計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)第1頁，共50頁，2023年，2月20日，星期二主要內(nèi)容2.1計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)2.2計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)2.3微型計(jì)算機(jī)及其硬件系統(tǒng)第2頁，共50頁，2023年，2月20日，星期二輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀輸出設(shè)備：顯示器、打印機(jī)外存：軟、硬盤、光盤、閃存網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：網(wǎng)卡、調(diào)制解調(diào)器等

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件外部設(shè)備系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件硬件運(yùn)算器寄存器控制器主機(jī)內(nèi)存CPU隨機(jī)存儲器(RAM)只讀存儲器(ROM)高速緩沖存儲器操作系統(tǒng)：Windows、Unix、Linux語言處理程序：C、Pascal、VB等實(shí)用程序：診斷程序、排錯(cuò)程序等辦公軟件包、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成第3頁，共50頁，2023年，2月20日，星期二2.1.1馮·諾依曼計(jì)算機(jī)的基本組成2.1.2計(jì)算機(jī)硬件的組成2.1.3計(jì)算機(jī)的工作原理2.1計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)第4頁，共50頁，2023年，2月20日，星期二2.1.1馮·諾依曼計(jì)算機(jī)的基本組成1944年8月，馮·諾依曼（VonNeumann）提出了一個(gè)全新的存儲程序、程序控制的通用電子計(jì)算機(jī)的方案。該方案主要的3條思想是：

計(jì)算機(jī)的硬件由運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備5個(gè)基本功能部件組成。在計(jì)算機(jī)中，程序和數(shù)據(jù)都用二進(jìn)制代碼表示。它既便于硬件的物理實(shí)現(xiàn)，而且運(yùn)算規(guī)則又簡單，故可簡化計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，提高可靠性和運(yùn)算速度。把程序和處理問題所需的數(shù)據(jù)，均以二進(jìn)制的形式按一定順序預(yù)先存放到計(jì)算機(jī)的存儲器里，計(jì)算機(jī)運(yùn)行程序時(shí)，依次從存儲器里逐條取出指令，執(zhí)行一系列基本操作，完成該指令所規(guī)定的復(fù)雜運(yùn)算。這一切工作都是在控制器的控制下完成的，這就是存儲程序、程序控制的工作原理。存儲程序?qū)崿F(xiàn)了計(jì)算機(jī)的自動計(jì)算，成為計(jì)算機(jī)與計(jì)算器及其他計(jì)算工具的本質(zhì)區(qū)別，同時(shí)也確定了馮·諾依曼型計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)。馮·諾依曼的上述思想奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，所以人們將采用這種設(shè)計(jì)思想的計(jì)算機(jī)稱為馮·諾依曼型計(jì)算機(jī)。

第5頁，共50頁，2023年，2月20日，星期二2.1.2計(jì)算機(jī)硬件的組成

從1946年第一臺計(jì)算機(jī)誕生至今，雖然計(jì)算機(jī)硬件的結(jié)構(gòu)和制造技術(shù)都有很大發(fā)展，但都沒有脫離馮·諾依曼型計(jì)算機(jī)的基本思想，即計(jì)算機(jī)硬件由運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備組成。

從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的角度看，計(jì)算機(jī)的硬件也可以描述成：

主機(jī)+外部設(shè)備第6頁，共50頁，2023年，2月20日，星期二馮.諾依曼思想：二進(jìn)制存儲程序五大模塊存儲器數(shù)據(jù)流控制流運(yùn)算器外存儲器輸出設(shè)備內(nèi)存儲器輸入設(shè)備控制器5個(gè)基本功能部件的相互關(guān)系第7頁，共50頁，2023年，2月20日，星期二計(jì)算機(jī)硬件：主機(jī)+外設(shè)主機(jī)外設(shè)輸入設(shè)備輸出設(shè)備外存設(shè)備網(wǎng)絡(luò)設(shè)備第8頁，共50頁，2023年，2月20日，星期二2.1.2計(jì)算機(jī)硬件的組成1．運(yùn)算器運(yùn)算器是進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算的部件，主要由算術(shù)邏輯單元和一組寄存器組成。在控制器的控制下，它對取自內(nèi)存儲器或寄存器組中的數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)或邏輯運(yùn)算，再將運(yùn)算的結(jié)果送到內(nèi)存儲器或寄存器組中。2．控制器控制器的功能是控制計(jì)算機(jī)各部件協(xié)調(diào)工作而自動執(zhí)行程序。計(jì)算機(jī)要自動執(zhí)行一個(gè)程序，就是在控制器的控制下，從第一條指令開始，逐條讀取指令、分析指令、執(zhí)行指令直至執(zhí)行到程序的最后一條停機(jī)指令即完成程序。

