计算机基础03计算机硬.ppt
《计算机基础03计算机硬.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《计算机基础03计算机硬.ppt(131页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、计算机基础,第一章 初识计算机第二章 数据在计算机内的表示 第三章 计算机硬件第四章 操作系统和文件管理 第五章 多媒体技术基础 第六章 软件的开发基础第七章 信息系统概述第八章 计算机网络基础知识 第九章 计算机安全,计算机基础,第三章 计算机硬件 第一节 计算机系统的基本组成 第二节 计算机的存储程序工作原理 第三节 微型计算机,第三章 计算机硬件,计算机基础,3.1.1 完整的计算机系统,第一节 计算机系统的基本组成,3,硬件系统软件系统,硬件通常是指一切看得见,摸得到的设备实体;软件通常是泛指各类程序和文件,它们实际上是由一些算法以及其在计算机中的表示所构成的。,完整计算机系统,计算机
2、基础,硬件是计算机系统的物质基础,正是在硬件高度发展的基础上,才有软件赖以生存的空间和活动场所,没有硬件对软件的支持,软件的功能就无从谈起;同样,软件是计算机系统的灵魂,没有软件的硬件“裸机”将不能提供给用户使用,犹如一堆废铁。因此,硬件和软件是相辅相成的,不可分割的整体。,第一节 计算机系统的基本组成,计算机基础,第一节 计算机系统的基本组成,以CPU为核心,配以存储器、输入输出设备及其它辅助电路,组成计算机的硬件系统。,以操作系统为核心的系统软件以及其它应用软件组成计算机的软件系统。,计算机基础,3.2.2 计算机的硬件组成,第一节 计算机系统的基本组成,运算器,控制器,主存储器,输入设备
3、,输出设备,辅助存储器,CPU,控制,数据,地址或指令,主机,外设,存储器,计算机基础,第一节 计算机系统的基本组成,通常可以把计算机硬件的五大基本部件可以分成三大类:即CPU、存储器和输入/输出子系统。中央处理器(CPU)CPU=运算器+控制器主机 主机=CPU+主存储器外部设备(广义的输入/输出设备)除去主机以外的硬件装置(如输入设备、输出设备、辅助存储器等),计算机基础,第一节 计算机系统的基本组成,3.1.2.1 CPU,运算器是对信息进行处理和运算的部件。经常进行的运算是算术运算和逻辑运算,所以运算器又称为算术逻辑运算部件(ALU)。控制器是整个计算机的指挥中心,它的主要功能是按照人
4、们预先确定的操作步骤,控制整个计算机的各部件有条不紊地自动工作。,计算机基础,第一节 计算机系统的基本组成,CPU中的寄存器是用来暂时保存运算和控制过程中的中间结果、最终结果以及控制、状态信息的,它可分为通用寄存器和专用寄存器两大类。,计算机基础,第一节 计算机系统的基本组成,寄存器是用来临时存放数据的高速独立的存储单元。常见的寄存器有:,寄存器,数据寄存器,指令寄存器,程序计数器,11,数据寄存器:用来存放输入数据,运算中间结果和最终结果。指令寄存器:存放从内存中取出的指令,以便于稍后解释和执行它们。程序计数器:存放当前指令的地址。当前指令执行完后,程序计数器自动加1,指向下一条指令的地址。
5、,计算机基础,第一节 计算机系统的基本组成,12,主存储器是存储单元的集合。每一个存储单元都有惟一的标识符地址。数据以字(或字节)的形式在存储器中传入或传出。,3.1.2.2 主存储器,计算机基础,第一节 计算机系统的基本组成,13,计算机基础,第一节 计算机系统的基本组成,主存储器分为三种类型:随机存储器(RAM)只读存储器(ROM)互补金属氧化物存储器(CMOS)主存储器 RAMROMCMOS,15,RAM的特点:计算机中主存的主要组成部分。用户既可以读,又可以写。对所有存储单元的读写时间均相同。具有易失性。若断电或关掉计算机,全部存储的信息将会丢失。,计算机基础,第一节 计算机系统的基本
