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第3章计算机硬件系统

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第三章 计算机软件(详细知识点总结)

第三章 计算机软件(详细知识点总结)

第三章计算机软件一、计算机系统基本组成：硬件和软件(一)计算机软件：能指挥计算机完成特定任务的、以电子格式存储的程序、数据和相关文档。

(二)软件的功能都在硬件的支撑下实现，用硬件实现的功能可能由软件来部分实现。

二、软件(一)定义（ISO）：包含与数据处理系统操作有关的程序、规程、规则以及相关文档的智力创作。

(二)组成：程序+（与程序相关的）数据和文档。

1.文档：程序开发、维护和使用所涉及的资料，如设计报告、维护手册和用户使用指南等2.程序是软件的主体，单独的数据和文档一般不认为是软件。

(三)特性：1.依附性：通常必须使用物理载体进行存储，依附于一定的硬件和软件环境运行2.不可见性：以二进位表示、无形的产品3.脆弱性：容易受到病毒入侵4.易复制性5.无磨损性(四)软件版权：1.定义：软件的作者享有拷贝、发布、修改等权利，用户购买软件只有使用权2.软件盗版：未获得版权所有者许可就复制和散发商品软件的行为3.相关法律法规：知识产权保护法、著作权法、专利法、计算机软件保护条例……(五)软件分类：1.按应用角度分：系统软件和应用软件1)系统软件：A.定义：管理系统资源、提供常用基本操作的软件B.特点：交互性（与计算机硬件系统）、通用性C.组成：a)基本输入/输出系统（BIOS）——最接近计算机硬件的系统软件b)操作系统i.DOS、Windows 95、Windows 98、WindowsMe、Windows NT 4.0、Windows 2000、WindowsXP、Windows 2003、Windows Vista、Windows 7ii.Unix：BSD、SRV4、SCO UNIX、AIX、Solaris、HP-UXiii.Linux：Red Hat、SuSE等c)程序设计语言处理系统（编译器）：FORTRAN、BASIC、Visual Basic、Java、C、C++、LISP、PROLOG、MATLAB、ALGOL、PASCAL等d)数据库管理系统（DBMS）：FoxPro、Microsoft Access、VFP、SQL Server、Oracle、DB2、SYBASE等e)实用程序：磁盘清理程序、磁盘碎片整理程序、杀毒软件、防火墙等2) 应用软件：A. 定义：为用户完成某项特定任务的软件B. 按应用软件的开发方式和适用范围，可分为：通用应用软件、定制应用软件a) 通用应用软件： b) 定制应用软件： i. 定义：按照不同领域用户的特定应用要求而专门设计开发的软件 ii. 举例：超市销售管理和市场预测系统、工厂的集成制造系统、大学教务管理系统、医院门诊挂号系统、酒店客房管理系统、民航售票系统3) 系统软件和应用软件的关系：应用软件以系统软件为基础（如：Powerpoint 以windows 为基础；Powerpoint 调用windows 的功能）2. 按软件权益如何处置分为：商品软件、共享软件、自由软件1) 软件许可证(License)：允许用户购买一份软件而同时安装在约定的若干台计算机上使用 2) 自由软件A. 代表：TCP/IP 、LinuxB. 允许用户随便拷贝、修改其源代码和销售(六) 软件发展的历史：1. 第一阶段：个体工作方式2. 第二阶段：合作方式1) 标志：软件危机2) 软件危机产生原因：软件复杂程度提高、研制周期变长、正确性难以保证、可靠性问题突出（并非硬件软件不协调发展）3. 第三阶段：软件工程（用工程化的方法组织软件的开发）三、操作系统(一) 地位：计算机运行配置必不可少的底层系统软件 (二) 作用：1. 管理分配系统中的各种软硬件资源2. 为用户提供友善的人机界面1) 命令行界面2) 图形用户界面：采用图标（icon ）来形象地表示系统中的文件、程序和设备等对象3. 为应用程序的开发和运行提供一个高效率的平台（开发和运行应用程序与运行的操作系统密切相关） 1) 裸机：只有硬件、没有软件的计算机。

计算机导论课后习题及参考答案

计算机导论课后习题及参考答案

计算机导论课后习题第一章绪论一、单项选择题1.世界上第一台电子计算机ENIAC诞生于（）。

A．1941年B．1946年C．1949年D．1950年2.世界上首次提出存储程序计算机体系结构的是（）。

A．莫奇莱B．艾仑·图灵C．乔治·布尔D．冯·诺依曼3.世界上第一台电子数字计算机采用的主要逻辑部件是（）。

A．电子管B．晶体管C．继电器D．光电管4.物理器件采用晶体管的计算机被称为（）。

A．第一代计算机B．第二代计算机C．第三代计算机D．第四代计算机5.下列叙述正确的是（）。

A．世界上第一台电子计算机ENIAC,首次实现了“存储程序”方案B．按照计算机的规模，人们把计算机的发展过程分为四个时代C．微型计算机最早出现于第三代计算机中D．冯·诺依曼提出的计算机体系结构奠定了现代计算机结构的理论基础6.计算机最早的应用领域是（）。