控制器和運(yùn)算器合在一起稱為中央處理單元（CentralProcessingUnit，CPU），它是計(jì)算機(jī)的核心部件。第9頁，共50頁，2023年，2月20日，星期二處理器—控制器和運(yùn)算器處理器控制器運(yùn)算器控制整個(gè)計(jì)算機(jī)所有部件的工作執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算五大模塊之一五大模塊之二第10頁，共50頁，2023年，2月20日，星期二2.1.2計(jì)算機(jī)硬件的組成3．存儲器（1）內(nèi)存儲器內(nèi)存儲器可以與CPU直接進(jìn)行信息交換，用于存放當(dāng)前CPU要用的數(shù)據(jù)和程序，存取速度快、價(jià)格高、存儲容量較小。內(nèi)存儲器與CPU構(gòu)成了主機(jī)。（2）外存儲器外存儲器用來存放要長期保存的程序和數(shù)據(jù)，屬于永久性存儲器，需要時(shí)應(yīng)先調(diào)入內(nèi)存。相對內(nèi)存而言外存的容量大、價(jià)格低，但存取速度慢，它連在主機(jī)之外故稱外存。4．輸入設(shè)備輸入是指利用某種設(shè)備將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以接收的編碼的過程，所使用的設(shè)備稱為輸入設(shè)備。5．輸出設(shè)備輸出設(shè)備的任務(wù)是將信息傳送到中央處理機(jī)之外的介質(zhì)上，以人們或其他機(jī)器所能接受的形式輸出。第11頁，共50頁，2023年，2月20日，星期二存儲器存儲器是計(jì)算機(jī)存儲數(shù)據(jù)和程序的記憶單元集合，每個(gè)記憶單元由8位二進(jìn)制位組成，可讀寫其中的數(shù)據(jù)。存儲器存儲器通常分為內(nèi)存儲器和外存儲器存放大量信息的外存儲器信息交流中心內(nèi)存儲器五大模塊之三第12頁，共50頁，2023年，2月20日，星期二每個(gè)記憶單元由8位二進(jìn)制位組成。1KB=210B=1024B1MB=210KB=1024KB1GB=210MB=1024MB1TB=210GB=1024GB字節(jié)BYTE76543210位Bit第13頁，共50頁，2023年，2月20日，星期二輸入輸出設(shè)備常用輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀、光筆、數(shù)字化儀等。常用輸出設(shè)備：顯示器、打印機(jī)、繪圖儀等。五大模塊之四、五第14頁，共50頁，2023年，2月20日，星期二硬件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)組成主機(jī)外部設(shè)備中央處理器內(nèi)存儲器控制器運(yùn)算器外存儲器輸入設(shè)備輸出設(shè)備2.1.2計(jì)算機(jī)硬件的組成第15頁，共50頁，2023年，2月20日，星期二2.1.3計(jì)算機(jī)的工作原理1.指令和程序

指令：是人對計(jì)算機(jī)發(fā)出的完成一個(gè)最基本操作的工作命令，計(jì)算機(jī)指令是以二進(jìn)制編碼形式表示,也稱為機(jī)器指令。指令由兩部分組成,既操作碼和操作數(shù),格式如下:

操作碼是指出該指令要完成什么操作

操作數(shù)是指參加操作的數(shù)或是該數(shù)存放的地址

程序:是為完成某項(xiàng)任務(wù)而由指令系統(tǒng)中的若干指令組成的有序集合，編制程序稱為程序設(shè)計(jì)。

操作碼操作數(shù)第16頁，共50頁，2023年，2月20日，星期二2.1.3計(jì)算機(jī)的工作原理2．指令和程序在計(jì)算機(jī)中的執(zhí)行過程要執(zhí)行程序，首先將程序和程序所操作的數(shù)據(jù)放入內(nèi)存。執(zhí)行程序就是依次執(zhí)行組成程序的一條條指令。計(jì)算機(jī)在執(zhí)行程序中的每條指令時(shí)，先將要執(zhí)行的指令從內(nèi)存中取出到CPU內(nèi)，然后通過控制器對該指令進(jìn)行分析譯碼，判斷該指令要完成的操作，最后向相關(guān)部件發(fā)出完成該指令的控制信號以完成相應(yīng)的操作。內(nèi)存CPU指令取指周期:執(zhí)行周期:有關(guān)部件動作CPU譯碼控制信號第17頁，共50頁，2023年，2月20日，星期二2.2.1系統(tǒng)軟件2.2.2應(yīng)用軟件2.2計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)2.2.3辦公軟件第18頁，共50頁，2023年，2月20日，星期二

