【正文】 口 VGA 視頻口 鍵盤接口 雙絞線接口 PS/2接口 串行口 25針 同軸電纜網(wǎng)絡(luò)接口 顯示器 接口 麥克風(fēng) 音 箱 鍵盤接口 并行口 USB 接口 以太網(wǎng) 雙絞線接口 串行口 鼠標器 接口 (安裝在主板上的 I/O設(shè)備接口 ) 58 計算機的組成與分類 臺式 PC機箱背板照片 鍵盤接口 鼠標接口 串行接口 電源接口 打印機 (并行 )接口 (游戲 )操縱桿接口 顯示器接口 揚聲器接口 麥克風(fēng)接口 電話線 /MODEM接口 59 計算機的組成與分類 常用的 I/O接口及其性能參數(shù) 名 稱 數(shù)據(jù)傳輸方式 數(shù)據(jù)傳輸速率 標 準 插頭 /插座形式 可連接的設(shè)備數(shù)目 通常連接的設(shè)備 串行口 串行 , 雙向 50～ 19200 b/s EIA232 或 EIA422 DB25F或DB9F 1 鼠標器， MODEM 并行口 (增強式 ) 并行 , 雙向 ，掃描儀 USB() USB() 串行 , 雙向 (慢速 ) (全速 ) USB A 最多 127 鍵盤，鼠標器，數(shù)碼相機，移動盤等 USB() 串行 , 雙向 60MB/s(高速 ) USB A 最多 127 外接硬盤，數(shù)字視頻設(shè)備，掃描儀等 IEEE 1394a IEEE 1394b 串行 , 雙向 ,25,50MB/s 100MB/s FireWire() 最多 63 數(shù)字視頻設(shè)備 IDE 并行 , 雙向 66MB/s 100MB/s 133MB/s Ultra ATA/66 Ultra ATA/100 Ultra ATA/133 (EIDE) 1~4 硬盤，光驅(qū)，軟驅(qū) SATA 串行 , 雙向 150MB/s 300MB/s 7針插頭 /插座 1 硬盤 顯示器輸出接口 并行 , 單向 200～ 500MB/s VGA HDB15 1 顯示器 PS/2接口 串行 , 雙向 低速 IBM 1 鍵盤或鼠標器 紅外線接口(IrDA) 串行 , 雙向 115,000 bps 或 4 Mbps 紅外線數(shù)據(jù)協(xié)會 不需要 1 鍵盤，鼠標器，打印機等 60 計算機的組成與分類 關(guān)于 USB接口 ? 通用串行總線式接口（ Universal Serial Bus ） ? 高速、可連接多個設(shè)備、串行傳輸 ? 傳輸速率： ? USB的 ： Mb/s和 12 Mb/s ? ：高達 480Mb/s（ 60MB/s） ? 使用 4線連接器，體積小，符合即插即用規(guī)范（ Plug amp。芯片組決定了主板上所能安裝的內(nèi)存的最大容量、速度及可使用內(nèi)存條的類型 ? 由于集成電路集成度越來越高，為降低系統(tǒng)成本，芯片組中集成了越來越多的功能，包括網(wǎng)卡、顯卡、聲卡等功能 ? 芯片組產(chǎn)品： ? Intel芯片 (如 86 91 94 95 975系列等） ? VIA（威盛，中國臺灣） ? ATI（加拿大） ? AMD（美國） 43 計算機的組成與分類 (3) BIOS ? 什么是 BIOS （ Basic Input/Output System） ？ ? 中文名為 “ 基本輸入 /輸出系統(tǒng) ” ， 它是存放在主板上 只讀存儲器 （ ROM） 芯片中的 一組機器語言程序 ? 功能： ? 診斷計算機故障 ? 啟動計算機工作 ? 控制基本的輸入輸出操作 (鍵盤 、 鼠標 、 磁盤讀寫 、屏幕顯示等 ) ? BIOS 芯片 ? 保存 BIOS的只讀存儲器 (ROM)芯片 44 計算機的組成與分類 BIOS 芯片中包含的程序 ? 加電自檢程序 程序 （ POST） (Power On Self Test)用于 檢測計算機硬件故障 ? 系統(tǒng)自舉程序 （ Boot） 啟動計算機工作 ， 加載并進入操作系統(tǒng)運行狀態(tài) ? CMOS設(shè)置程序 設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)：日期 、 時間 、 口令 、 配置參數(shù)等 ? 常用外部設(shè)備的驅(qū)動程序 （ Driver） 實現(xiàn)對鍵盤 、 顯示器 、 軟驅(qū)和硬盤等常用外部設(shè)備輸入輸出操作的控制 45 計算機的組成與分類 內(nèi)存儲器 46 計算機的組成與分類 復(fù)習(xí)：內(nèi)存與外存的關(guān)系及比較 ? 內(nèi)存儲器 (簡稱內(nèi)存或主存 ) ? 存取速度快 ? 成本高、容量相對較小 ? 直接與 CPU連接， CPU(指令 )可以對 內(nèi)存中的指令及數(shù)據(jù)進行讀、寫操作 ? 屬于揮發(fā)性存儲器 (volatile)，用于臨時存放正在運行的程序和數(shù)據(jù) 內(nèi)存儲器 外存儲器 CPU 指令 1 指令 2 指令 k 指令 n 程序 數(shù)據(jù) 1 數(shù)據(jù) 2 數(shù)據(jù) m 數(shù)據(jù) ① 任務(wù)啟動時 ， 執(zhí)行該任務(wù)的程序和數(shù)據(jù)將從外存成批傳送到內(nèi)存 ② CPU從內(nèi)存中逐條讀取該程序的指令及相關(guān)的數(shù)據(jù) ④ 將指令的運算處理結(jié)果送回內(nèi)存保存 ⑤ 任務(wù)完成后 ， 將處理得到的全部結(jié)果成批傳送到外存以長久保存 ③ 逐條執(zhí)行指令 ， 按指令要求完成對數(shù)據(jù)的運算和處理 ?