A．科学计算B．数据处理C．过程控制D．CAD／CAM／CIMS7.计算机辅助设计的简称是( )。

A．CAD B．CAM C．CAI D．CBE8.当前的计算机一般称为第四代计算机，它所采用的逻辑元件是（）。

A.晶体管B.集成电路C.电子管D.大规模集成电路9.按照计算机用途，可将计算机分为（）。

A．通用计算机和个人计算机B．数字计算机和模拟计算机C．数字计算机和混合计算机D．通用计算机和专用计算机10.计算机中所有信息的存储都采用（）。

A．十进制B．二进制C．八进制D．十六进制11.计算机最主要的工作特点是（）。

A．存储程序与自动控制B．高速度与高精度C．可靠性与可用性D．有记忆能力12.计算机硬件的组成部分主要包括运算器、存储器、输入设备、输出设备和（）。

A．控制器B．显示器C．磁盘驱动器D．鼠标器13.客机、火车票系统属于（）方面的计算机应用。

A．科学计算B．数据处理C．过程控制D．人工智能14.个人计算机属于（）。

A．小巨型机B．小型计算机C．微型计算机D．中型计算机15.计算机之所以能实现自动连续执行，是由于计算机采用了（）工作原理。

第3章_计算机硬件-大学计算机(第4版)-高敬阳-清华大学出版社

第3章_计算机硬件-大学计算机(第4版)-高敬阳-清华大学出版社
3.4 计算机的引导过程
3.1 冯诺依曼模型
用一个算盘，一张纸，一支笔来计算 y=ax+b-c这个题目
算盘计算中用到：
1)纸:用于存储解题的原 始信息;
计算机与算盘类似相应部件
1)运算器:在计算机中 相当于算盘功能的部件；
2)存储器:在计算机中 相当于纸那样具有“记忆” 功能的部件;
2)算盘:用于对数据进行加、
3.2 计算机硬件组成 3.2.2 存储器
3.2 计算机硬件组成
3.2.2 存储器
内存储器的主要性能指标： （1）存储容量。 （2）存取时间：又称存储访问时间，是指从启动一次存储
器操作到完成该操作所经历的时间。通常用存取时间 的倒数来表示速度，如存取时间6ns的内存实际频率为 1/6ns=166MHz。 （3）存储周期：是指连续启动两次读操作所需间隔的最小 时间。通常，存储周期略大于存取时间。 （4）存储器带宽：是单位时间里存储器所存取的信息量， 通常以“位每秒”或“字节每秒”为单位。
3.2 计算机硬件组成
3.2.2 存储器
目前主要采用DRAM作为主存。在高、中档微机系统 中， DRAM芯片不是直接安装在主板上，而是由若干 DRAM芯片构成内存条,插入主板上的内存插槽使用。
内存条规格有多种，容量是其主要指标。目前主流的 内存为8GB/条，也有16GB/条的。主板上的内存条插槽数 一般为1—4个。主存的容量可以根据用户需要配置。
3.2 计算机硬件组成 3.2.2 存储器
CPU、内存、外存 运算性能比较 :
CPU
运
cache
算
速
主存（内存）
度
依
次 降
硬盘
IDE
低
IDE
光驱

计算机的基本组成

计算机的基本组成

计算机的基本组成计算机是一种电子设备，它的功能包括存储、处理和传输信息。

为了更好地理解和使用计算机，我们需要了解它的基本组成。

1、硬件系统计算机的硬件系统是它的物理部分，包括中央处理器（CPU）、存储器（内存和硬盘）、输入/输出设备（键盘、鼠标、显示器、打印机等）和总线（用于连接各个部件）。