軟件(Software)是各類程序及其有關(guān)文檔的總和。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是在硬件的基礎(chǔ)上，通過軟件的支持向用戶呈現(xiàn)強(qiáng)大的功能和友好的使用界面。通常軟件分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。2.2計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)第19頁，共50頁，2023年，2月20日，星期二軟件的分類

系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)DOS/Windows95/98/ME/XP語言處理程序ADA,BASIC,C++服務(wù)性程序(郵件,打印，游戲)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)Informix,SQL網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)字處理軟件WPS,Word表格處理軟件ExcelCell輔助設(shè)計(jì)軟件AutoCAD實(shí)時(shí)控制軟件Fix

應(yīng)用軟件軟件第20頁，共50頁，2023年，2月20日，星期二

系統(tǒng)軟件是控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)并協(xié)調(diào)管理軟硬件資源的程序，其主要功能包括：啟動計(jì)算機(jī)，存儲、加載和執(zhí)行應(yīng)用程序，對文件進(jìn)行排序、檢索，將程序語言翻譯成機(jī)器語言等。實(shí)際上，系統(tǒng)軟件可以看作用戶與硬件系統(tǒng)的接口，它為應(yīng)用軟件和用戶提供了控制、訪問硬件的方便手段，使用戶和應(yīng)用軟件不必了解具體的硬件細(xì)節(jié)就能操作計(jì)算機(jī)或開發(fā)程序。2.2.1系統(tǒng)軟件1．操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)（OperatingSystem，OS）是對計(jì)算機(jī)全部軟、硬件資源進(jìn)行控制和管理的大型程序，是直接運(yùn)行在裸機(jī)上的最基本的系統(tǒng)軟件，其他軟件必須在操作系統(tǒng)的支持下才能運(yùn)行。它是軟件系統(tǒng)的核心。第21頁，共50頁，2023年，2月20日，星期二程序設(shè)計(jì)語言按發(fā)展過程分為:機(jī)器語言：以二進(jìn)制代碼表示的指令的集合，是計(jì)算機(jī)唯一能識別和執(zhí)行的語言匯編語言：是用助記符來表示機(jī)器指令的語言高級語言：它通用性強(qiáng)，是面向問題的，基本上與機(jī)器無關(guān)2.2.1系統(tǒng)軟件2．語言處理系統(tǒng)機(jī)器語言匯編語言高級語言匯編程序面向過程：BASIC、PASCAL、C等面向?qū)ο螅篊++、JAVA、VISUALBASIC等第22頁，共50頁，2023年，2月20日，星期二

