1、第第2章章 計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2.1 計(jì)算機(jī)的組成與分類計(jì)算機(jī)的組成與分類 2.2 CPU的結(jié)構(gòu)與原理的結(jié)構(gòu)與原理2.3 PC機(jī)的主機(jī)機(jī)的主機(jī)2.4 常用輸入設(shè)備常用輸入設(shè)備2.5 常用輸出設(shè)備常用輸出設(shè)備2.6 外存儲(chǔ)器外存儲(chǔ)器22.1 計(jì)算機(jī)的組成與分類計(jì)算機(jī)的組成與分類32.1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展與作用計(jì)算機(jī)的發(fā)展與作用（熟悉一下）（熟悉一下）4計(jì)算機(jī)是計(jì)算機(jī)是通用的通用的信息處理工具信息處理工具n計(jì)算機(jī)的信息處理功能：計(jì)算機(jī)的信息處理功能：n信息的收集（信息獲?。┬畔⒌氖占ㄐ畔@?。﹏信息的儲(chǔ)存（信息存儲(chǔ)）信息的儲(chǔ)存（信息存儲(chǔ)）n信息的加工（信息處理）信息的加工（信息處理）n

2、信息的傳遞（通信）信息的傳遞（通信）n信息的施用（展現(xiàn)與控制）信息的施用（展現(xiàn)與控制）5計(jì)算機(jī)有哪些特性？計(jì)算機(jī)有哪些特性？n計(jì)算機(jī)的特性：計(jì)算機(jī)的特性：（1）速度快）速度快（2）存儲(chǔ)容量大）存儲(chǔ)容量大（3）通用性通用性好好n不僅能處理數(shù)字和文字，而且能對圖像、聲音等多種形式的信息進(jìn)不僅能處理數(shù)字和文字，而且能對圖像、聲音等多種形式的信息進(jìn)行處理行處理n不僅能進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算，而且能進(jìn)行邏輯運(yùn)算不僅能進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算，而且能進(jìn)行邏輯運(yùn)算n不僅能進(jìn)行運(yùn)算，而且具有信息的獲取、存儲(chǔ)、傳輸、展現(xiàn)等功能不僅能進(jìn)行運(yùn)算，而且具有信息的獲取、存儲(chǔ)、傳輸、展現(xiàn)等功能（4）計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)具有互連、互通和互操作的能力）

3、計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)具有互連、互通和互操作的能力6計(jì)算機(jī)的巨大作用計(jì)算機(jī)的巨大作用n計(jì)算機(jī)對社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展產(chǎn)生了巨大的作用：計(jì)算機(jī)對社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展產(chǎn)生了巨大的作用：n計(jì)算機(jī)應(yīng)用于計(jì)算機(jī)應(yīng)用于科學(xué)研究科學(xué)研究，大大增強(qiáng)了人類認(rèn)識(shí)自然、開發(fā)，大大增強(qiáng)了人類認(rèn)識(shí)自然、開發(fā)自然、改造和利用自然的能力，促進(jìn)了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。自然、改造和利用自然的能力，促進(jìn)了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。n計(jì)算機(jī)應(yīng)用于計(jì)算機(jī)應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，大大提高了人類物質(zhì)生產(chǎn)水平，大大提高了人類物質(zhì)生產(chǎn)水平和社會(huì)生產(chǎn)率，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的飛躍發(fā)展。和社會(huì)生產(chǎn)率，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的飛躍發(fā)展。n計(jì)算機(jī)應(yīng)用于計(jì)算機(jī)應(yīng)用于社會(huì)服務(wù)社會(huì)服務(wù)，大大擴(kuò)展和改善了服