中央处理器是计算机的“大脑”，负责执行程序中的指令并处理数据。

存储器分为内存和硬盘。

内存包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。

RAM用于存储运行中的程序和数据，ROM用于存储固件和操作系统。

硬盘是用于长期存储数据的外部存储器。

输入/输出设备允许用户与计算机交互。

键盘和鼠标是最常见的输入设备，而显示器和打印机是最常见的输出设备。

总线是用于连接各个部件的通信通道。

2、软件系统计算机的软件系统是它的程序部分，包括系统软件和应用软件。

系统软件包括操作系统、编译器和数据库管理系统等，它们为应用程序提供了一个运行环境。

应用软件是为特定任务设计的程序，例如办公软件、图像处理软件和游戏等。

3、网络系统现代计算机通常通过互联网与其他计算机连接，形成一个网络。

网络系统包括硬件（如路由器和调制解调器）和软件（如浏览器和电子邮件客户端），这些部件可以帮助用户连接到其他计算机并共享资源。

计算机的基本组成包括硬件系统、软件系统和网络系统。

这些组件协同工作，使计算机成为一种强大的信息处理工具，可以满足我们的工作、学习和娱乐需求。

计算机系统的基本组成计算机系统是一种复杂的电子系统，它由多个不同的部分组成，这些部分协同工作，使计算机能够执行各种任务。

以下是计算机系统的基本组成：1、硬件系统硬件系统是计算机系统的物理组成部分，包括中央处理器（CPU），内存，硬盘，显卡，声卡，网卡，电源，主板，显示器，键盘，鼠标等。

这些硬件组件通过各种接口和线路连接在一起，形成一个完整的计算机系统。

中央处理器（CPU）是计算机系统的核心，它负责执行程序中的指令，处理数据和执行计算。

《大学计算机基础(第2版)》读书笔记模板

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8.1信息安全概述 8.2计算机中的信息安全 8.3信息安全技术 8.4信息安全的标准化 8.5信息道德和知识产权保护
读书笔记
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精彩摘录
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作者介绍
大学计算机基础（第2版）
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01 思维导图
03 目录分析 05 精彩摘录
目录
02 内容摘要 04 读书笔记 06 作者介绍
思维导图
本书关键字分析思维导图
计算机
技术
数据库
高等院校
计算机
硬件
结构
大学
基础
书 基础
多媒体
第版
技术
信息
系统
概述
第章
网络
内容摘要
本书根据教育部对高等院校计算机基础教育教学的基本要求，本着“基础、实用、新型、能力”的培养目标 来确定内容。本书主要内容包括计算机的发展、计算机基础知识概述、计算机硬件系统、计算机操作系统、计算 机络基础、多媒体技术基础、数据库管理技术以及信息安全技术等。本书既可作为高等院校非计算机专业和计算 机基础课程的教材，也可作为计算机等级考试的培训教材，还可供从事办公自动化工作的人读者学习和参考使用。
3.1计算机系统结构 3.2中央处理单元 3.3存储器 3.4输入设备和输出设备 3.5其他组成部分 3.6计算机硬件的主要技术指标
4.1计算机操作系统 4.2 Windows 7操作系统概述 4.3 Windows 7操作系统入门 4.4 Windows 7桌面的新功能 4.5 Windows 7文件管理新方法 4.6用户、程序及任务管理

计算机科学概论(第3版)聂永萍课件第3章 计算机系统组成

计算机科学概论(第3版)聂永萍课件第3章 计算机系统组成

类型 ATX、Micro ATX
2023/9/7
27
性耗比为主的CPU改变了主板架构
北桥芯片主要 功能，如内存控制 器、图形处理器、 PCI-E控制器等， 被整合到CPU内部， 而北桥芯片其他功 能和南桥芯片一起， 被整合为平台控制 器（PCH芯片）。
2023/9/7
28
接口
CPU与外部设备、存储器的连接和数据交换都需要 概念 通过接口设备来实现，前者被称为Input/Output接
DVI-D DVI-I
音频输出接口
说明
模拟音频输出接口分为蓝、绿、粉、橙、黑、灰 共6色接口
颜色 2声道
4声道
6声道
8声道
蓝色 声道输入 声道输入
声道输入
声道输入
绿色 声道输出 前置扬声器输出 前置扬声器输出 前置扬声器输出
粉色 麦克风输入 麦克风输入
麦克风输入
麦克风输入
橙色
中置和重低音 中置和重低音
负责处理低速信号，通常处理与I/O总线的通信。 南桥 在主板上的位置通常距离CPU插槽较远，位于外部 芯片 设备接口比较集中的位置
主板构成示意
CPU是大脑 芯片组是心脏，由 南桥、北桥构成
主板架构
概念
对主板的尺寸大小、形状、各元器件的布局、排列 方式等制定出标准，所有主板厂商都必须遵循。
作用 解决散热、噪声问题
微型计算机将运算器和控制器合起来称为中央处理单 元(CPU)。
运算器
执行算术运算 和逻辑运算
CPU
控制器
控制计算机所 有部件的工作
2023/9/7
7
存储器
作用:
存储器是存放数据和程序的记忆装置。每个记忆单 元由8位二进制位组成，可读写其中的数据

