計算機硬件邏輯系統(tǒng).ppt

《計算機硬件邏輯系統(tǒng).ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《計算機硬件邏輯系統(tǒng).ppt（33頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

計算機基礎科學系2009.10,第2章計算機硬件系統(tǒng),,第五講計算機硬件邏輯系統(tǒng),主要教學內容,,馮諾依曼的思想,計算機五大基本部件,計算機的工作過程,PC硬件系統(tǒng)實例,學習目標,,,,,,,1,掌握計算機硬件的組成與功能。,重點與難點,,五大部件的功能與計算機的工作過程是本講重點，其中計算機的工作過程也是本講的難點。,1.馮諾依曼模型,馮諾依曼簡介,馮?諾依曼是美籍匈牙利科學家。生于1903年，1957年逝世。他在計算機、數(shù)學、邏輯學、量子物理等領域都做出了重大貢獻。1946年他領導的小組提出“馮?諾依曼結構”設計思想。對后來計算機的設計有決定性的影響，至今仍為電子計算機設計者所遵循。,2.馮諾依曼通用電子計算機理論,內部采用二進制數(shù)制，充分發(fā)揮了電子器件的工作特點。使用“程序存儲”辦法，程序和數(shù)據(jù)都存進了機器內部，由程序來控制計算機工作。計算機硬件由運算器、邏輯控制器、存儲器、輸入裝置和輸出裝置五大部分組成。,2、馮.諾依曼模型,程序+數(shù)據(jù),輸入設備,,存儲器,,輸出設備,,運算器,控制器,,,,,取數(shù),存數(shù),地址,指令,,,,,,,,,,,,,,,,,請求信號,反饋信號,請求信號,反饋信號,請求信號,反饋信號,數(shù)據(jù),程序,鼠標,,2.1輸入設備（InputDevice）,功能：向計算機輸入程序和數(shù)據(jù)的部件。將數(shù)據(jù)、程序及其它信息，從人們熟悉的形式轉換成計算機能接受的信息形式，輸入到計算機內部。計算機能接受的數(shù)據(jù)形式---二進制轉換信息數(shù)據(jù),,攝像頭,壓感筆,掃描儀,常用的輸入設備,2.2輸出設備（OutputDevice）,輸出設備：是用來輸出計算機處理結果的部件；并將計算機內部二進制信息轉換成人們所需要的或者其它設備能接受和識別的信息形式。例：QQ聊天時，給自己照一張照片，傳送給好友的過程。常用的輸出設備有：,轉換數(shù)據(jù)信息,,存儲器(Memory)：是計算機存儲數(shù)據(jù)和程序的存儲單元集合，每個存儲單元由8位二進制位組成，ＣＰＵ可讀寫其中的數(shù)據(jù)。每個內存單位都有一個“編號”，稱為地址（address）。,2.3存儲器（Memory）,0000H0001H0002H地址FFFFH,存儲器結構圖,位,內存單元,1B=８bit1024B=1KB1024kB=1MB1024MB=1GB1024GB=1TB,內存單元,存儲計量,在存儲器中，還將用到KB（千字節(jié)）、MB（兆字節(jié)）、GB（吉字節(jié)）與TB（太字節(jié)）等單位，它們之間的關系是：千字節(jié)（KiloByte，KB），1KB=210字節(jié)=1024B；兆字節(jié)（MegaByte，MB），1MB=220字節(jié)=1024KB；吉字節(jié)（GigaByte，GB），1GB=230字節(jié)=1024MB；太字節(jié)（TeraByte，TB），1TB=240字節(jié)=1024GB。,存儲器分類,,內存儲器（主存）速度快，容量小，直接與CPU進行信息交換，存放計算機當前工作所需的程序和數(shù)據(jù)。,外存儲器（輔存）速度慢，容量大，不能直接與CPU進行信息交換，須將外存內容調入內存；存放暫不用的數(shù)據(jù)和程序。,存儲器分類,隨機存儲器（RAM，斷電后信息丟失）,只讀存儲器（ROM，斷電后信息存在）,,主板上的CMOS,DDR400,可擦洗ＲＯＭ,ＲＯＭ在主板上,內存的舉例說明,內存儲器實例,金士頓KVR400X64C3：512M/DDR400,,,型號,技術參數(shù),,,容量類型,型號:標注廠商和系列號容量：存儲容量一般用字節(jié)(Byte)數(shù)來度量。