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　　計算機的硬件系統(tǒng)

　　馮.若依曼型計算機的硬件是計算機的基礎(chǔ)，基本結(jié)構(gòu)符合馮.若依曼的體系結(jié)構(gòu)，五個功能部件：輸入設(shè)備、運算器、存儲器、控制器、輸出設(shè)備。其中運算器和控制器，合稱中央處理器，簡稱 CPU。

　　運算器-ALU(Arithmetic Unit )

　　功能：對二進制數(shù)碼進行算術(shù)運算或邏輯運算。算術(shù)運:即數(shù)的加減乘除，乘方開方等。邏輯運算：即邏輯變量，與或非等基本操作。

　　構(gòu)成：由一個加法器、若干個寄存器和一些控制線路組成。

　　核心是加法器(Adder)，每次運算的中間結(jié)果暫時保留，所以需要若干個積存數(shù)據(jù)的據(jù)存器(Register)。

　　運算器的性能指標是計算機的字長和運算速度。

　　控制器-CU(Contorl Unit)

　　功能：指揮整個機器各個部件自動、協(xié)調(diào)工作。

　　構(gòu)成：指令寄存器、譯碼器、時序節(jié)拍發(fā)生器、操作控制部件、指令計數(shù)器。

　　機器指令的執(zhí)行過程：

　　1，機器指令：計算機可以真正“執(zhí)行”的命令。

　　操作碼 源操作數(shù)(或地址) 目的操作數(shù)

　　機器指令構(gòu)成：操作碼+操作數(shù)，操作碼指明指令索要完成的操作的性質(zhì)與功能。操作數(shù)指明操作嗎執(zhí)行時的操作對象。

　　指令基本格式：

　　(2)指令的執(zhí)行過程

　　1)取指令，根據(jù)程序計數(shù)器里的內(nèi)容到存儲器中讀取當(dāng)前要執(zhí)行的指令，同時把他放到指令寄存器中。

　　2)分析指令，譯碼器開始譯碼，取出要執(zhí)行的指令，并放到指令寄存器 IR中。

　　3)生成控制信號，控制器根據(jù)譯碼器的輸出，按一定順序產(chǎn)生執(zhí)行該指令的所有控制信號。

　　4)執(zhí)行指令，在控制信號的作用下，計算機各個部件完成相應(yīng)的工作。

　　5)，重復(fù)執(zhí)行：計算機根據(jù)PC中新的指令地址，重復(fù)執(zhí)行上述4個過程，直至執(zhí)行到指令結(jié)束。

　　CPU：(Central Processing Unit)中央處理器，由控制器和運算器組成，構(gòu)成計算機的核心部件。

　　存儲器(Memoty)

　　功能：用來存儲當(dāng)前要執(zhí)行的程序、數(shù)據(jù)及結(jié)果，具有存數(shù)和取數(shù)功能。是計算機的記憶設(shè)備。

　　存數(shù)：指向存儲器里“寫入”數(shù)據(jù)

　　取數(shù)：指從存儲器里“讀取”數(shù)據(jù)

　　訪問：讀寫操作統(tǒng)稱對存儲器訪問，分為內(nèi)存與外存儲器兩種。

　　1，內(nèi)存儲器(內(nèi)存)：CPU 可以直接訪問其里的數(shù)據(jù)。內(nèi)存按功能分為RAM和ROM。

　　1)隨機存取存儲器RAM，特點是可讀/寫性。讀操作與寫操作。RAM 有課分為靜態(tài)與動態(tài)兩種。計算機內(nèi)采用的是動態(tài)隨機存儲器(DRAM)，表面每個一段時間必須對存儲數(shù)據(jù)刷新一次。易失性，即異常斷電時RAM中的內(nèi)容立即丟失。

　　2)只讀存儲器ROM。特點是只取不存，信息是事先就寫好在存儲器內(nèi)的，無法改變或加保護，只有將保護去掉草可以重新改寫內(nèi)部信息。

　　可編程只讀存儲器PROM

　　可擦除可編程只讀存儲器EPROM

　　電可擦除可編程只讀存儲器EEPROM

　　3)高速緩沖存儲器(Cache)

　　為提高存儲器二設(shè)計的解決CPU和主存速度不匹配而設(shè)計的。

　　4)內(nèi)存儲器的性能指標：容量、速度。

　　2，外存

　　外存儲器(外存)：CPU 不可直接訪問其里的數(shù)據(jù)，只有先調(diào)入內(nèi)存方可使用。

　　1) 硬盤(Hard Disk)

　　計算機的外部主要存儲器，容量大、存取速度快、操作簡便等優(yōu)點，

　　操作系統(tǒng)與運行程序、用戶數(shù)據(jù)等都保存在硬盤上。

　　內(nèi)部結(jié)構(gòu)：盤片，每個盤片劃分為磁道和扇區(qū)，磁盤的讀寫物理單位是按扇區(qū)進行讀寫的。

　　主要指標：硬盤容量，硬盤接口，硬盤轉(zhuǎn)速，

　　硬盤容量：=磁頭數(shù)(H)X柱面數(shù)(C)X每扇區(qū)字節(jié)數(shù)(B)

　　硬盤接口：ATA,SATA,常用于個人電腦上，SCSI主要用于該機服務(wù)器和高檔工作站。

　　2)閃速存儲器(Flash)

　　非易失性半導(dǎo)體存儲器，通常稱U盤，是EEPROM的變種，可以快速方便的讀寫。

　　U盤的傳輸速率有：USB1.1,12Mb/s; USB2.0,480Mb/s;

　　USB3.0, 5Gb/s.

