥了电子器件的工作特点。 使用“程序存储”办法，程序和数据都存进了机器内部，由程序来控制计算机工作。 计算机硬件由运算器、 逻辑控制器、 存储器、输入装置和输出装置五大部分组成。 2 、冯.诺依曼模型 程序+数据 输 入 设 备 存储器 输 出 设 备 运算器 控制器 取数 存数 地址 指令 请求信号 反馈信号 请求信号 反馈信号 请求信号 反馈信号 数据 程序 鼠 标 2.1 输入设备 （Input Device） 功能： 向计算机输入程序和数据的部件。将数据、程序及其它信息，从人们熟悉的形式转换成计算机能接受的信息形式，输入到计算机内部。 计算机能接受的数据形式---二进制 转换 信息 数据 摄像头 压感笔 扫描仪 常用的输入设备 2.2 输出设备 （Output Device） 输出设备：是用来输出计算机处理结果的部件；并将计算机内部二进制信息转换成人们所需要的或者其它设备能接受和识别的信息形式。 例：QQ聊天时，给自己照一张照片，传送给好友的过程。 常用的输出设备有： 转换 数据 信息 　　存储器(Memory)?：是计算机存储数据和程序的存储单元集合，每个存储单元由8位二进制位组成，ＣＰＵ可读写其中的数据。每个内存单位都有一个“编号”，称为地址（address）。 2.3 存储器 （Memory） 0000H 0001H 0002H 地址 FFFFH 存储器结构图 位 内存单元 1B=８bit 1024B=1KB 1024kB=1MB 1024MB=1GB 1024GB=1TB 内存单元 存储计量 在存储器中，还将用到KB（千字节）、MB（兆字节）、GB（吉字节）与TB（太字节）等单位，它们之间的关系是： 千字节（KiloByte，KB），1KB=210字节=1024B； 兆字节（MegaByte，MB），1MB=220字节=1024KB； 吉字节（GigaByte，GB），1GB=230字节=1024MB； 太字节（TeraByte，TB），1TB=240字节=1024GB。 存储器分类 内存储器（主存）速度快，容量小，直接与CPU进行信息交换，存放计算机当前工作所 需的程序和数据 。 外存储器（辅存）速度慢，容量大，不能直接与CPU进行信息交换，须将外存内容调入内存；存放暂不用的数据和程序。 控制器 CPU 程序 数据 运算器 主存储器 程序 数据 辅存储器 存储器分类 随机存储器（RAM，断电后信息丢失） 只读存储器（ROM，断电后信息存在） 主板上的CMOS DDR400 可擦洗ＲＯＭ ＲＯＭ在主板上 内存的举例说明 内存储器