[计算机硬件及网络]第3章-80C51单片机的存储器结构

针），用于访问外部数据存储器和程序存储器，一
般用于存放的是外部数据存储器和程序存储器的地 址（外部数据存储器的地址也是16位）。存储器结 构见图3-7所示。
图3-7 外部数据存储器结构
FFFFH
外部数据 储存器64K (SRAM）
0000H
3.3.3 特殊功能寄存器（SFR）
80C51系列单片机内的锁存器、定时器、 串行口、数据缓冲器及各种控制寄存器、状 态寄存器都以特殊功能寄存器（SFR）的形 式出现，它们离散地分布在高128位片内 RAM 80H~FFH中。51子系列共有18个特殊 功能寄存器，占用21个单元，其余107个单 元用户不好使用（AT89C51)。
★ 这32个单元可以使用“直接寻址” 方 式，也可使用“寄存器寻址”方式来进行访 问。
★ 4组中的R0和R1除了“直接寻址”和 “寄存器寻址”外，还可采用“寄存器间接 寻址”方式来访问。
（2） 位寻址区（20H~2FH）
这16个RAM 单元具有双重功能。它们既 可以像普通RAM 单元一样按字节存取，即 “直接寻址（direct）”也可以对每个RAM 单元中的任何一个二进制位单独存取，这就 是位寻址(bit)，80C51单片机为这些区域专 门设置了位处理器（一个1位的CPU），用于 这些空间的访问，如图3-6所示。
在指令系统中对于这些空间的访问有以下方法：
● 可以采用“直接寻址”的方式去访问这16个单元； 如：MOV A , 20H （MOV A , direct）
● 也可以采用“位寻址（bit）”的方式去访问这128个二进 制位。
如：MOV C , 00H （MOV C , bit） 该指令就是把00H中的一个二进制数送到C中。 指令中“bit”，指的就是位地址“00H~7FH”。

第3章计算机硬件组成及工作原理

3)时间控制 对各种操作实施时间上的定时称为时间控制。 在计算机中，各种指令的操作信号以及一ห้องสมุดไป่ตู้指令的整个执行 过程都受到时间的严格定时。 4)数据加工 数据加工就是对数据进行算术运算和逻辑运算 处理。
2.3.1 CPU组成
控制器和运算合称为中央处理单元(Central Processing Unit)，简称CPU。CPU是使整部计算机能 够运作的最核心、最重要的组件。 其作用就是当计 算机系统开始运行时，CPU从内存中读取操作它的软 件的指令与数据，透过ALU运算出结果后存回内存， 同时由主机板，与外界的I/O外围沟通，达到数据处 理的目的。
是CPU与内存RAM、ROM和输入/输出设备接口之间进行通讯 的通路。本节主要介绍片外总线。系统总线、I/O总线、 外部总线都是片外总线。
1. 系统总线——（也叫前端总线FSB）一般为CPU与存储
器(L2 Cache)、芯片组之间的连接总线。是CPU的数据、 指令等传输通道，也是I/O总线的过度总线。
总线的基本概念
3）数据送到哪里——地址总线作用
通过地址总线确定数据的来源和去向。
00
部数件据 1
地址总线
10
10
数据总线
01 部件2
10
数据
10 部件3
10
数据
11 部件4
10
3.1.2 计算机的总线结构
总线的定义：
总线就是各种信号线的集合，是计算机各部件之间传送数据、地址 和控制信息的公共通路。总线通过分时共享的方式，将信息以一个或多 个源部件传送到一个或多个目的,是计算机中传输数据的公共通道。
于丰富程序设计手段、方便程序编制、提高程序的 质量、减少访问主存的次数以及压缩程序占用的内 存空间等方面都起着重要作用。每台计算机的指令 系统都有自己的一套寻址方式。