計(jì)算機(jī)不能直接識別和執(zhí)行高級語言源程序，要用翻譯的方法把高級語言源程序翻譯成等價(jià)的機(jī)器語言程序（稱為目標(biāo)程序）才能執(zhí)行。翻譯的方法有兩種:“解釋”：不保留目標(biāo)程序代碼，“解釋一句，執(zhí)行一句”?！熬幾g”：它調(diào)用相應(yīng)語言的編譯程序，把源程序變成目標(biāo)程序（以.obj為擴(kuò)展名），然后再用連接程序，把目標(biāo)程序與各類庫文件相連接形成可執(zhí)行文件。高級語言源程序（如C）編譯程序目標(biāo)程序（.obj）執(zhí)行連接程序可執(zhí)行程序（.exe）運(yùn)行可執(zhí)行程序顯示運(yùn)行結(jié)果初始數(shù)據(jù)庫函數(shù)高級語言程序的開發(fā)過程2.2.1系統(tǒng)軟件2．語言處理系統(tǒng)高級語言源程序解釋程序解釋語句并執(zhí)行源程序程序執(zhí)行結(jié)果高級語言翻譯過程第23頁，共50頁，2023年，2月20日，星期二①C語言：Ｃ語言是一種結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語言。它層次清晰，便于按模塊化方式組織程序，易于調(diào)試和維護(hù)。②C++語言：C++語言是一種優(yōu)秀的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言，它在C語言的基礎(chǔ)上發(fā)展而來。③C#：C#（讀做Csharp），是一種安全的、穩(wěn)定的、簡單的、優(yōu)雅的，由C和C++衍生出來的面向?qū)ο蟮木幊陶Z言。④VisualBasic：VisualBasic，簡稱VB，是Microsoft公司推出的一種Windows應(yīng)用程序開發(fā)工具。⑤Java語言：Java語言是一個(gè)支持網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言。⑥ASP：ASP是一種類似HTML（超文本置標(biāo)語言）、Script（腳本）與CGI（通用網(wǎng)關(guān)接口）的結(jié)合體，它是一種在Web服務(wù)器端運(yùn)行的腳本語言。⑦PHP：PHP是一種HTML內(nèi)嵌式的語言，與ASP頗有幾分相似，都是一種在服務(wù)器端執(zhí)行的嵌入HTML文檔的腳本語言，語言的風(fēng)格又類似于C語言，現(xiàn)在被很多的網(wǎng)站編程人員廣泛的運(yùn)用。⑧JSP：實(shí)際上JSP就是Java，只是它是一個(gè)特別的Java語言，加入了一個(gè)特殊的引擎，這個(gè)引擎將HTTPServlet這個(gè)類的一些對象自動進(jìn)行初始化好讓用戶使用，而用戶不用再去操心前面的工作。2.2.1系統(tǒng)軟件常用計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言第24頁，共50頁，2023年，2月20日，星期二3．服務(wù)程序服務(wù)程序能夠提供一些常用的服務(wù)功能,它為用戶開發(fā)程序和使用計(jì)算機(jī)提供了方便,如編輯程序、連接裝配程序、測試、診斷程序等。2.2.1系統(tǒng)軟件4．?dāng)?shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫（DataBase，DB）是指按照一定數(shù)據(jù)模型存儲的數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DataBaseManagementSystem，DBMS）則是能夠?qū)?shù)據(jù)庫進(jìn)行加工、管理的系統(tǒng)軟件。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DBS）由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)以及相應(yīng)的應(yīng)用程序組成。5．網(wǎng)絡(luò)軟件計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)由網(wǎng)絡(luò)硬件、網(wǎng)絡(luò)軟件及網(wǎng)絡(luò)信息構(gòu)成。其中的網(wǎng)絡(luò)軟件包括網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件。第25頁，共50頁，2023年，2月20日，星期二

為解決各類實(shí)際問題而設(shè)計(jì)的程序稱為應(yīng)用軟件。根據(jù)其服務(wù)對象，又可分為通用軟件和專用軟件兩類。2.2.2應(yīng)用軟件1．通用軟件字處理軟件：Word、WPS2000電子表格軟件:Excel、Lotus1-2-3繪圖軟件:AutoCAD、3DS課件制作軟件:Powerpoint、Authorware網(wǎng)絡(luò)通信軟件:OutLook、InternetMail2．專用軟件上述的通用軟件或軟件包，在市場上可以買到，但有些具有特殊要求的軟件是無法買到的。用戶為了自己特殊的需要開發(fā)的軟件就是專用的應(yīng)用軟件。第26頁，共50頁，2023年，2月20日，星期二

辦公軟件屬于應(yīng)用軟件中的通用軟件。廣義上講，在日常工作中所使用的應(yīng)用軟件都可以稱之為辦公軟件。但我們平時(shí)所指的辦公軟件多為“字處理軟件”、“閱讀軟件”、“管理軟件”等。典型的辦公軟件有微軟的Office、金山的Wps、Adobe的Acrobat閱讀器等。2.2.3辦公軟件第27頁，共50頁，2023年，2月20日，星期二2.2.3辦公軟件辦公軟件的發(fā)展微軟從上個(gè)世紀(jì)80年代開始推出自己的文字處理軟件MSWord，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，經(jīng)歷了Office95、Office97、Office2000、Office2003、Office2007、Office2010，目前最新的版本是Office2013。

我國辦公軟件中最著名的當(dāng)屬WPS，它最初出現(xiàn)于1988年，在DOS系統(tǒng)盛行的年代，WPS曾是中國最流行的文字處理軟件，曾占領(lǐng)了中文文字處理90%的市場。但是，上個(gè)世紀(jì)90年代，隨著Windows操作系統(tǒng)的普及和Word的流行，WPS的發(fā)展進(jìn)入歷史最低點(diǎn)。