4、務(wù)范圍與質(zhì)，大大擴(kuò)展和改善了服務(wù)范圍與質(zhì)量，提高了工作效率，推動(dòng)了社會(huì)進(jìn)步。量，提高了工作效率，推動(dòng)了社會(huì)進(jìn)步。n計(jì)算機(jī)應(yīng)用于計(jì)算機(jī)應(yīng)用于社會(huì)文化社會(huì)文化，為人類創(chuàng)造文化提供了現(xiàn)代化工，為人類創(chuàng)造文化提供了現(xiàn)代化工具，改變了人們創(chuàng)造文化和傳播文化的方式和方法，擴(kuò)展具，改變了人們創(chuàng)造文化和傳播文化的方式和方法，擴(kuò)展了人類文化活動(dòng)的領(lǐng)域、豐富了內(nèi)容、提高了質(zhì)量。了人類文化活動(dòng)的領(lǐng)域、豐富了內(nèi)容、提高了質(zhì)量。7計(jì)算機(jī)有什么負(fù)面影響？計(jì)算機(jī)有什么負(fù)面影響？n計(jì)算機(jī)引發(fā)的社會(huì)問題和某些潛在的危機(jī)：計(jì)算機(jī)引發(fā)的社會(huì)問題和某些潛在的危機(jī)：n計(jì)算機(jī)系統(tǒng)崩潰給社會(huì)帶來不可預(yù)測的嚴(yán)重后果計(jì)算機(jī)系統(tǒng)崩潰給社會(huì)帶來不

5、可預(yù)測的嚴(yán)重后果n信息欺騙和計(jì)算機(jī)犯罪增加信息欺騙和計(jì)算機(jī)犯罪增加n知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)更加困難知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)更加困難n個(gè)人隱私受到威脅個(gè)人隱私受到威脅n不良和有害信息肆意傳播和泛濫不良和有害信息肆意傳播和泛濫n大量電子垃圾污染環(huán)境、破壞生態(tài)大量電子垃圾污染環(huán)境、破壞生態(tài)n長期沉迷于計(jì)算機(jī)游戲、網(wǎng)絡(luò)聊天等給青少年生理長期沉迷于計(jì)算機(jī)游戲、網(wǎng)絡(luò)聊天等給青少年生理和心理帶來嚴(yán)重危害和心理帶來嚴(yán)重危害 8計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的發(fā)展n19461946年研制成功第年研制成功第1 1臺(tái)臺(tái)數(shù)字電子數(shù)字電子計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)n6060年來發(fā)展速度之快大大超出人們的預(yù)料：年來發(fā)展速度之快大大超出人們的預(yù)料：n性能、體積、價(jià)格、性

6、能、體積、價(jià)格、n應(yīng)用領(lǐng)域和裝機(jī)數(shù)量應(yīng)用領(lǐng)域和裝機(jī)數(shù)量n軟件技術(shù)和軟件產(chǎn)品軟件技術(shù)和軟件產(chǎn)品n使用的元器件使用的元器件n第第1 1代：電子管磁鼓代：電子管磁鼓n第第2 2代：晶體管磁芯代：晶體管磁芯n第第3 3代：中、小規(guī)模集成電路代：中、小規(guī)模集成電路n第第4 4代：大、超大規(guī)模集成電路代：大、超大規(guī)模集成電路n 應(yīng)用模式：應(yīng)用模式：n 集中計(jì)算模式集中計(jì)算模式n 分散計(jì)算模式分散計(jì)算模式n 網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模式網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模式n 普適計(jì)算模式（？）普適計(jì)算模式（？）問題：問題：60年來沒變的是什么？年來沒變的是什么？基本工作原理基本工作原理9第第1臺(tái)數(shù)字電子計(jì)算機(jī)臺(tái)數(shù)字電子計(jì)算機(jī)1946年年ENIAC

7、計(jì)算機(jī)公布計(jì)算機(jī)公布 ENIAC（電子數(shù)字積分機(jī)與計(jì)算機(jī)）：電子數(shù)字積分機(jī)與計(jì)算機(jī)）：研制單位：美國賓夕法尼亞大學(xué)研制單位：美國賓夕法尼亞大學(xué)用用 途：途： 軍事計(jì)算軍事計(jì)算運(yùn)算速度：運(yùn)算速度：5000次次/秒秒體積價(jià)格：體積價(jià)格：170平方米，平方米，30噸，噸，140千瓦，千瓦，40萬美元萬美元10計(jì)算機(jī)的分代計(jì)算機(jī)的分代( (按使用的元器件按使用的元器件) )u第一代（約第一代（約1946-19571946-1957）電子管計(jì)算機(jī)）電子管計(jì)算機(jī) 速度：幾十幾萬次速度：幾十幾萬次/ /秒秒 內(nèi)存：磁鼓，千字內(nèi)存：磁鼓，千字 外設(shè)：磁帶外設(shè)：磁帶 機(jī)器語言或匯編語言編程機(jī)器語言或匯編語言編程

