計(jì)算機(jī)的構(gòu)成

計(jì)算機(jī)的構(gòu)成

龍冠宗計(jì)算機(jī)?本1班學(xué)號(hào):20031014033

■主要內(nèi)容：

1.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及硬件，軟件的概念

2.中央處理器CPU與主存儲(chǔ)器

、3.輔助存儲(chǔ)器：獲盤(pán)、硬盤(pán).

4.輸入、輸出設(shè)備

5.總線(xiàn)

6.計(jì)算機(jī)基本工作原理：指令和程序概念

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)=硬件系統(tǒng)+軟件系統(tǒng)

硬件是指有形的物理設(shè)備，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中

實(shí)際物理裝置的總稱(chēng)。

軟件是指在硬件上運(yùn)行的程序和相關(guān)的數(shù)據(jù)

及文檔。?

硬件是軟件的工作基礎(chǔ)，軟件是硬件功能的

擴(kuò)充和完善。兩者相互依存，相互促進(jìn)。軟

件與硬件的結(jié)合，構(gòu)成完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

計(jì)算機(jī)硬件的基本組成

1.中央處理器

2.主存儲(chǔ)器與輔助存儲(chǔ)器

3.輸入/輸出設(shè)備

4.總線(xiàn)

計(jì)算機(jī)硬件基本組成示圖

輸輸

入出

設(shè)設(shè)

備備

1.1中央處理器

處理器是計(jì)算機(jī)的核心部分，主要由運(yùn)算器、

控制器組成。運(yùn)算器用來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行各種算

術(shù)和邏輯運(yùn)算。也稱(chēng)為執(zhí)行單元。控制器是

計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的指揮中心，它的作用是控

制程序的執(zhí)行，確保各個(gè)部件協(xié)調(diào)一致，有

條不紊地完成各種操作。

一臺(tái)計(jì)算機(jī)中可以包含多個(gè)處理器，其中承

擔(dān)系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件運(yùn)行任務(wù)的處理器稱(chēng)

為中央處理器，簡(jiǎn)稱(chēng)CPU

2.1主存儲(chǔ)器

主存儲(chǔ)器又稱(chēng)內(nèi)存儲(chǔ)器或內(nèi)存，直接與CPU

相連，是主機(jī)不可缺少的一部分，用來(lái)存儲(chǔ)

計(jì)算機(jī)運(yùn)行中的程序和各種數(shù)據(jù)。

主存由超大規(guī)模集成電路存儲(chǔ)器芯片組成，

存取速度快，但容量較小。主存儲(chǔ)器又分為

RAM和ROM。

2.2主存儲(chǔ)器(續(xù))

RAM(RandomAccessMemory)即隨機(jī)存取存儲(chǔ)器。

即可從其中讀取信息，也可向其中寫(xiě)入信息。開(kāi)機(jī)

之前RAM中沒(méi)有信息，開(kāi)機(jī)后操作系統(tǒng)對(duì)其管理，

關(guān)機(jī)后其中的信息都將消失。RAM中的信息可隨時(shí)

根據(jù)需要而改變。

Rom(ReadOnlyMemory)即只讀存儲(chǔ)器。只可從其

中讀取信息，不可向其中寫(xiě)入信息，在開(kāi)機(jī)之前

ROM中已經(jīng)事先存有信息，關(guān)機(jī)后其中的信息不會(huì)

消失。

內(nèi)存中可存儲(chǔ)信息的多少稱(chēng)為存儲(chǔ)的容量，其基本

單位為字節(jié)(Byte),目前，主存的容量為幾兆字

節(jié)到幾十兆字節(jié)。

2.2輔助存儲(chǔ)器

輔助存儲(chǔ)器又稱(chēng)為外存儲(chǔ)器，或外存。其容

量相對(duì)較大，一般用來(lái)存放長(zhǎng)期保存或相對(duì)

來(lái)說(shuō)暫時(shí)不用的各種程序和信息。計(jì)算機(jī)實(shí)

際執(zhí)行程序和加工處理數(shù)據(jù)時(shí)，輔存中的信

息需要先傳送到主存后才能被CPU使用。

輔存容量大，能長(zhǎng)期可靠地保存信息，存取

方便

目前，微機(jī)中常用輔存有軟磁盤(pán)存儲(chǔ)器，硬

磁盤(pán)存儲(chǔ)器和光盤(pán)存儲(chǔ)器。

2.3輔助存儲(chǔ)器（續(xù)）

■（1）軟盤(pán)

3.5英寸軟盤(pán)存儲(chǔ)容易L44MB,軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器是讀寫(xiě)

軟盤(pán)的專(zhuān)用裝置。一般用標(biāo)識(shí)符A：（或B：）表示

軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器（盤(pán)號(hào)）軟盤(pán)使用注意幾點(diǎn)：

①軟盤(pán)首次使用前需格式化

②軟盤(pán)角上有二個(gè)方形小孔（寫(xiě)保護(hù)窗口），將窗

口內(nèi)滑塊推上露出小口，則對(duì)軟盤(pán)只能讀出信息而

不能寫(xiě)入信息，稱(chēng)為寫(xiě)保護(hù)。

③軟盤(pán)易損壞，受潮、受熱、磁場(chǎng)干擾，擠壓均會(huì)

引起軟盤(pán)受損。

2.3輔助存儲(chǔ)器（續(xù)）

■<2>硬盤(pán)

硬磁盤(pán)存儲(chǔ)器是由一組磁盤(pán)和硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器構(gòu)