外存儲器 (簡稱 外存 或輔存 ) ?存取速度慢 ?成本低、容量很大 ?不與 CPU直接連接， 計算機運行程序時，外存中的程序及相關(guān)數(shù)據(jù)必須先傳送到內(nèi)存，然后才能被 CPU使用。指令是構(gòu)成程序的基本單位，程序是由一連串指令組成的 ? 指令采用二進位表示，大多數(shù)情況下，指令由兩個部分組成： 操作碼 操 作 數(shù) 地 址 指出 CPU應(yīng)執(zhí)行何種操作的一個命令詞，例如加、減、乘、除、取數(shù)、存數(shù)等 指出該指令所操作 (處理 )的數(shù)據(jù)或者數(shù)據(jù)所在位置 舉例 : 10 02 06 把 02存儲單元和 06存儲單元中的內(nèi)容相加，和數(shù)保存在 02單元 26 計算機的組成與分類 指令在計算機中的執(zhí)行過程 ： CPU的控制器從存儲器讀取一條指令并放 ：指令寄存器中的指令經(jīng)過譯碼，決定該指令應(yīng)進行何種操作、操作數(shù)在哪里 取操作數(shù) 進行運算 ，決定下一條指令的地址 1 取指令 4 修改指令計數(shù)器 3 執(zhí)行指令 2 指令譯碼 指令執(zhí)行周期 27 計算機的組成與分類 關(guān)于指令系統(tǒng) ? CPU可執(zhí)行的全部指令稱為該 CPU的指令系統(tǒng)，即它的機器語言 ? 指令應(yīng)該簡單，簡單才能提高速度 ! 1. 操作功能要簡單，不宜太多、太復(fù)雜 2. 指令的格式要統(tǒng)一： 固定長度、統(tǒng)一分段 3. 操作數(shù)的來源要有限制： ? 算術(shù)邏輯運算指令的操作數(shù)只能來自寄存器 ? LOAD/STORE指令的操作數(shù)來自 (或送到 )內(nèi)存 ? 寄存器 ?內(nèi)存 內(nèi)存 ?寄存器 ? Intel 奔騰處理器的指令系統(tǒng)由于歷史的原因，并不符合上述原則！ 28 計算機的組成與分類 關(guān)于奔騰 4系列的指令系統(tǒng) ? 產(chǎn)品發(fā)展過程為： 8088（ 8086） → 80286 → 80386→ 80486 → Pentium→ Pentium PRO→ Pentium II → Pentium III → Pentium 4 → 奔騰 D→ 奔騰至尊 → 酷睿 → 酷睿 2 ? 為解決軟件兼容性問題，采用“向下兼容方式”開發(fā)新的處理器，即所有新處理器均保留老處理器的全部指令，同時還擴充功能更強的新指令。 等有關(guān) ? 層次性：分層 (hierarchical) 結(jié)構(gòu) 5 計算機的組成與分類 計算機硬件的邏輯結(jié)構(gòu) 1 ? 經(jīng)典計算機的邏輯結(jié)構(gòu)（ 馮 .諾依曼計算機 ） 運算器和控制器 輸入設(shè)備 輸出設(shè)備 存儲器 （注：邏輯結(jié)構(gòu)意指概念上（即功能上）的結(jié)構(gòu)） 6 計算機的組成與分類 計算機硬件的邏輯結(jié)構(gòu) 2 ? 現(xiàn)代計算機的邏輯結(jié)構(gòu) ? 與經(jīng)典計算機結(jié)構(gòu)相比的 3個變化： ? 集中控制 → 分散控制 ? 存儲器 → 內(nèi)存儲器＋外存儲器 ? 通過 CPU通信 → 通過總線進行通信 中央處理器 (運算器及其控制 ) 外存儲器 內(nèi)存儲器 輸出設(shè)備 總線 (bus) 輸入設(shè)備 I/O接口 I/O接口 外存儲器接口 控制器 控制器 控制器 CPU 控制器 memory storage I/O設(shè)備通過 I/O接口 與各自的控制器連接，然后由控制器與 I/O總線相連 7 計算機的組成與分類 (1) 輸入設(shè)備 ? 輸入 (input)的雙重含義： 。 01101001 10101010 00001 00000 00010 00011 00100 11110 11111 中央 處理器 運算器和控制器 輸入設(shè)備 輸出設(shè)備 存儲器 21 計算機的組成與分類 “ 存儲程序控制 ” 原理 ? 將問題的解算步驟編制成為 程序 ，程序連同它所處理的數(shù)據(jù)都用 二進位表示 并 預(yù)先 存放在存儲器 中 ? 程序運行時， CPU從內(nèi)存中一條一條地取出指令和相應(yīng)的數(shù)據(jù)， 按指令操作碼的規(guī)定 ，對數(shù)據(jù)進行運算處理，直到程序執(zhí)行完畢為止 ② CPU從內(nèi)存中逐條讀取該程序的指令及相關(guān)的數(shù)據(jù) ④ 將指令的運算處理結(jié)果送回內(nèi)存保存 ⑤ 任務(wù)完成后 ， 將處理得到的全部結(jié)果成批傳送到外存以長久保存 外存儲器 內(nèi)存儲器 CPU ① 任務(wù)啟動時 ， 執(zhí)行該任務(wù)的程序和數(shù)據(jù)從外存成批傳送到內(nèi)存 指令 1 指令