计算机组成原理目录

计算机组成原理目录目录如下：第1篇概论第1章计算机系统概论1.1 计算机系统简介1.1.1 计算机的软硬件概念1.1.2 计算机系统的层次结构1.1.3 计算机组成和计算机体系结构1.2 计算机的基本组成1.2.1 冯·诺依曼计算机的特点1.2.2 计算机的硬件框图1.2.3 计算机的工作步骤1.3 计算机硬件的主要技术指标1.3.1 机器字长1.3.2 存储容量1.3.3 运算速度1.4 本书结构思考题与习题第2章计算机的发展及应用2.1 计算机的发展史2.1.1 计算机的产生和发展2.1.2 微型计算机的出现和发展2.1.3 软件技术的兴起和发展2.2 计算机的应用2.2.1 科学计算和数据处理2.2.2 工业控制和实时控制2.2.3 网络技术的应用2.2.4 虚拟现实2.2.5 办公自动化和管理信息系统2.2.6 CAD/CAM/CIMS2.2.7 多媒体技术2.2.8 人工智能2.3 计算机的展望思考题与习题第2篇计算机系统的硬件结构第3章系统总线3.1 总线的基本概念3.2 总线的分类3.2.1 片内总线3.2.2 系统总线3.2.3 通信总线3.3 总线特性及性能指标3.3.1 总线特性3.3.2 总线性能指标3.3.3 总线标准3.4 总线结构3.4.1 单总线结构3.4.2 多总线结构3.4.3 总线结构举例3.5 总线控制3.5.1 总线判优控制3.5.2 总线通信控制思考题与习题第4章存储器4.1 概述4.1.2 存储器的层次结构4.2 主存储器4.2.1 概述4.2.2 半导体存储芯片简介4.2.3 随机存取存储器4.2.4 只读存储器4.2.5 存储器与CPU的连接4.2.6 存储器的校验4.2.7 提高访存速度的措施4.3 高速缓冲存储器4.3.1 概述4.3.2 Cache—主存地址映射4.3.3 替换策略4.4.1 概述4.4.2 磁记录原理和记录方式4.4.3 硬磁盘存储器4.4.4 软磁盘存储器4.4.5 磁带存储器4.4.6 循环冗余校验码4.4.7 光盘存储器思考题与习题附录4A 相联存储器第5章输入输出系统5.1 概述5.1.1 输入输出系统的发展概况5.1.2 输入输出系统的组成5.1.3 I/O设备与主机的联系方式5.1.4 I/O设备与主机信息传送的控制方式5.2 I/O设备5.2.1 概述5.2.2 输入设备5.2.3 输出设备5.2.4 其他I/O设备5.2.5 多媒体技术5.3 I/O接口5.3.1 概述5.3.2 接口的功能和组成5.3.3 接口类型5.4 程序查询方式5.4.1 程序查询流程5.4.2 程序查询方式的接口电路5.5 程序中断方式5.5.1 中断的概念5.5.2 I/O中断的产生5.5.3 程序中断方式的接口电路5.5.4 I/O中断处理过程5.5.5 中断服务程序的流程5.6 DMA方式5.6.1 DMA方式的特点5.6.2 DMA接口的功能和组成5.6.3 DMA的工作过程5.6.4 DMA接口的类型思考题与习题附录5A ASCⅡ码附录5B BCD码附录5C 奇偶校检码第3篇中央处理器第6章计算机的运算方法6.1 无符号数和有符号数6.1.1 无符号数6.1.2 有符号数6.2 数的定点表示和浮点表示6.2.1 