目前從512M到4G不等類型：DDR2、DRD3為雙倍速率的隨機存儲器，是目前市場的主流。,五大功能部件,思考并回答,內存條、硬盤屬于內存還是外存?屬于RAM還是ROM?,運算器(ALU):運算器又稱算術邏輯部件(ArithmeticLogicUnit，簡稱ALU)，是計算機用來進行數(shù)據(jù)運算的部件。數(shù)據(jù)運算包括算術運算和邏輯運算,運算器工作過程:,,,,,,,,ＴＥＭＰ,累加器,,,,,,,,,０１１１００１０,００００１００１０,０１１１１０１１０,2.4運算器（ALU）,控制器(CU):控制器是整個計算機的控制指揮中心，它的功能是從存儲器中取出指令，確定指令的類型，并對指令進行譯碼，然后執(zhí)行該指令。,,2.5控制器ControlUnit,控制器的組成:程序計數(shù)器、指令寄存器、譯碼器和操作控制線路,中央處理單元CPU,中央處理器由：算術邏輯單元（ALU）、控制單元（ControlUnit）與內部寄存器組(Registers)等組成,CPU性能指標,中央處理器，也稱CPU(centralprocessingunit)由控制器和運算器組成，做在一個芯片上，也稱為“微處理器”。是計算機的核心部件。,AMD公司AthlonX2cpu,Intel公司Core’2cpu,2.6總線Bus,數(shù)據(jù)總線（DataBus，簡稱為DB）用來傳輸數(shù)據(jù)信息；地址總線（AddressBus，簡稱為AB）地址總線用于傳送CPU發(fā)出的地址信息；控制總線（ControlBus，簡稱為CB）控制總線用來傳送控制信號、時序信號和狀態(tài)信息等。,計算機中的各個部件（CPU、主存儲器和輸入/輸出設備）之間是通過總線控制器和導線連接起來的。導線的集合被稱之為總線（Bus）,主板Matherboard,3計算機的基本工作過程(1),什么是程序？什么是指令？使用“程序存儲”辦法，程序和數(shù)據(jù)都存進了機器內部，由程序來控制計算機工作。基本工作過程：取指令，分析指令，執(zhí)行指令。,3.計算機的工作過程(2),,①取指令:按照程序計數(shù)器中的地址，從內存儲器中取出指令，并送往指令寄存器。,②分析指令:對指令寄存器中存放的指令進行分析，由譯碼器對操作碼進行譯碼，將指令的操作碼轉換成相應的控制電位信號；由地址碼確定操作數(shù)地址。,3.計算機的工作過程(3),,③執(zhí)行指令:由操作控制線路發(fā)出完成該操作所需要的一系列控制信息，去完成該指令所要求的操作。,④下一條指令準備:一條指令執(zhí)行完成，指令計數(shù)器加1或將轉移地址碼送入程序計數(shù)器，然后回到①。,4PC配置實例,,,功能定位價格定位筆記本、臺式機，品牌機、組裝機？作業(yè)：小組協(xié)作，調查學生學習娛樂型3500元左右的臺式品牌機微型計算機市場，上交調查報告及配置單。,PC配置比較,,,,PC配置比較,,參考資料,,,太平洋電腦網,小結(1),1946年，數(shù)學家馮諾依曼提出“存儲程序”的計算機理論，明確地指出計算機硬件由運算器、控制器、存儲器、輸入設備與輸出設備組成，且由程序來控制計算機工作。馮諾依曼的這一設計思想被譽為計算機發(fā)展史上的里程碑，標志著現(xiàn)代計算機時代的真正開始。主存儲器是用來存儲計算機當前正在使用的或經常使用的程序和數(shù)據(jù)。CPU可以直接訪問它，存取速度較快。,小結(2),總線負責計算機各部件之間的信號傳輸，總線按其功能可分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線。數(shù)據(jù)總線用來傳輸數(shù)據(jù)信息；地址總線用于傳送CPU發(fā)出的地址信息；控制總線用來傳送控制信號、時序信號和狀態(tài)信息等。輸入/輸出設備實現(xiàn)計算機與外界通信。輸入/輸出設備可分為非存儲設備和存儲設備兩大類。,,DepartmentofComputerScienceandT,Thankyou!,