隨著我國加入世貿(mào)組織，我國大力提倡發(fā)展自己的軟件產(chǎn)業(yè)，使用國產(chǎn)的軟件。在這樣的背景下，金山公司的發(fā)展出現(xiàn)了轉(zhuǎn)機(jī)，在中央和地方政府的辦公軟件采購中，金山公司多次擊敗微軟公司，現(xiàn)在我國很多地方的政府機(jī)關(guān)部門，都采用WPSOffice辦公軟件辦公。第28頁，共50頁，2023年，2月20日，星期二2.2.3辦公軟件辦公文檔的標(biāo)準(zhǔn)隨著互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，政府、機(jī)構(gòu)、企業(yè)、個(gè)人用戶都在更加緊密地通過信息網(wǎng)絡(luò)加強(qiáng)彼此間的聯(lián)系，計(jì)算機(jī)用戶間也越來越頻繁地通過網(wǎng)絡(luò)來交換數(shù)據(jù)和信息。辦公軟件作為能夠大幅度提高辦公效率的軟件，已經(jīng)成為大多數(shù)計(jì)算機(jī)用戶不可舍棄的工具。但是越來越明顯的趨勢表明，目前封閉的辦公軟件文檔格式逐漸成為阻礙用戶信息交流的桎梏，增加了用戶的使用成本，提高了用戶保存數(shù)據(jù)的風(fēng)險(xiǎn)，妨害了辦公軟件間的良性競爭并導(dǎo)致壟斷。為了實(shí)現(xiàn)多種中文辦公軟件之間的互聯(lián)互通，需要制訂辦公文檔的標(biāo)準(zhǔn)。第29頁，共50頁，2023年，2月20日，星期二2.2.3辦公軟件（1）ODF標(biāo)準(zhǔn)

ODF（opendocumentformat）格式是基于XML的純文本格式，與傳統(tǒng)的二進(jìn)制格式不同，ODF格式最大的優(yōu)勢在于其開放性和可繼承性，具有跨平臺跨時(shí)間性，基于ODF格式的文檔在許多年以后仍然可以為最新版的任意平臺任意一款辦公軟件打開使用。（2）UOF標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)文通（UnifiedOfficedocumentFormat，UOF）是由國家電子政務(wù)總體組所屬的中文辦公軟件基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)工作組組織制定的《中文辦公軟件文檔格式規(guī)范》國家標(biāo)準(zhǔn)。UOF是基于XML的開放文檔格式，作為中國國產(chǎn)文檔標(biāo)準(zhǔn)，UOF適合中國國情，它成為了擺脫技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)受制于外國人的關(guān)鍵因素。（3）OOXML標(biāo)準(zhǔn)

OOXML全稱是OfficeOpenXML，是由微軟公司為Office2007產(chǎn)品開發(fā)的技術(shù)規(guī)范，現(xiàn)已成為國際文檔格式標(biāo)準(zhǔn)。OOXML兼容國際標(biāo)準(zhǔn)ODF（opendocumentformat）和中國文檔標(biāo)準(zhǔn)UOF（UnifiedOfficedocumentFormat）。第30頁，共50頁，2023年，2月20日，星期二2.3.1微型計(jì)算機(jī)概述2.3.2微型計(jì)算機(jī)主機(jī)2.3.3微型計(jì)算機(jī)的外存儲器2.3微型計(jì)算機(jī)及其硬件系統(tǒng)2.3.4微型計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備2.3.5微型計(jì)算機(jī)輸出設(shè)備第31頁，共50頁，2023年，2月20日，星期二1．微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程1969年，日本的Busicom公司委托Intel公司研制一種用于新型計(jì)算器的芯片。1971年，世界上第一個(gè)通用微處理器芯片Intel4004問世。4004微處理器包含2300個(gè)晶體管，支持46條指令，頻率為108kHz，與當(dāng)年的ENIAC性能相當(dāng)。Intel公司看到了微處理器的巨大應(yīng)用前景，又花費(fèi)6萬美元從Busicom公司買回了4004的知識產(chǎn)權(quán)，并由此開創(chuàng)了其微處理器領(lǐng)域的霸主地位。

