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1、第三节 微型计算机系统基本组成,一、硬件系统的组成： 1、中央处理器（CPU）： CPU从1971年发明至今，已经历了三十年。这期间，随着半导体制造工艺的提高，CPU的体积越来越小、速度越来越快，按照其字长来分，CPU可以分为4位、8位、16位、32位以及64位微处理器等。 发展历史文字版略，请参考“学生用课件” 图片版,第三节 微型计算机系统基本组成,1）组成 运算器和控制器。 2）功能 运算器完成算术运算和逻辑运算。 ALUArithmetic-Logic Unit（算术逻辑单元） 控制器负责发出控制信号，控制系统中各部 件的协调运行，实现计算机运行过程的自动化， 即程序的自动执行，用以完
2、成用户交给的任务,第三节 微型计算机系统基本组成,奔腾处理器Pentium的核心（放大2 . 5倍），包含有三百万晶体管,第三节 微型计算机系统基本组成,2、存储器 1）基本概念： 存储器是由一些能表示二进制数0和1的物理 器件组成的，这种器件称为记忆元件或存储介 质，其功能是存放程序和数据。 常用的存储介质有半导体器件和磁性材料。 例如，一个双稳态半导体电路、磁性材料中的存 储元等都可以存储一位二进制代码信息。,第三节 微型计算机系统基本组成,【存储位】 是存储器中存储信息的最小单位，称为位。 一般由八个存储位组成一个存储单元，所 以一个存储单元可以存放一个字节。 许多存储单元的集合形成一个
3、存储体，它是 存储器的核心部件，计算机中数据信息就存放在 存储体内。,第三节 微型计算机系统基本组成,【问题】 如何区分存储体中若干个不同的存储单元，而不致混乱呢？ 【方法】 给每个存储单元编上号，这个编号就称为该单元的地址。若存放的是一个字节，则相应的地址称字节地址；若存放的是一个字，那么，相应的地址称为字地址。,第三节 微型计算机系统基本组成,存储器中所有存储单元的总和，称为该存储 器的存储容量。计算机中存储器的容量越大，能 存储的信息就越多，计算机的处理能力也就越强 存储器的两个基本操作：写入信息和读出信 息（或称存取操作）。 存储器从接到读出命令，到指定数据的信息被读出，并且在数据总线
4、上稳定的时间，称为读出时间。,第三节 微型计算机系统基本组成,反之，将数据信息写入存储器的时间称为写 入时间。 读出时间和写入时间的平均值称为平均 访问时间。 【思考】 这个参数的大小说明了什么？,第三节 微型计算机系统基本组成,2）分类： 内部存储器（内存、主存） 高速缓冲存储器（Cache） 外部存储器（外存、辅存） （1）内存： 功能 存放处理器当前运行的程序和使用的数据。 由半导体器件构成，具有存取速度快、价格,第三节 微型计算机系统基本组成,高、容量有限（与外存相比较而言）等特点。 内存有许多存储单元构成，每个存储单元存 放一个字节，每个存储单元的编号称为地址。 分类 按照存取特性，
5、内存可分为ROM和RAM。 ROM（Read Only Memory）只读存储器 【特点】 在一次存入（写入）数据后，不能用一般的方法改写，但能多次读出；,第三节 微型计算机系统基本组成,断电后，所存放的数据不丢失。 RAM（Random Access Memory）随机存储器 【特点】 能多次存入和读出数据，一般来说，断电后，其所存放的数据丢失。 【注意】 平常一般不特指，内存就指RAM。 （2）高速缓存（Cache）： 衡量内存的性能指标有两个：容量和速度。,第三节 微型计算机系统基本组成,当前CPU的处理速度要远远高于内存所提供 数据的速度。 为了解决这个“瓶颈”，目前微机中广泛采用 高
6、速缓存技术，即在CPU与内存之间，加入容量 较小但存取速度很快的高速缓存。 这样数据由内存到高速缓存再到CPU，CPU 直接与Cache交换数据，从而提高了数据处理速 度（Cache一般由高速内存组成）。,第三节 微型计算机系统基本组成,（3）外存：一般指磁盘、磁带和光盘。 【特点】 与内存相比有容量大、价格便宜，存放的信息可以长期保存，所存的信息必须读到内存中主机才能使用，也称为海量存储器。 （4）软磁盘驱动器和软磁盘： 软磁盘（软盘）： 是以软塑料为基底，表面涂 覆磁性材料用以存放信息的外部存储器。 目前PC机常用的有3吋盘、5吋软盘。,第三节 微型计算机系统基本组成,磁道（Track）
7、磁盘表面径向分布若干个存放信息的同心圆 ，每个同心圆称为一个磁道。每条磁道上存放的 信息数量均相同，最外一条磁道位零磁道。 扇区（Sector） 为了存储信息方便，将每个磁道分成容量相 同的若干个区段，每个区段称为一个扇区。扇区 是信息存储的基本单位。,第三节 微型计算机系统基本组成,存储密度 单位面积内，存放信息的数量称为存储密度。沿磁盘径向每英寸长度中所包含的磁道数，称为道密度，单位道/吋（TPITrack Per Inch）。 软盘容量 常用磁盘所能记录数据字节数来表示。 容量 = 每面磁道数每道扇区数每扇区字节数 面数,第三节 微型计算机系统基本组成,软磁盘驱动器：（简称软驱） 是用来
8、向磁盘上保存信息和从磁盘读取信息的装置，其分类与软盘对应，也有大小、高密和低密之分。,磁道、扇区分布示意图,软磁盘格式参数,第三节 微型计算机系统基本组成,第三节 微型计算机系统基本组成,（5）硬磁盘驱动器 硬盘是一种大容量、高速度的外部存储器。 其盘片和读取装置是一体的。容量可以达到几十 个GB甚至更高。 其各种参数的概念与软盘基本相同，但是由 于一块硬盘内部可能有多片盘片，所以有一个参 数是硬盘所特有的，即： 【柱面】 同软盘一样，每张盘片也划分成若干个磁道。因为整个硬盘有多片盘片，我们,第三节 微型计算机系统基本组成,把半径相等的磁道看成一个整体，就好象一个圆 柱，称之为柱面。 （6）光盘和光盘驱动器： 利用激光束在光敏材料上读写数据。 CD-ROM（只读光盘）容量 650 MB左右。 大型软件的发行一般要用光盘，软盘已无法胜任。,存储器,存储器光盘,