定点表示6.2.2 浮点表示6.2.3 定点数和浮点数的比较6.2.4 举例6.2.5 IEEE754标准6.3 定点运算6.3.1 移位运算6.3.2 加法与减法运算6.3.3 乘法运算6.3.4 除法运算6.4 浮点四则运算6.4.1 浮点加减运算6.4.2 浮点乘除法运算6.4.3 浮点运算所需的硬件配置6.5 算术逻辑单元6.5.1 ALU电路6.5.2 快速进位链思考题与习题附录6A 各种进位制6A.1 各种进位制的对应关系6A.2 各种进位制的转换附录6B 阵列乘法器和阵列除法器附录6C 74181逻辑电路第7章指令系统7.1 机器指令7.1.1 指令的一般格式7.1.2 指令字长7.2 操作数类型和操作类型7.2.1 操作数类型7.2.2 数据在存储器中的存放方式7.2.3 操作类型7.3 寻址方式7.3.1 指令寻址7.3.2 数据寻址7.4 指令格式举例7.4.1 设计指令格式应考虑的各种因素7.4.2 指令格式举例7.4.3 指令格式设计举例7.5 RISC技术7.5.1 RISC的产生和发展7.5.2 RISC的主要特征7.5.3 RISC和CISC的比较思考题与习题第8章 CPU的结构和功能8.1 CPU的结构8.1.1 CPU的功能8.1.2 CPU结构框图8.1.3 CPU的寄存器8.1.4 控制单元和中断系统8.2 指令周期8.2.1 指令周期的基本概念8.2.2 指令周期的数据流8.3 指令流水8.3.1 指令流水原理8.3.2 影响流水线性能的因素8.3.3 流水线性能8.3.4 流水线中的多发技术8.3.5 流水线结构8.4 中断系统8.4.1 概述8.4.2 中断请求标记和中断判优逻辑8.4.3 中断服务程序入口地址的寻找8.4.4 中断响应8.4.5 保护现场和恢复现场8.4.6 中断屏蔽技术思考题与习题第4篇控制单元第9章控制单元的功能9.1 微操作命令的分析9.1.1 取指周期9.1.2 间址周期9.1.3 执行周期9.1.4 中断周期9.2 控制单元的功能9.2.1 控制单元的外特性9.2.2 控制信号举例9.2.3 多级时序系统9.2.4 控制方式9.2.5 多级时序系统实例分析思考题与习题第10章控制单元的设计10.1 组合逻辑设计10.1.1 组合逻辑控制单元框图10.1.2 微操作的节拍安排10.1.3 组合逻辑设计步骤10.2 微程序设计10.2.1 微程序设计思想的产生10.2.2 微程序控制单元框图及工作原理10.2.3 微指令的编码方式10.2.4 微指令序列地址的形成10.2.5 微指令格式10.2.6 静态微程序设计和动态微程序程序设计10.2.7 毫微程序设计10.2.8 串行微程序控制和并行微程序控制10.2.9 微程序设计举例思考题与习题附录10A PC整机介绍10A.1 主板10A.1.1 主板的主要组成部件10A.1.2 CPU芯片及插座(插槽)10A.1.3 内存条插槽10A.1.4 扩展插10A.1.5 配套芯片和器件10A.1.6 主板结构的改进10A.2 芯片组10A.2.1 芯片组的功能10A.2.2 芯片组的组成《计算机组成原理》是2008年1月1日高等教育出版社出版的图书，作者是唐朔飞。