4位微處理器

8位微處理器

16位微處理器

32位微處理器及以上：32位微處理器的代表產(chǎn)品是Intel80386、80486、80586、初期的Pentium系列。由它們組成的32位微型計(jì)算機(jī)，時(shí)鐘頻率達(dá)到16MHz～100MHz，數(shù)據(jù)總線32位，地址總線24位～32位。2.3.1微型計(jì)算機(jī)概述第32頁，共50頁，2023年，2月20日，星期二2．微型計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)微機(jī)的硬件系統(tǒng)采用總線結(jié)構(gòu)，總線就是一組公共信息的傳輸線路，由三部分組成：數(shù)據(jù)總線（DB）、地址總線（AB）、控制總線（CB）?？偩€可以單向傳輸信息，也可以雙向傳輸信息，并能在多個(gè)設(shè)備中選擇唯一的源地址合目的地址。目前微機(jī)結(jié)構(gòu)多采用“面向CPU或面向內(nèi)存的雙總線結(jié)構(gòu)。2.3.1微型計(jì)算機(jī)概述第33頁，共50頁，2023年，2月20日，星期二PC計(jì)算機(jī)的總線結(jié)構(gòu)存儲器內(nèi)存外存輸入設(shè)備輸出設(shè)備運(yùn)算器控制器ＣＰＵ總線第34頁，共50頁，2023年，2月20日，星期二面向主存儲器的雙總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖CPU主存儲器外存接口其它I/O口輸入接口輸出接口硬、軟盤驅(qū)動器鍵盤鼠標(biāo)顯示器打印機(jī)各種外存第35頁，共50頁，2023年，2月20日，星期二

中央處理器（CPU）主要包括運(yùn)算器和控制器兩大部件，是計(jì)算機(jī)的核心部件。CPU是一個(gè)體積不大而元件集成度非常高、功能強(qiáng)大的芯片，也稱為微處理器（MicroProcessorUnit，MPU）。目前大部分微機(jī)的CPU都采用Intel公司的酷睿雙核系列芯片。（1）CPU性能指標(biāo)計(jì)算機(jī)內(nèi)所有操作都受CPU控制，CPU的性能指標(biāo)直接決定了由它構(gòu)成的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能指標(biāo)。CPU的性能指標(biāo)主要有字長和時(shí)鐘主頻。字長表示CPU一次處理數(shù)據(jù)的能力；時(shí)鐘主頻以MHz（兆赫茲）為單位來度量，通常，時(shí)鐘主頻越高其處理數(shù)據(jù)的速度相對也就越快。2.3.2微型計(jì)算機(jī)主機(jī)1．中央處理器第36頁，共50頁，2023年，2月20日，星期二（2）CPU的發(fā)展過程自1978年6月Intel公司推出它的第一個(gè)16位微處理器8086以來，計(jì)算機(jī)技術(shù)就開始進(jìn)入飛速發(fā)展的時(shí)期。經(jīng)歷了80286、80386、80486、Pentium、Pentium（奔騰）、PentiumⅡ（奔騰Ⅱ代）、PentiumⅢ、Pentium4處理器，酷睿、酷睿雙核、酷睿4核及未來的酷睿8核等,。（3）高速緩沖存儲器（Cache）隨著CPU速度的不斷提高，大大超過了內(nèi)存的速度，使得CPU在進(jìn)行數(shù)據(jù)存取時(shí)都需要進(jìn)行等待，從而降低了整臺計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行速度，為解決這一問題引入了Cache技術(shù)。

Cache就是一個(gè)容量小、速度快的特殊存儲器。將內(nèi)存中被CPU頻繁存取的數(shù)據(jù)存入Cache，當(dāng)CPU要讀取這些數(shù)據(jù)時(shí)，則直接從Cache中讀取，加快了CPU訪問這些數(shù)據(jù)的速度，從而提高了整體運(yùn)行速度。2.3.2微型計(jì)算機(jī)主機(jī)1．中央處理器第37頁，共50頁，2023年，2月20日，星期二存儲器的分類

內(nèi)存儲器RAM（隨機(jī)存取存儲器）ROM（只讀存儲器）磁鼓機(jī)磁盤機(jī)磁帶機(jī)硬盤(C：、D：...)軟盤(A:、B:）光盤固態(tài)盤(U盤,MP3、存儲卡、移動硬盤)