8、美國于20世紀(jì)50年代生產(chǎn)的IBM704型采用電子管的第一代電子計(jì)算機(jī)第一代電子計(jì)算機(jī)中使用的磁鼓存儲(chǔ)器u第二代（約第二代（約1957-19641957-1964） 晶體管計(jì)算機(jī)晶體管計(jì)算機(jī) 速度：幾十萬次速度：幾十萬次/ /秒，秒， 內(nèi)存：磁芯，十萬字內(nèi)存：磁芯，十萬字 外設(shè)：磁盤外設(shè)：磁盤 高級(jí)語言編程高級(jí)語言編程電子管晶體管11計(jì)算機(jī)的分代計(jì)算機(jī)的分代( (按使用的元器件按使用的元器件) )第三代（約第三代（約1965-19731965-1973）中小規(guī)模集成電路）中小規(guī)模集成電路(SSI,MSI)(SSI,MSI)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī) 速度：幾十萬次幾百萬次速度：幾十萬次幾百萬次/ /秒秒 內(nèi)

9、存：半導(dǎo)體存儲(chǔ)器內(nèi)存：半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 高級(jí)語言高級(jí)語言, OS, DBMS, OS, DBMS第四代（第四代（19741974年起）大規(guī)模年起）大規(guī)模(LSI)(LSI)和和VLSIVLSI計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī) 速度：幾百萬次億次速度：幾百萬次億次/ /秒秒 內(nèi)存：半導(dǎo)體存儲(chǔ)器內(nèi)存：半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 軟件工程，分布式處理等軟件工程，分布式處理等12第第14代計(jì)算機(jī)的對比代計(jì)算機(jī)的對比 代代 別別年年 代代使用的元器件使用的元器件使用的軟件類型使用的軟件類型主要應(yīng)用領(lǐng)域主要應(yīng)用領(lǐng)域第第1代代20世紀(jì)世紀(jì)40年代年代中期中期50年代年代末期末期CPU：電子管：電子管內(nèi)存：內(nèi)存：磁鼓磁鼓使用機(jī)器語言和使用機(jī)器語言

10、和匯編語言編寫程匯編語言編寫程序序科學(xué)和工程計(jì)科學(xué)和工程計(jì)算算第第2代代20世紀(jì)世紀(jì)50年代年代中、后期中、后期60年代中期年代中期CPU：晶體管：晶體管內(nèi)存：內(nèi)存：磁芯磁芯使用使用FORTRAN等等高級(jí)程序設(shè)計(jì)語高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言言開始廣泛應(yīng)用開始廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理領(lǐng)于數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域域第第3代代20世紀(jì)世紀(jì)60年代年代中期中期70年代年代初期初期CPU：SSI，MSI內(nèi)存：內(nèi)存：SSI，MSI的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等開庫管理系統(tǒng)等開始使用始使用在科學(xué)計(jì)算、在科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、工數(shù)據(jù)處理、工業(yè)控制等領(lǐng)域業(yè)控制等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用得到廣泛應(yīng)用第第4代代20

11、世紀(jì)世紀(jì)70年代年代中期以來中期以來CPU：LSI、VLSI內(nèi)存：內(nèi)存：LSI、VLSI的半導(dǎo)體存的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器儲(chǔ)器軟件開發(fā)工具和軟件開發(fā)工具和平臺(tái)、分布式計(jì)平臺(tái)、分布式計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)軟件等算、網(wǎng)絡(luò)軟件等開始廣泛使用開始廣泛使用深入到各行各深入到各行各業(yè)，家庭和個(gè)業(yè)，家庭和個(gè)人開始使用計(jì)人開始使用計(jì)算機(jī)算機(jī)132.1.2 計(jì)算機(jī)的組成計(jì)算機(jī)的組成14計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)硬件計(jì)算機(jī)硬件計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算機(jī)軟件運(yùn)算器運(yùn)算器控制器控制器輸入設(shè)備輸入設(shè)備存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器輸出設(shè)備輸出設(shè)備系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)程序語言處理系統(tǒng)程序語言處理系統(tǒng)文字處理文字處理