大学计算机基础第三章-微型计算机硬件组成


外部设备
大学计算机基础
大学计算机基础
3.2 微型计算机硬件系统
3.2.1 CPU 3.2.2 主板 3.2.3 存储器 3.2.4 总线与接口 3.2.5 输入/输出设备
大学计算机基础
3.2.1 CPU
1. CPU分类 CPU组成：运算器、控制器和寄存器组，通过内部数 据总线传送信息。 CPU有通用CPU和嵌入式CPU。其区别主要在于应 用模式的不同。
- ④ 外存储器容量 指硬盘容量
- ⑤ 配置的外部设备
大学计算机基础
3. 微型计算机的发展方向
–① 高速化 处理器主频 –② 超小型化 典型的标志是笔记本电脑和PDA
的流行。 –③ 多媒体化 全新的多、虚拟现实技术 和发展多媒体通信等。 –④ 网络化 网络计算机、具有联网功能的 PDA以及各种类型的个人计算机等正在飞速发展。 –⑤ 隐形化 今后将摆脱显示屏、键盘加主机 的传统形象，电视计算机、影音计算机等将大量 出现。
• 通用CPU追求高性能，功能比较强，能运行复杂的 操作系统和大型应用软件；
• 嵌入式CPU则强调处理特定应用问题的高性能，主 要用于运行面向特定领域的专用程序，配备轻量级操 作系统，在功能和性能上有很大的变化范围。
大学计算机基础
2.衡量CPU性能的主要技术指标
1. CPU字长 CPU内部各寄存器之间一次能够传送的数据位。即同一时间能一次处理的 二进制数的位数。下一步的主流CPU是64位。
大学计算机基础
微机主板结构图 CPU插槽
内存插槽
芯片组 电池 总线插槽
鼠标插口 键盘插口
大学计算机基础
图3-2.2 微机主板图
并行接口
USB接口
串行接口
1. CPU插槽
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(1)内存储器(简称内存或主存)
内存储器也称主存储器(简称主存)，它直接CPU相连 接，存储容量较小，但速度快，用来存放当前运行 程序的指令和数据，并直接与CPU交换信息。内存储 器由许多存储单元组成，每个单元能存放一个二进 制数，或一条由二进制编码表示的指令。
(2)外存储器(简称外存或辅存)
图3-4 一款主板图示
2.中央处理器(CPU)
CPU：是计算机的大脑。微机的CPU又称为微处理器 (MPU)。 CPU一般由运算单元(ALU)、控制单元和存储单元组成。
图3-5 英特尔公司的酷睿i7 Haswell-E八核桌面处理器
CPU的性能
计算机的性能很大程度上是由CPU决定的，衡量CPU的性 能的主要因素有字长、主频、缓存容量、
第3章 计算机硬件系统
本章知识点
简单介绍计算机的组成，了解计算机硬件组成及工 作原理 认识微型计算机各组成部件 装配一台自己喜欢的个人计算机
３.1计算机－－人的机器模型
躯体
人 意识
大脑： 指挥、控制人的活动 大脑记忆区： 信息存储 感觉器官： 接受信息 运动器官： 对信息作出反应
硬件
3.2 微型计算机的硬件结构
3.2.1微型计算机概述
微型计算机主要是指个人电脑(又称PC,Personal Computer),是计算机中应用最普及、最广泛的一类， 可以说信息技术的快速发展，微型计算机的贡献是 巨大的。微机是所有计算机中发展速度最快的一种。
１.微机的发展－－给你一颗酷睿的 “芯”
5．输出设备
输出设备用于将存放在内存中由计算机处理的结果 转变为人们所能接受的形式。常用的输出设备有显 示器、打印机、绘图仪、音响等。 输入设备与输出设备合称输入/输出设备，简称 I/O(Input/Output)设备。
主机与外设
主机：人们通常把运算器、控制器做在一个大规模 集成电路块上，称为CPU(Central Processing unit， 中央处理器)，把内存储器、运算器和控制器合称为 计算机主机，也可以说主机是由CPU与内存储器组成 的。 外设：主机以外的装置称为外部设备，外部设备包 括输入/输出设备、外存储器等。
图3-1 计算机硬件组成原理图
1．运算器
运算器是对数据或信息进行处理和运算的部件。经 常进行的运算有算术运算和逻辑运算，算术运算包 括加、减、乘、除等，逻辑运算包括与、或、非等， 这些运算是由算术逻辑部件(Arithmetic Logic Unit， ALU)来完成。运算器中还有很多个通用寄存器，用 来临时存放操作数，运算结束后用来存放运算结果。
(1)第一代微型计算机(1971--1972年)。典型产品：４位和低 档８位微处理器。 (2)第二代微型计算机(1973--1977年)。典型产品：8位微处 理器。 (3)第三代微型计算机(1978--1981年)。典型产品：16位微 处理器。 (4)第四代微型计算机(1981--1993年)。典型产品： 32位微 处理器 (5)第五代微型计算机(1993-2005年)。典型产品：奔腾 (Pentium)系列微处理器 (6)第六代微处理器(2005年至今)。典型产品：酷睿(core) 系列微处理器
电 脑 软件
中央处理器： 指挥、控制计算机运行 存储器： 信息存储 输入系统： 输入信息 输出系统： 输出信息
冯· 诺依曼----“存储程序控制”理 论要点
(1)计算机硬件是由五大部分组成：运算器、控制器、 存储器、输入设备和输出设备； (2)计算机中数据采用二进制表示； (3)计算机的程序和数据一样存放在存储器中，由程 序来来控制计算机操作。
4.微型计算机性能指标