6、组成,16,随机存储器(RAM)又分为两大类:静态RAM(SRAM):利用触发器来存储信息,当通电的时候信息始终存在,不需要刷新。存取速度快,但容量较小,价格较高。动态RAM(DRAM):利用电容上的电荷存储信息,电容上的电荷会泄漏,需要周期性的刷新。存取速度慢,但容量较大,价格较低。,计算机基础,第一节 计算机系统的基本组成,17,ROM的特点:ROM中的内容是预先写进去的。用户只能读,不能写。ROM 具有非易失性,断电或关掉计算机,存储在ROM的信息不会丢失。通常用来存储那些关机后不能丢失的程序和数据。例如开机时运行的引导程序。,计算机基础,第一节 计算机系统的基本组成,18,ROM 又可
7、以细分为四种类型:掩模式ROM(MROM):内容由芯片制造商写入,写入后任何人无法改变。一次可编程(PROM):用户可以借助专业设备一次写入自己的程序,一旦写入后将无法改变。可擦除可编程ROM(EPROM):用户可编程,但需要用紫外线灯擦除。电可擦除可编程ROM(EEPROM):用户可编程,用电子脉冲擦除。,计算机基础,第一节 计算机系统的基本组成,19,ROM 常用来存放固定不变重复使用的程序、数据或信息,如存放汉字库、各种专用设备的控制程序等。最典型的是ROM BIOS(基本输入输出系统),其中部分内容是用于启动计算机的指令,内容固定但每次开机时都要执行。,计算机基础,第一节 计算机系统的
8、基本组成,20,CMOS的特点:CMOS 芯片一般用来存储计算机系统每次开机时所需的重要信息,例如计算机贮存容量、键盘类型、鼠标、监视器以及磁盘驱动器的有关信息。它与RAM的区别在于,CMOS芯片通过锂电池提供电源,即关机后其存储的信息不会丢失。它与ROM的区别在于,其内容随着计算机系统配置的改变或用户的设置而发生变化。,计算机基础,第一节 计算机系统的基本组成,计算机基础,第一节 计算机系统的基本组成,主存储器,高速缓冲存储器,寄存器,速度,辅助存储器,容量,小,大,快,慢,不同的存储器具有不同的存储容量、不同存取速度。,计算机基础,第一节 计算机系统的基本组成,22,高速缓冲存储器(Cac
9、he)高速缓冲存储器的存取速度比主存快,但比CPU内部的寄存器慢。高速缓冲存储器容量较小,常置于CPU和主存之间。,主存,计算机基础,第一节 计算机系统的基本组成,通常有两种类型的cache:内部cache 与CPU制作在同一个芯片内,内部cache容量很小,可以以CPU的核心速度运行。外部cache 位于CPU和RAM之间。有可能封装在CPU盒中,也有可能在CPU盒外。外部cache容量较大,一般运行速度比CPU核心速度稍低。,计算机基础,第一节 计算机系统的基本组成,cache用来存放主存中一部分内容的副本(拷贝),即当前正在执行的程序中的活跃部分。CPU可以直接访问cache,以便快速地
10、向CPU提供指令和数据。当CPU需要程序和数据时,首先检索内部cache,然后检索外部cache,再往后是RAM。只有前者中找不到所需内容时才继续检索后者。,25,输入/输出子系统中的设备可以分为两大类:非存储设备和存储设备。,存储设备,非存储设备,输入设备,输出设备,磁介质存储设备,光存储设备,其他存储设备,输入/输出子系统,计算机基础,第一节 计算机系统的基本组成,非存储设备,输入设备,输出设备,键盘输入设备扫描仪音频输入设备视频输入设备其他,显示器打印机其他,27,键盘,输入设备,28,指点输入设备,触摸板,轨迹球,鼠标,游戏杆,29,触模屏,30,扫描设备,条码阅读器,传真机,31,扫