12、通信通信娛樂娛樂計(jì)算機(jī)是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)計(jì)算機(jī)是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)計(jì)算機(jī)硬件是計(jì)算計(jì)算機(jī)硬件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中所有實(shí)際機(jī)系統(tǒng)中所有實(shí)際物理裝置的總稱物理裝置的總稱計(jì)算機(jī)軟件是指在計(jì)算機(jī)中計(jì)算機(jī)軟件是指在計(jì)算機(jī)中運(yùn)行的各種程序及其處理的運(yùn)行的各種程序及其處理的數(shù)據(jù)和相關(guān)的文檔數(shù)據(jù)和相關(guān)的文檔n計(jì)算機(jī)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)計(jì)算機(jī)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)n復(fù)雜性：硬件由數(shù)以億計(jì)的元器件組成，軟件由數(shù)以億計(jì)的指令組成復(fù)雜性：硬件由數(shù)以億計(jì)的元器件組成，軟件由數(shù)以億計(jì)的指令組成n多樣性：硬件與光、機(jī)、電、聲等有關(guān)，軟件與數(shù)學(xué)、邏輯多樣性：硬件與光、機(jī)、電、聲等有關(guān)，軟件與數(shù)學(xué)、邏輯等有關(guān)等有關(guān)n層次性：分層層次性：分層(hiera

13、rchical) 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)15計(jì)算機(jī)硬件的邏輯結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)硬件的邏輯結(jié)構(gòu) n經(jīng)典計(jì)算機(jī)的邏輯結(jié)構(gòu)（經(jīng)典計(jì)算機(jī)的邏輯結(jié)構(gòu)（馮馮. .諾依曼計(jì)算機(jī)諾依曼計(jì)算機(jī)）運(yùn)算器和控制器運(yùn)算器和控制器輸入設(shè)備輸入設(shè)備輸出設(shè)備輸出設(shè)備存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器（注：邏輯結(jié)構(gòu)意指概念上（即功能上）的結(jié)構(gòu)）（注：邏輯結(jié)構(gòu)意指概念上（即功能上）的結(jié)構(gòu)）16計(jì)算機(jī)硬件的邏輯結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)硬件的邏輯結(jié)構(gòu) 2n現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的邏輯結(jié)構(gòu)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的邏輯結(jié)構(gòu)n與經(jīng)典計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)相比的與經(jīng)典計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)相比的3個(gè)變化：個(gè)變化：n集中控制集中控制分散控制分散控制n存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)器外存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)器外存儲(chǔ)器n通過通過CPU通信通信通過總線進(jìn)行通信通過總線進(jìn)行

14、通信中央處理器中央處理器(運(yùn)算器及其控制運(yùn)算器及其控制)外存儲(chǔ)器外存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)器輸出設(shè)備輸出設(shè)備總線總線(bus)輸入設(shè)備輸入設(shè)備I/O接口接口I/O接口接口外存儲(chǔ)器接口外存儲(chǔ)器接口控制器控制器控制器控制器控制器控制器CPU控制器控制器memorystorageI/O設(shè)備通過設(shè)備通過I/O接接口口與各自的控制器與各自的控制器連接，然后由控制連接，然后由控制器與器與I/O總線相連總線相連17(1) 輸入設(shè)備輸入設(shè)備n輸入輸入(input)的雙重含義：的雙重含義：1.把信息送入計(jì)算機(jī)的過程把信息送入計(jì)算機(jī)的過程; 2.向計(jì)算機(jī)輸入的內(nèi)容向計(jì)算機(jī)輸入的內(nèi)容n輸入設(shè)備輸入設(shè)備(input de