外存儲器存儲器2.3.2微型計(jì)算機(jī)主機(jī)2．微型計(jì)算機(jī)的內(nèi)存儲器第38頁，共50頁，2023年，2月20日，星期二⑴內(nèi)存中的ROM和RAM

隨機(jī)存儲器（RAM）:RAM用于存放輸入設(shè)備輸入的數(shù)據(jù)和程序，存放的內(nèi)容可隨時(shí)讀、寫。但斷電后，RAM中存放的內(nèi)容全部丟失。RAM又可分為靜態(tài)隨機(jī)存儲器（SRAM）、動態(tài)隨機(jī)存儲器（DRAM）只讀存儲器（ROM）:ROM中存放的信息固定不變，只能讀出不能寫入，但斷電后ROM中的內(nèi)容保持不丟失。常見的只讀存儲器有EPROM（紫外線擦除）和EEPROM（電擦除）上一頁下一頁2.3.2微型計(jì)算機(jī)主機(jī)2．微型計(jì)算機(jī)的內(nèi)存儲器第39頁，共50頁，2023年，2月20日，星期二（2）內(nèi)存條微機(jī)中的RAM基本上是以內(nèi)存條的形式進(jìn)行組裝的，由于內(nèi)存條可隨意拆裝，使得內(nèi)存的維修和擴(kuò)展十分方便，如果用戶需要增加內(nèi)存，只需購買相應(yīng)的內(nèi)存條，然后將其插在主板上的內(nèi)存插槽中即可。上一頁下一頁2.3.2微型計(jì)算機(jī)主機(jī)2．微型計(jì)算機(jī)的內(nèi)存儲器DDR（DoubleDataRate，雙倍數(shù)據(jù)傳輸率）：允許在時(shí)鐘脈沖的上升沿和下降沿傳輸數(shù)據(jù)，這樣在不提高時(shí)鐘頻率的情況下就能加倍提高讀寫速度DDR3與之前的DDR2相比具有更低的工作電壓，性能更好且更為省電。預(yù)計(jì)在DDR3之后，DDR4時(shí)代即將開啟。DDR4的工作電壓將降至1.2V，而頻率會提升至2133MHz，之后會進(jìn)一步將電壓降至1.0V，頻率則實(shí)現(xiàn)2667MHz。第40頁，共50頁，2023年，2月20日，星期二3．總線所謂總線（Bus）就是系統(tǒng)部件之間傳送信息的公共通道，各個(gè)部件由總線連接并經(jīng)它相互通信。上一頁下一頁2.3.2微型計(jì)算機(jī)主機(jī)

根據(jù)所連接部件的不同，總線可分為：內(nèi)部總線，也叫片總線，是同一部件（如CPU）內(nèi)部連接各寄存器及運(yùn)算部件的總線。系統(tǒng)總線，是同一臺計(jì)算機(jī)各部件（如CPU、內(nèi)存、I/O接口）之間相互連接的總線。系統(tǒng)總線又分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線，分別傳遞數(shù)據(jù)、地址和控制信號。擴(kuò)展總線，負(fù)責(zé)CPU與外部設(shè)備之間的通信。

總線在發(fā)展過程中也形成了許多標(biāo)準(zhǔn)，如ISA、PCI、AGP等。PCI總線：并行處理能力，支持自動配置，I/O過程不依賴CPU，滿足多媒體要求，在CPU控制下，通過總線來溝通計(jì)算機(jī)所有部件之間信息的流通。

USB總線：串行總線。可使微機(jī)與各種低速的外部設(shè)備相連接，達(dá)到“即插即用”的目的。USB能以樹狀結(jié)構(gòu)連接127個(gè)外設(shè)。第41頁，共50頁，2023年，2月20日，星期二4．輸入/輸出接口由于主機(jī)中的CPU和內(nèi)存都是由大規(guī)模集成電路組成的，而I/O設(shè)備是由機(jī)電裝置組合而成，它們之間在速度、時(shí)序、信息格式和信息類型等方面存在著不匹配。