11、描仪,32,语言输入设备,33,视频和图像输入设备,34,数码相机,35,液晶显示器(LCD),阴极射线管(CRT)显示器,输出设备,显示器,36,针式打印机,打印机,37,激光打印机,38,绘图仪,39,专用打印机,40,投影仪,41,其他输出设备,音箱,计算机基础,第一节 计算机系统的基本组成,42,存储设备,磁介质存储设备,光存储设备,硬磁盘 软磁盘 磁带,存储设备又称为辅助存储器。用来存放暂时不参与运行的程序和数据。CPU不能直接访问辅助存储器,需要时将信息先传送到主存。,辅助存储器,其他存储设备,计算机基础,第一节 计算机系统的基本组成,硬盘是由一张一张的盘片叠加而成的,硬盘实际上是
12、磁盘组。表面结构:每个盘面都被划分成磁道,每个磁道又被分成为若干扇区。数据存取:属于直接存取设备,最小存储区域只能是一个扇区。,硬磁盘,44,硬盘驱动器,计算机基础,第一节 计算机系统的基本组成,磁道:磁化区上闭合的圆环,扇区:一段磁道,46,圆柱面:在一个盘组中,各记录面上相同编号(位置)的诸磁道的总称。,计算机基础,第一节 计算机系统的基本组成,磁带宽度不一。磁带用两个卷轴承接起来,当磁带运动时,可以通过读/写磁头来读写磁带上的数据。磁带是顺序访问的,用户要找一个文件,必须从磁带头开始。,磁带,48,磁带,计算机基础,第一节 计算机系统的基本组成,磁带机由磁带驱动器和磁带构成,是一种经济、
13、可靠、容量大、速度快的备份设备。磁带机一般分为手动装带磁带机和自动装带磁带机。,计算机基础,第一节 计算机系统的基本组成,磁光盘(MO光盘)是传统的磁盘技术与现代的光学技术结合的产物,它的读取方式是基于克尔效应。磁光盘在80年代初研制开发,从1989年开始投入使用。MO盘片由对温度敏感的磁性材料制成,大小类似3英寸软盘,可重复读写一千万次以上。,磁光盘,计算机基础,第一节 计算机系统的基本组成,MO盘片的存储容量,要比软盘大得多,一般3英寸软盘的存储容量为1.44MB,而磁光盘的存储容量,可达到几百MB,如常见的一种磁光盘,容量为230MB,最大的MO盘片可达2.3GB。,计算机基础,第一节
14、计算机系统的基本组成,52,利用激光技术来存储和读取数据。光存储设备有只读光盘(CD-ROM)、可刻录光盘(CD-R)、可重写光盘(CD-RW)、数字多功能光盘(DVD)。,光存储设备,计算机基础,第一节 计算机系统的基本组成,光盘上的光道是连续的螺旋线,程序和数据文件是按内螺旋线的规律顺序存放在盘上的,不能像磁盘驱动器那样读取文件的每个扇区,所以读出速度较慢。,计算机基础,第一节 计算机系统的基本组成,CD-ROM即只读型光盘,又称固定型光盘。它由生产厂家预先写入数据和程序,使用时用户只能读出,不能修改或写入新内容。CD-R光盘可由用户写入信息,写入后可以多次读出;但只能写入一次,信息写入后
15、将不能再修改,所以称为只写一次型光盘。标准CD-R光盘的存储容量为650MB。,计算机基础,第一节 计算机系统的基本组成,CD-RW光盘是可以写入、擦除、重写的可逆性记录系统。这种光盘类似于磁盘,可重复读写。CD-RW盘片的写入速度要低于CD-R光盘,这是因为在写入数据时,激光需要更多的时间对光盘进行操作。DVD代表通用数字光盘,简称高容量CD。DVD-ROM如果采用双面且每面又双层,总容量可达17GB。DVD-R 其容量是 4.7GB,用户使用DVD-R只能写一次。,计算机基础,第一节 计算机系统的基本组成,计算机基础,第一节 计算机系统的基本组成,蓝光盘(BD)利用波长较短(405nm)的