15、vices)n功能：用來向計(jì)算機(jī)輸入信息功能：用來向計(jì)算機(jī)輸入信息n輸入設(shè)備有多種，例如輸入設(shè)備有多種，例如:n鍵鍵 盤盤 輸入文字、符號(hào)和命令輸入文字、符號(hào)和命令n鼠標(biāo)器鼠標(biāo)器輸入鼠標(biāo)器移動(dòng)的位置信息及按鈕命令輸入鼠標(biāo)器移動(dòng)的位置信息及按鈕命令n掃描儀掃描儀輸入圖片輸入圖片n麥克風(fēng)麥克風(fēng)輸入聲音輸入聲音n輸入設(shè)備的共性：不論信息的原始形態(tài)如何，輸入到計(jì)算機(jī)中輸入設(shè)備的共性：不論信息的原始形態(tài)如何，輸入到計(jì)算機(jī)中的信息都使用二進(jìn)位來表示的信息都使用二進(jìn)位來表示18(2) 中央處理器中央處理器(運(yùn)算控制器運(yùn)算控制器)n什么是處理器什么是處理器(processor)？n能能高速執(zhí)行指令，完成二進(jìn)制

16、數(shù)據(jù)的算術(shù)或邏輯高速執(zhí)行指令，完成二進(jìn)制數(shù)據(jù)的算術(shù)或邏輯運(yùn)算和數(shù)據(jù)傳送等操作運(yùn)算和數(shù)據(jù)傳送等操作的部件，特點(diǎn)是：的部件，特點(diǎn)是：n由數(shù)字電路組成，結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜由數(shù)字電路組成，結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜n所有電路都制作在大規(guī)模集成電路芯片上所有電路都制作在大規(guī)模集成電路芯片上(僅幾僅幾個(gè)平方厘米個(gè)平方厘米)，稱為，稱為“微處理器微處理器” (microprocessor)Intel 4004 chipIntel 8080 chip19什么是中央處理器什么是中央處理器(CPU)？n計(jì)算機(jī)中通常有多個(gè)不同的處理器，各有不同的分計(jì)算機(jī)中通常有多個(gè)不同的處理器，各有不同的分工和任務(wù)工和任務(wù)n用于執(zhí)行系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件

17、的處理器用于執(zhí)行系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的處理器稱為稱為CPU，CPU是計(jì)算機(jī)必不可少的核心組成部件是計(jì)算機(jī)必不可少的核心組成部件n多數(shù)個(gè)人計(jì)算機(jī)只有多數(shù)個(gè)人計(jì)算機(jī)只有1個(gè)個(gè)CPU，但有一些計(jì)算機(jī)包，但有一些計(jì)算機(jī)包含有含有2個(gè)、個(gè)、4個(gè)、個(gè)、8個(gè)甚至成百上千個(gè)個(gè)甚至成百上千個(gè)CPU20(3) 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器n功能：功能：n儲(chǔ)存以二進(jìn)位形式表示的程序和數(shù)據(jù)儲(chǔ)存以二進(jìn)位形式表示的程序和數(shù)據(jù)n分類：內(nèi)存儲(chǔ)器分類：內(nèi)存儲(chǔ)器/外存儲(chǔ)器外存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)器(簡稱內(nèi)存或主存簡稱內(nèi)存或主存)外存儲(chǔ)器外存儲(chǔ)器(簡稱簡稱外存外存或輔存或輔存)存取速度存取速度很快很快較慢較慢存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)容量較小較小(因單位成本較高因

18、單位成本較高) 很大很大(因單位成本較低因單位成本較低) 性質(zhì)性質(zhì)斷電后信息消失斷電后信息消失斷電后信息保持?jǐn)嚯姾笮畔⒈３钟猛居猛敬娣乓呀?jīng)啟動(dòng)運(yùn)行的程序存放已經(jīng)啟動(dòng)運(yùn)行的程序和需要立即處理的數(shù)據(jù)和需要立即處理的數(shù)據(jù)長期存放計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中幾乎所長期存放計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中幾乎所有的信息有的信息與與CPU關(guān)關(guān)系系CPU所處理的指令及數(shù)所處理的指令及數(shù)據(jù)直接從內(nèi)存中取出據(jù)直接從內(nèi)存中取出程序及相關(guān)數(shù)據(jù)必須先送入內(nèi)程序及相關(guān)數(shù)據(jù)必須先送入內(nèi)存后才能被存后才能被CPU使用使用011010011010101000001000000001000011001001111011111存儲(chǔ)內(nèi)容存儲(chǔ)內(nèi)容地地 址址21(4)