成，二者封裝在金屬盒中，稱(chēng)為硬盤(pán)。與軟

盤(pán)相比硬盤(pán)容量大，存取速度快，目前微機(jī)

上硬盤(pán)容量1GB-25GB,一般用C：表示硬

盤(pán)驅(qū)動(dòng)器。硬盤(pán)若分成幾個(gè)邏輯驅(qū)動(dòng)器，一

般再用D：（或E：等）表示，硬盤(pán)首次使

用前也要格式化。硬盤(pán)C：上裝有啟動(dòng)計(jì)算

機(jī)的系統(tǒng)軟件，以便以后從硬盤(pán)啟動(dòng)計(jì)算機(jī)。

2.3輔助存儲(chǔ)器（續(xù)）

■<3>光盤(pán)

光盤(pán)使用越來(lái)越普遍，只讀光盤(pán)CD-ROM存

儲(chǔ)容量達(dá)650MB。

存儲(chǔ)器層次結(jié)構(gòu)圖

ALU寄存器

Cache*1^?儲(chǔ)器

主存儲(chǔ)器(DRAM)

3.1輸入/輸出設(shè)備

■定義:輸入是把信息送入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的過(guò)

程，輸出是從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)送出信息的過(guò)

程，用戶(hù)就是通過(guò)輸入/輸出設(shè)備與計(jì)算

機(jī)系統(tǒng)互相通信。

■微機(jī)系統(tǒng)中常用輸入設(shè)備：鍵盤(pán)、鼠標(biāo)

器、掃描儀

■微機(jī)系統(tǒng)中常用輸出設(shè)備：顯示器、打

印機(jī)、繪圖儀

4.1總線(xiàn)

■定義

總線(xiàn)上連接計(jì)算機(jī)各個(gè)部件的通信線(xiàn)路和相關(guān)的控

制電路，

■三種信號(hào)

數(shù)據(jù)信號(hào)（總線(xiàn)）-是CPU與內(nèi)存輸入/輸出接口之

間傳輸數(shù)據(jù)的通道

地址信號(hào)（總線(xiàn)）-用于傳送內(nèi)存、輸入/輸出接口

地址數(shù)據(jù)，CPU按此地址尋找數(shù)據(jù)

控制信號(hào)（總線(xiàn)）--傳送CPU發(fā)出或接收的控制信

號(hào)。

4.1總線(xiàn)（續(xù)）

■微機(jī)中常用總線(xiàn)：

①I(mǎi)SA總線(xiàn)：工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線(xiàn)，也叫AT總線(xiàn)，數(shù)據(jù)16

位

②EISA總線(xiàn)：擴(kuò)展的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線(xiàn)與ISA總線(xiàn)兼容,

數(shù)據(jù)線(xiàn)32位

③PCI總線(xiàn)：局部總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)線(xiàn)32?64位。

微型計(jì)算機(jī)硬件組成

?主機(jī)

鼠標(biāo)

:、計(jì)算機(jī)的工作原理

■指令

■指令的格式

■指令系統(tǒng)

■程序

1.1指令

指令是用來(lái)規(guī)定計(jì)算機(jī)執(zhí)行的操作和操作對(duì)

象所在存儲(chǔ)位置的一個(gè)二進(jìn)位串

1.2指令的格式

■一條指令由操作碼和地址碼兩部分組成。

例如二地址指令格式如下：

■操作碼地址碼1地址碼2

■操作碼:具體說(shuō)明指令的性質(zhì)或功能，

每條指令只有一個(gè)操作碼

■地址碼：包括著操作數(shù)的來(lái)源，結(jié)果的去

向或下一條指令的地址等信息，不同指

令中地址碼的個(gè)數(shù)可以不一樣。

1.3指令系統(tǒng)

■指令系統(tǒng)定義

一臺(tái)計(jì)算機(jī)所能識(shí)別并執(zhí)行的全部指令的集合，稱(chēng)

為該臺(tái)計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)。指令系統(tǒng)中有數(shù)以百計(jì)

的不同指令。

L3指令系統(tǒng)（續(xù)）

■兼容性問(wèn)題

每種CPU都有自己獨(dú)特的指令系統(tǒng)，用某一

類(lèi)計(jì)算機(jī)的機(jī)器語(yǔ)言編制的程序難以在其他

各類(lèi)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，這個(gè)問(wèn)題稱(chēng)之為指令不

兼容。

向下兼容：如586機(jī)器語(yǔ)言向下兼容486機(jī)

器語(yǔ)言程序。

■指令精簡(jiǎn)問(wèn)題

精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)RISC。

1.3指令系統(tǒng)（續(xù)）

■指令的分類(lèi)；

數(shù)據(jù)傳送指令’

算術(shù)運(yùn)算指令

邏輯運(yùn)算指令

移位運(yùn)算指令.

位與位串操作

控制與轉(zhuǎn)移指令

輸入/輸出指令

其它指令。

1.4指令的執(zhí)行

■指令預(yù)取

■指令譯碼

■地址計(jì)算

■執(zhí)行運(yùn)算

■回送結(jié)果

1.5程序

-為解決某一問(wèn)題而設(shè)計(jì)的一系列指令稱(chēng)為程

序。程序和相關(guān)數(shù)據(jù)存放在存儲(chǔ)器中，計(jì)算

的工作就是執(zhí)行存放在存儲(chǔ)器中的程序。計(jì)

算機(jī)運(yùn)行程序的過(guò)程就是一條一條地執(zhí)行指

令的過(guò)程。程序的執(zhí)行又自動(dòng)地控制著整個(gè)

計(jì)算機(jī)的全部操作。這就是50年前美國(guó)數(shù)