第2章 御算机系翁
硬件系统 2.1计算机硬件概述 计算机系统 计算机硬件系统 计算机软件系统 计算机硬件的组成 构成计算机系统的元器件、部件和设备以 及它们的工程实现(设计、制造和检测)。 元器件:集成电路、印制电路板、磁性元 件、电子元件、光电子元件、接插件等。 部件和设备:运算器、控制器、主存储器、 辅助存储器、输入和输出设备、电源等 2-2
计算机 硬件系统 2-2 一、计算机硬件的组成 构成计算机系统的元器件、部件和设备以 及它们的工程实现(设计、制造和检测)。 元器件：集成电路、印制电路板、磁性元 件、电子元件、光电子元件、接插件等。 部件和设备：运算器、控制器、主存储器、 辅助存储器、输入和输出设备、电源等 2.1 计算机硬件概述 计算机系统 计算机硬件系统 计算机软件系统
硬件系统 2.1计算机硬件概述 通信设备 主机 CPU 输入设备 输出设备 内部存储器 佛组成 外部存储器 2-3
计算机 硬件系统 2-3 2.1 计算机硬件概述 CPU 内部存储器 主机 外部存储器 通信设备 输入设备 输出设备 硬件组成
硬件系统 2.1计算机硬件概述 二、微型计算机的硬件结构 微型计算机是由微处理器、存储器、总线、 I/o接口及其相应设备组成。 微处理器 总线 CPU 内存外存输入输出 通信 接口 接口 接口 接口 硬盘 键盘显示器通信线路 光驱 鼠标器打印机 软驱
计算机 硬件系统 2-4 2.1 计算机硬件概述 二、微型计算机的硬件结构 微型计算机是由微处理器、存储器、总线、 I/O接口及其相应设备组成。 微处理器 CPU 键盘 鼠标器 显示器 打印机 内存 通信线路 通信 接口 外存 接口 硬盘 光驱 软驱 输入 接口 输出 接口 硬件结构 总 线
硬件系统 2.2中央处理器 cPU的内部结构 cPU←→微处理器←→中央处理器 cPU:控制器、运算器、寄存器 中央处理器 运算器 控制器 运算结果存储器 寄存器 数据 指令 2-5
计算机 硬件系统 2-5 2.2 中央处理器 一、CPU的内部结构 CPU←→微处理器←→中央处理器 CPU：控制器、运算器、寄存器
硬件系统 2.2中央处理器 二、CPU的性能指标 1主频、外频和倍频 主频:CPU工作的时钟频率( MHZ GHZ)。 MHz:每秒能执行一百万个时钟周期。 GHz:每秒能执行十亿个时钟周期。 指令执行:一些指令需要一个周期 另一些指令需要很多周期 主频=外频x倍频 WindOws Xp中文专业版:300MHz(233MHz) 2-6
计算机 硬件系统 2-6 二、CPU的性能指标 1.主频、外频和倍频 主频：CPU工作的时钟频率(MHz,GHz)。 MHz：每秒能执行一百万个时钟周期。 GHz：每秒能执行十亿个时钟周期。 指令执行：一些指令需要一个周期 另一些指令需要很多周期 主频＝外频×倍频 2.2 中央处理器 Windows XP中文专业版：300MHz(233MHz)
硬件系统 2.2中央处理器 2地址总线宽度 地址总线的位数它决定了CPU可以访问 存储器容量的大小 20位地址总线:1MB XP→128MB(64MB) 32位地址总线:4GB 3.数据总线宽度 数据总线的位数它决定了CPU与內存 输入输出设备之间一次数据传输的信息量 64位数据总线:8B→字长 2-7
计算机 硬件系统 2-7 2.地址总线宽度 地址总线的位数,它决定了CPU可以访问 存储器容量的大小。 20位地址总线：1MB 32位地址总线：4GB 3.数据总线宽度 数据总线的位数,它决定了CPU与内存、 输入输出设备之间一次数据传输的信息量。 64位数据总线：8B→字长 2.2 中央处理器 XP→128MB(64MB)
硬件系统 2.2中央处理器 4高速缓存 一种具有很高速度的特殊内部存储。 与内存相比,高速缓存能够使微处理器更 快的获取数据。 等级:一级缓存、二级缓存 5CISC和RISC cIsC:复杂指令集计算机 RISC:精简指令集计算机→带有有限的 简单指令集的微处理器。 2-8
计算机 硬件系统 2-8 4.高速缓存 一种具有很高速度的特殊内部存储器。 与内存相比，高速缓存能够使微处理器更 快的获取数据。 等级：一级缓存、二级缓存 5.CISC和RISC CISC：复杂指令集计算机 RISC：精简指令集计算机→带有有限的 简单指令集的微处理器。 2.2 中央处理器
硬件系统 2.2中央处理器 、CPU的发展历程nte、AMD、cyn rIX 时间CP芯片集成度 主频 字长(b)最大内存 1971 4004 2300 108KHZ 4 640B 19788086/80882.9万 4.77-10MHz 16 1MB/20b 19828028614.3万6-20Mz 1616MB/24b 1985 80386 27.5万 12.5-33MHz 32 4GB/ 32b 198980486 125万 33-133MHz 32 4GB/ 32b 1993 Pentium 3107 60-233MHz 64 4GB/ 32b 1997 PentiumⅡ750万 233-450MHz 64 4GB/32b 1999 PentiumⅢ2800万 450-800MHz 64 64GB/36b 2000 Pentium 4 4200F 400M-3 2GHz 64 64GB/36b
计算机 硬件系统 2-9 三、CPU的发展历程 时间 CPU芯片 集成度 主频 字长(b) 最大内存 1971 4004 2300 108KHz 4 640B 1978 8086/8088 2.9万 4.77-10MHz 16 1MB/20b 1982 80286 14.3万 6-20MHz 16 16MB/24b 1985 80386 27.5万 12.5-33MHz 32 4GB/32b 1989 80486 125万 33-133MHz 32 4GB/32b 1993 Pentium 310万 60-233MHz 64 4GB/32b 1997 Pentium Ⅱ 750万 233-450MHz 64 4GB/32b 1999 Pentium Ⅲ 2800万 450-800MHz 64 64GB/36b 2000 Pentium 4 4200万 400M-3.2GHz 64 64GB/36b 2.2 中央处理器 、AMD、Cyrix
硬件系统 2.3存储系统 存储器概述 第1位(1 第2位 第3位(1) 1基本概念 第4位(D 存储器:由一些能表示0和1的物理器件组 成的,如双稳态电路、磁性材料等。 存储位:存储信息的最小单位,0或1。 存储单元:若干个存储位组成,字节 存储容量:存储器中存储单元的总数。 基本操作:读出数据←→取数 写入数据←→存数 2-10
计算机 硬件系统 2-10 2.3 存储系统 一、存储器概述 1.基本概念 存储器：由一些能表示0和1的物理器件组 成的，如双稳态电路、磁性材料等。 存储位：存储信息的最小单位，0或1。 存储单元：若干个存储位组成，字节。 存储容量：存储器中存储单元的总数。 基本操作：读出数据←→取数 写入数据←→存数