19、輸出設(shè)備輸出設(shè)備n輸出輸出(output)的雙重含義：的雙重含義：1.把信息送出計(jì)算機(jī)的過程把信息送出計(jì)算機(jī)的過程; 2.從計(jì)算機(jī)輸出的內(nèi)容從計(jì)算機(jī)輸出的內(nèi)容n輸出設(shè)備輸出設(shè)備(output devices)n功能：從計(jì)算機(jī)輸出信息功能：從計(jì)算機(jī)輸出信息n輸出設(shè)備有多種，例如輸出設(shè)備有多種，例如:n顯示器顯示器輸出文字、符號(hào)和圖形輸出文字、符號(hào)和圖形n打印機(jī)打印機(jī)打印文字、符號(hào)和圖形打印文字、符號(hào)和圖形n揚(yáng)聲器揚(yáng)聲器輸出聲音輸出聲音n(多數(shù)多數(shù))輸出設(shè)備的共性：把計(jì)算機(jī)中的二進(jìn)位信息轉(zhuǎn)換成人可輸出設(shè)備的共性：把計(jì)算機(jī)中的二進(jìn)位信息轉(zhuǎn)換成人可感知的形式感知的形式(文字、符號(hào)、圖形、聲音等文字、符

20、號(hào)、圖形、聲音等)22(5) 總線總線(bus)n功能：功能：n用于連接用于連接CPU、內(nèi)存、外存和各種、內(nèi)存、外存和各種I/O設(shè)備并在它們設(shè)備并在它們之間傳輸信息的一組之間傳輸信息的一組共享的共享的傳輸線及其控制電路傳輸線及其控制電路n分類：分類：nCPU總線（或前端總線）總線（或前端總線） ：用于連接：用于連接CPU和內(nèi)存的和內(nèi)存的總線總線nI/O總線：連接內(nèi)存和總線：連接內(nèi)存和I/O設(shè)備（包括外存）的總線設(shè)備（包括外存）的總線232.1.3 計(jì)算機(jī)的分類計(jì)算機(jī)的分類24計(jì)算機(jī)的分類（計(jì)算機(jī)的分類（1）n按內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)分類按內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)分類n8位位/16位位/32位位/64位位n單單CPU

21、/多多CPUnn按性能和價(jià)格分類按性能和價(jià)格分類n巨型計(jì)算機(jī)巨型計(jì)算機(jī) (supercomputer)n大型計(jì)算機(jī)大型計(jì)算機(jī)n小型計(jì)算機(jī)小型計(jì)算機(jī) n個(gè)人計(jì)算機(jī)個(gè)人計(jì)算機(jī) (personal computer)n筆記本筆記本PCn臺(tái)式臺(tái)式PCn工作站工作站 (workstation)作為服務(wù)器作為服務(wù)器(server)使用使用獨(dú)立使用或作為獨(dú)立使用或作為客戶機(jī)客戶機(jī)(client)使用使用曙光曙光4000A巨型巨型計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)25計(jì)算機(jī)的分類（計(jì)算機(jī)的分類（2）n按計(jì)算機(jī)服務(wù)的對象和作用劃分：按計(jì)算機(jī)服務(wù)的對象和作用劃分：類類型型服務(wù)服務(wù)對象對象應(yīng)用應(yīng)用性質(zhì)性質(zhì)主要特點(diǎn)主要特點(diǎn)分類或應(yīng)用分類或

22、應(yīng)用舉例舉例軟件特點(diǎn)軟件特點(diǎn)個(gè)人個(gè)人計(jì)算計(jì)算機(jī)機(jī)服務(wù)服務(wù)器器嵌入嵌入式計(jì)式計(jì)算機(jī)算機(jī)直接為直接為用戶服用戶服務(wù)務(wù)通用通用性能性能/ /價(jià)格比高價(jià)格比高多媒體性能好多媒體性能好有通用性和可擴(kuò)展性有通用性和可擴(kuò)展性 工作站工作站 臺(tái)式機(jī)臺(tái)式機(jī) 筆記本筆記本種類多種類多, ,功功能豐富能豐富, ,用用戶可自行裝戶可自行裝卸卸為其它為其它計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)服務(wù)服務(wù)半通半通用用吞吐率吞吐率(throughput)(throughput)高高可用性可用性(availability)(availability)好好有可擴(kuò)展性有可擴(kuò)展性(scalability)(scalability)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器數(shù)據(jù)庫服務(wù)器We