　　3)光盤(Optical Disk)

　　以光信息作為存儲信息的載體來存儲數(shù)據(jù)的物品。

　　只讀光盤(CD-ROM)，一光盤上的蝕刻“凹坑”及為被蝕刻的“平地”記錄“0”與“1”。只能寫入一次數(shù)據(jù)。

　　可擦寫光盤CD-RW，可多次擦寫光盤內(nèi)的數(shù)據(jù)信息。

　　光盤的容量：CD-700MB，DVD-4.7GB

　　光盤的轉(zhuǎn)速:以150kb/S為基準，可以有4貝，16倍，32倍等。

　　輸入設(shè)備

　　功能：向計算機輸入命令、程序、數(shù)據(jù)等信息。把這些信息轉(zhuǎn)換為計算機能識別的二進制代碼。

　　例：鍵盤Key Board、鼠標Mouse、掃描儀、手寫板、麥克、照相機、攝像機、游戲操作桿、條形碼閱讀器、光學(xué)字符閱讀器、觸摸屏、光筆等。

　　輸出設(shè)備

　　功能：將計算機處理后的各種內(nèi)部格式信息轉(zhuǎn)換為人們能識別的形式表達出來。

　　將計算機處理后的各種內(nèi)部格式信息轉(zhuǎn)換為人們能識別的形式表達出來。 例子：顯示器、打印機、繪圖儀、音響等。

　　顯示器：

　　1)顯示器的分類：顯像管顯示器CRT，液晶顯示器LCD，LED顯示器。

　　2)顯示器主要性能：像素，分辨率，顯示器存儲器(顯存)，顯示器尺寸，14”,19”,21”等

　　3)顯卡，

　　2，打印機：點陣式打印機，噴墨式打印機，激光打印機。

　　3，繪圖儀，音頻輸出設(shè)備，視頻投影儀等。

　　4，調(diào)制解調(diào)器，可以刻錄的光盤刻錄機等。

　　計算機的結(jié)構(gòu)

　　(1)直接連接：最直接的連接方式，ISA結(jié)構(gòu)。

　　1952年，馮•諾依曼 IAS

　　(2)總線結(jié)構(gòu)(Bus)

　　總線：是一組連接各個部件的公共通信線。三種總線：

　　1)數(shù)據(jù)總線：傳輸數(shù)據(jù)信號的公共通路

　　2)地址總線：傳輸?shù)刂沸盘柕墓餐?/P>

　　3)控制總線：除數(shù)控制信號的公共通路

　　(3)，常見的總線類型(已經(jīng)標準化)

　　1) ISA

　　2) PCI

　　3) AGP

　　4) EISA

　　微型計算機的組成

　　1，中央處理器

　　構(gòu)成：運算器、控制器、若干個寄存器和高速緩存。

　　性能指標：直接決定了整臺機器的性能、字長和時鐘主頻。

　　2，存儲器

　　分類：主存儲器和輔助存儲器

　　(1) 主存儲器(放在主機內(nèi)部的，用于存放當(dāng)前運行的程序和數(shù)據(jù)。)

　　1)內(nèi)存儲器， 隨機訪問存儲器(RAM) ，RAM 是 PC 的主要存儲區(qū)域;它允許讀寫數(shù)據(jù);它是易失性存儲器。

　　2)只讀存儲器(ROM)，它包含可以訪問和讀取但不能修改的程序與數(shù)據(jù);是非易失性存儲器。

　　3)高速緩存(Cache)， 用于臨時存儲頻繁使用的信息以加快訪問速度; 一級 Cache：CPU 內(nèi)部的 Cache

　　二級 Cache：CPU 外部的 Cache

　　三級 Cache：主板使用的

　　(2)輔助存儲器(外存儲器)

　　1)硬盤

　　2)移動存儲產(chǎn)品：USB 移動硬盤，USB 優(yōu)盤，光盤，

　　只讀型光盤 CD-ROM，一次性寫入光盤 CD-R，可擦除型光盤 CD-RW。 DVD 光盤。

　　3、總線

　　ISA 總線

　　PCI 總線

　　AGP 總線

　　EISA 總線

　　4、輸入設(shè)備

　　鼠標、鍵盤等

　　5、輸出設(shè)備

　　顯示器

　　(1)分類：陰極射線管顯示器(CRT)和液晶顯示器(LCD)

　　(2)性能：

　　像素與點距

　　分辨率：整個屏幕上像素的數(shù)目=列*行

　　顯存

　　顯示器的尺寸：用顯示屏的對角線來衡量

　　打印機及分類

　　(1)點陣打印機

　　(2)噴墨打印機

　　(3)激光打印機

　　微型計算機的主要技術(shù)指標

　　(1)字長：CPU 一次能同時處理二進制數(shù)據(jù)的位數(shù)。

　　(2)時鐘主頻：指 CPU 的時鐘頻率，單位 GHz。

　　(3)運算速度：指每秒鐘所能執(zhí)行加法指令數(shù)目，常用 MIPS 表示。

　　(4)存儲容量：主要指內(nèi)存的存儲容量。

　　(5)存取周期：指 CPU 從內(nèi)存儲器中存取數(shù)據(jù)所需要的時間。

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