16、蓝色激光读取和写入数据,并因此而得名。而传统DVD需要光头发出红色激光(波长为650nm)来读取或写入数据,通常来说波长越短的激光,能够在单位面积上记录或读取更多的信息。因此,蓝光极大地提高了光盘的存储容量,对于光存储产品来说,蓝光提供了一个跳跃式发展的机会。,计算机基础,第一节 计算机系统的基本组成,目前为止,蓝光是最先进的大容量光碟格式,在一张单碟上存储25GB的文档文件。这是现有(单碟)DVD的5倍。在速度上,蓝光允许1到2倍或者说每秒4.5至9兆的记录速度。,计算机基础,第一节 计算机系统的基本组成,优盘,Type-A USB插头,USB大量存储设备控制器,测试接点,闪存芯片,石英振荡
17、器,发光二极管,写入保护开关,预留给第二颗存储器芯片的空间,其他存储设备,计算机基础,第一节 计算机系统的基本组成,固态硬盘(Solid State Disk、Solid State Drive,简称SSD,准确的技术称呼应为固态驱动器)是一种基于永久性存储器,如闪存,或非永久性存储器,同步动态随机存取存储器(SDRAM)的计算机外部存储设备。固态硬盘用来在便携式计算机中代替常规硬盘。虽然在固态硬盘中已经没有可以旋转的盘状结构,但是依照人们的命名习惯,这类存储器仍然被称为“硬盘”。,计算机基础,第一节 计算机系统的基本组成,2.5英寸SSD,SSD中芯片,计算机基础,第一节 计算机系统的基本组
18、成,62,与主存之间的连接,CPU 和主存之间通常通过系统总线连接。系统总线包括三组线路:数据总线、地址总线和控制总线。,计算机基础,第一节 计算机系统的基本组成,数据总线:由双方向的多根信号线组成,CPU可以沿这些线从主存或外设读入数据,也可以沿这些线向主存或外设送出数据。地址总线:由单方向的多根信号线组成,用于CPU向主存、外设传输地址信息。控制总线:传输的是控制信息,包括CPU送出的控制命令和主存/外设反馈给CPU的状态信号。,计算机基础,第一节 计算机系统的基本组成,输入输出设备不能直接与CPU和主存的总线相连。因为输入输出设备往往都是机电、磁性或光学设备,比CPU和主存的速度慢得多。
19、必须要有“中介”来处理速度上的差异,这个中介被称为设备控制器或接口。,3.1.2.5 I/O设备的连接,计算机基础,第一节 计算机系统的基本组成,65,计算机基础,第三章 计算机硬件 第一节 计算机系统的基本组成 第二节 计算机的存储程序工作原理 第三节 微型计算机,第三章 计算机硬件,计算机基础,第二节 计算机的存储程序工作原理,1945年6月冯诺依曼在一篇论文中第一次提出了计算机三个主要思想:计算机硬件由五大基本部件组成 采用二进制来表示程序和数据 程序和数据都必须事先存储在存储器中 目前绝大多数计算机仍建立在这个思想的基础上,称之冯诺依曼型计算机。,存储程序概念,计算机基础,第二节 计算
20、机的存储程序工作原理,冯诺依曼结构也称普林斯顿结构,是一种将程序指令存储器和数据存储器合并在一起的存储器结构。指令存储地址和数据存储地址指向同一个存储器的不同物理位置。,冯诺依曼结构,计算机基础,第二节 计算机的存储程序工作原理,69,一条指令由操作码和地址码两部分组成。,程序执行的实例,计算机基础,第二节 计算机的存储程序工作原理,070,执行前主存和寄存器中的内容,计算机基础,第二节 计算机的存储程序工作原理,第一条指令执行后,计算机基础,第二节 计算机的存储程序工作原理,072,第二条指令执行后,计算机基础,第二节 计算机的存储程序工作原理,73,073,+14,-10,第三条指令执行后
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 计算机 基础 03
链接地址:https://www.31ppt.com/p-6606276.html