23、bWeb服務(wù)器服務(wù)器打印服務(wù)器打印服務(wù)器( (企業(yè)級(jí)企業(yè)級(jí), ,部門級(jí)部門級(jí)) )實(shí)時(shí)處理和并實(shí)時(shí)處理和并發(fā)工作能力強(qiáng)，發(fā)工作能力強(qiáng)，可靠性和安全可靠性和安全性好性好為其它為其它設(shè)備服設(shè)備服務(wù)務(wù)專用專用價(jià)格便宜價(jià)格便宜功耗低功耗低實(shí)時(shí)實(shí)時(shí)(real time)(real time)處理處理軟件固化軟件固化, , 擴(kuò)展性差擴(kuò)展性差 手機(jī)手機(jī) 數(shù)碼相機(jī)數(shù)碼相機(jī) MP3MP3播放器播放器 功能專用、單功能專用、單一、結(jié)構(gòu)緊湊，一、結(jié)構(gòu)緊湊，固化在芯片中，固化在芯片中，不易修改和擴(kuò)不易修改和擴(kuò)充充 262.1.4 微處理器微處理器和嵌入式計(jì)算機(jī)和嵌入式計(jì)算機(jī)27什么是微處理器？什么是微處理器？n微處理

24、器（微處理器（P ）是使用單片大規(guī)模集成電路制成的、具）是使用單片大規(guī)模集成電路制成的、具有運(yùn)算和控制功能的電子部件，例如有運(yùn)算和控制功能的電子部件，例如:nP是各種類型計(jì)算機(jī)的核心組成部分是各種類型計(jì)算機(jī)的核心組成部分n用于執(zhí)行系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的用于執(zhí)行系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的P 稱為稱為“CPU”n目前幾乎所有計(jì)算機(jī)的目前幾乎所有計(jì)算機(jī)的CPU使用的都是微處理器使用的都是微處理器n除了用作除了用作CPU的通用微處理器之外，的通用微處理器之外， 還有許多專用的微還有許多專用的微處理器產(chǎn)品：繪圖處理器、通信處理器等處理器產(chǎn)品：繪圖處理器、通信處理器等Intel 4004Intel 8086Int

25、el 奔騰奔騰4Intel 酷?？犷?28微處理器的發(fā)展非常迅速微處理器的發(fā)展非常迅速 處理器處理器主要參數(shù)主要參數(shù)400480808086802868038680486奔騰奔騰高能奔高能奔騰騰奔騰奔騰奔騰奔騰奔騰奔騰4推出時(shí)間推出時(shí)間(年年)1971197419781982198519891993199619951997199719981999200320002006主頻主頻 (MHz)0.10824.7762016333310060200150200233333450140015003800前端總線頻前端總線頻率率(MHz)0.10824.77620163325或或3350或或666666

26、100或或133400, 533或或800，1066外部數(shù)據(jù)線外部數(shù)據(jù)線數(shù)目數(shù)目48161632326464646464地址線數(shù)目地址線數(shù)目1016202432323236363636存儲(chǔ)空間大存儲(chǔ)空間大小小640B64KB1MB16MB4GB4GB4GB64GB64GB64GB64GB晶體管數(shù)目晶體管數(shù)目(萬萬)0.230.452.913.427.51203105507509504200制造工藝制造工藝(m)10621.51.51.01.00.80.80.350.60.350.350.250.250.130.130.065芯片引腳數(shù)芯片引腳數(shù)目目1640,4068132168273或或296387242370478或或77529什么是嵌入式計(jì)算機(jī)？什么是嵌入式計(jì)算機(jī)？n把運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入把運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入/輸出控制、接口電路輸出控制、接口電路全都集成在一塊芯片上，這樣的超大規(guī)模集成電路稱為全都集成在一塊芯片上，這樣的超大規(guī)模集成電路稱為“單片計(jì)算機(jī)單片計(jì)算機(jī)”或或“嵌入式計(jì)