I/O接口的功能就是解決上述這些不匹配，使主機(jī)與外部設(shè)備能協(xié)調(diào)地工作。由于這些I/O接口一般制作成電路板的形式，所以常把它們稱為適配器，簡稱XX卡，如聲卡、顯示卡、網(wǎng)卡等。為了將外部設(shè)備的適配器連接到微型計(jì)算機(jī)主機(jī)中，在系統(tǒng)主板上有一系列的擴(kuò)展插槽供適配器使用。這些擴(kuò)展槽與主板上的系統(tǒng)總線相連。適配器插入擴(kuò)展槽后，就通過系統(tǒng)總線與CPU連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送。PC這種開放的體系結(jié)構(gòu)允許用戶按照自己的需求選擇不同的外部設(shè)備裝配微機(jī)。2.3.2微型計(jì)算機(jī)主機(jī)第42頁，共50頁，2023年，2月20日，星期二2.3.2微型計(jì)算機(jī)主機(jī)

主板采用了開放式結(jié)構(gòu)。主板上大都有6-15個(gè)擴(kuò)展插槽，供PC機(jī)外圍設(shè)備的控制卡（適配器）插接。通過更換這些插卡，可以對微機(jī)的相應(yīng)子系統(tǒng)進(jìn)行局部升級，使廠家和用戶在配置機(jī)型方面有更大的靈活性?？傊?，主板在整個(gè)微機(jī)系統(tǒng)中扮演著舉足輕重的角色?？梢哉f，主板的類型和檔次決定著整個(gè)微機(jī)系統(tǒng)的類型和檔次，主板的性能影響著整個(gè)微機(jī)系統(tǒng)的性能。5．主板主板是一個(gè)提供了各種插槽和系統(tǒng)總線及擴(kuò)展總線的電路板，又叫主機(jī)板或系統(tǒng)板。主板上的插槽用來安裝組成微型計(jì)算機(jī)的各部件，而主板上的總線可實(shí)現(xiàn)各部件之間的通信，所以說主板是微機(jī)各部件的連接載體。第43頁，共50頁，2023年，2月20日，星期二1．磁盤存儲器

磁盤是在金屬或塑料片上涂一層磁性材料制成的，二進(jìn)制信息就記錄在這層材料的表面，這樣的存儲器叫做磁表面存儲器。磁盤存儲器包括磁盤驅(qū)動器、磁盤控制器和磁盤三部分，這里只討論磁盤。

硬盤（harddisk）由一組盤片組成。目前最常用的是溫切斯特（winchester）硬盤，簡稱溫盤。它的主要特點(diǎn)是將盤片、磁頭、電機(jī)驅(qū)動部件乃至讀/寫電路等做成一個(gè)不可隨意拆卸的整體，并密封起來，所以防塵性能好、可靠性高，對環(huán)境要求不高。

硬盤可用來作為大型機(jī)、小型機(jī)和微型機(jī)的外存儲器。它有很大的容量，目前Pentium高檔微機(jī)所配置的硬盤容量大都達(dá)到幾百吉字節(jié)。與軟盤相比，硬盤旋轉(zhuǎn)速度快，存取速度高。但是，硬盤多固定在機(jī)箱內(nèi)部，不便攜帶。2.3.3微型計(jì)算機(jī)的外存儲器第44頁，共50頁，2023年，2月20日，星期二

光盤是利用激光原理進(jìn)行讀、寫的設(shè)備，是近代發(fā)展起來不同于完全磁性載體的光學(xué)存儲介質(zhì)。光盤憑借大容量得以廣泛使用，它可以存放各種文字、聲音、圖形、圖像和動畫等多媒體數(shù)字信息，光盤需要有光盤驅(qū)動器配合使用。2．光盤2.3.3微型計(jì)算機(jī)的外存儲器光盤分成兩類，一類是只讀型光盤，另一類是可記錄型光盤。根據(jù)光盤結(jié)構(gòu)，光盤主要分為CD、DVD、BD等幾種類型，這幾種類型的光盤，在結(jié)構(gòu)上有所區(qū)別，但主要結(jié)構(gòu)原理是一致的。BD（“藍(lán)光光盤”）是DVD之后的下一代光盤格式之一，用以儲存高品質(zhì)的影音及高容量的數(shù)據(jù)?！八{(lán)光光盤”這一稱謂并非官方正式中文名稱，它只是人們?yōu)榱艘子浂鸬闹形拿Q。

一般CD光盤的最大容量大約是700MB；DVD盤片單面4.7GB，雙面為8.5GB；BD的單面單層為25GB、雙面為50GB、三層達(dá)到75GB、四層更達(dá)到100GB。。第45頁，共50頁，2023年，2月20日，星期二（1）移動硬盤移動硬盤通過相關(guān)設(shè)備將IDE轉(zhuǎn)換成USB