(1)字长 字长以二进制位为单位，其大小是CPU能够同时处理的数据的二进制 位数，它直接关系到计算机的计算精度、功能和速度。 (2)运算速度 通常所说的计算机的运算速度(平均运算速度)是指每秒钟所能执行的 指令条数。一般用百万次/秒(MIPS)来描述。 (3)时钟频率(主频) 时钟频率是指CPU在单位时间(s)内发出的脉冲数。通常，时钟频率以 兆赫(MH。)为单位。时钟频率越高，其运算速度就越快。 (4)内存容量 内存一般以MB或GB为单位。内存容量反映了内存储器存储数据的能力。 (5)存取周期 把信息代码存入存储器，称为“写”，把信息代码从存储器中取出，称 为“读”。连续启动两次独立的“读”或“写”操作(如连续的两次“读” 操作)所需的最短时间，称为存取周期。
CPU指令集、多核心。
3．内存储器
3．内存储器 内存储器由半导体集成电路组成，称为半导体存储器。
图3-6内存储器的类型及在微机中的应用
(１)RAM随机存取存储器
RAM(Random Access Memory)：随机存取存储器，是可 读可写的存储器。读操作时不破坏内存已有的内，写操 作时才改变原来已有的内容。RAM是易失性存储器，关 机或断电时，存储在其中的信息将全部丢失，因此微机 每次启动都要对RAM重新装配。RAM又分为SRAM和 DRAM两种。
(3)主存储器
主存储器具体的物理器件就是内存条，每台微机的主存 储器由若干内存条组成。在大多数情况下，人们并不严 格区分主存、内存和RAM三个不同的名称，而是根据使 用场合理解其含义。 主存储器包含大量的存储单元，每个存储单元可以存放1 个字节的数据，存储器的容量就是指它所包含的存储单 元的总数。每个存储单元都有一个地址，CPU按地址对存 储单元进行访问。 存储器的存取时间(Access Time)指的是从CPU给出存储器 地址开始，到存储器读出数据并送到CPU(或者是把CPU 数据写入存储器)所需要的时问。
SRAM(Static RAM)： 静态随机存取存储器；是用触发器的状态来存储信，只 要电源正常供电，触发器就能稳定地存储信息，无须刷 新，这就是静态的含义。它集成度低(容量)，但工作速度 高(与CPU的速度相当)，用作高速缓冲存储器Cache。
为什么需要Cache? 由于主存储器存取速度比CPU工作速度慢得多(差一个数 量级)，当CPU从内存存取数据时，CPU往往需要停下来 等，使CPU的高速处理能力不能充分发挥，解决的办法就 是采用Cache。
DRAM
DRAM：动态随机存取存储器。它集成度高，速度较 ＣPU慢得多，通常所说的内存条，即是由DRAM芯片所 组成，是内存储器的主体部分，称为主存储器或主存。 DRAM用电容来存储信息，由于电容存在漏电现象，为了 使信息不丢失，每隔一个固定的时间必须对存储信息刷 新一次，这就是动态的含义。如果刷新周期与总线频率 同步。称为SDRAM(Synchronous DRAM，同步动态随机 存储器)。
存储容量
为了方便表示存储容量，引入了K、M、G、T、Ｅ等 更大的单位。 1K=1024；1M=1024K；1G=1024M；1T=1024G； 1E=1024T。 现在微型计算机主存容量大多在4GB以上。
4．输入设备
输入设备用来接受用户输入的原始数据和程序，并 将它们转变为计算机可以识别的形式(二进制代码)存 放到内存中。常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描 仪、光笔、数字化仪、麦克风等。
Cache
Cache按其功能通常分为两类：CPU内部的Cache和CPU外部的Cache。 CPU内部的Cache也称为一级Cache它是CPU内核的一部分，负责CPU 内部的寄存器与外部的Cache之间缓冲。 CPU外部的Cache是二级Cache，它相对于CPU是独立的部件，负责 CPU与内存之间的缓冲。早期的外部Cache安装在主板上，称为板载 Cache，现在已经与CPU制作在同一芯片内，称为片载Cache但它仍 然不属于CPU。 有些CPU或用作服务器的计算机上安装有三级Cache，三级Cache是 为读取二级Cache后未命中的数据设计的一种缓存。 在拥有三级Cache的CPU中，只有约5％的数据需要从内存中调用， 这进一步提高了CPU的效率。三级Cache也有板载和片载之分。
2)ROM是只读存储器(Read Only Memory)
(2)ROM是只读存储器(Read Only Memory)，即只能从中 读取数据而不能写入数据(包括不能更改、删除数据)。 ROM是非易失性存储器，关机或断电时。存储在其中的 信息不会丢失。 ROM只能读不能写，一方面使得存储在其中的信息得 到保护．不会因为误修改或误删除而遭到破坏；另一方 面也使得存储在其中的信息不能更新修改，给使用带来 了不便。人们寻找解决问题的办法，希望找到既能保护 信息安全，又能方便信息更新的办法。于是产生了不可 在线改写和可在线改写两类ROM。 ①不可在线改写的ROM ②可在线改写的ROM
2.微型计算机的分类
微型计算机按系统规模划分 (1)单片机 (2)单板机。 (3)个人计算机(PC)：台式机、一体机、笔记本电脑。 (4)便携式微机：智能手机、掌上电脑、平板电脑 (5) 网络计算机：服务器、工作站、路由器、交换机、 网桥、网络打印机 (6)工业控制计算机
外存储器又称辅助存储器(简称辅存)。外存存储容量 大，价格低，但存储速度较慢，一般用来存放大量 暂时不用的程序、数据和中间结果，需要时，可成 批地和内存储器进行信息交换。外存只能与内存交 换信息，不能被计算机系统的其他部件直接访问。 常用的外存有磁盘、磁带、光盘等。
存储容量
存储器的存储容量以字节为基本单位，每字节都有自己的编号， 称为“地址”，如要访问存储器中的某个信息，就必须知道它 的地址，然后再按地址存人或取出信息。 位(bit)是存储器中存储信息的最小单位，称为存储位，1位表示 可存储一位二进制0或1信息，记作b。8位组成1个组成1字节 (Byte)，记作B。 计算机处理数据时，一次可以运算的数据长度称为一个 “字”(Word)。字的长度称为字长。一个字可以是一字节，也 可以是多字节。常用的字长有8位、16位、32位、64位等。如 某一类计算机的字由8字节组成，则字的长度为64位，相应的 计算机称为64位机。