【正文】 放主存中一部分內(nèi)容的副本（拷貝），即當前正在執(zhí)行的程序中的活躍部分。有可能封裝在 CPU盒中，也有可能在 CPU盒外。 主存 (Cache) 36 ?通常有兩種類型的 cache： ?內(nèi)部 cache 與 CPU制作在同一個芯片內(nèi)，內(nèi)部 cache容量很小，可以以 CPU的核心速度運行。 35 ?高速緩沖存儲器的存取速度比主存快，但比 CPU內(nèi)部的寄存器慢 。 ?CMOS與 ROM的區(qū)別在于 ：其內(nèi)容隨著計算機系統(tǒng)配置的改變或用戶的設(shè)置而發(fā)生變化。 ?只讀存儲器 (ROM) 33 ?CMOS 芯片一般用來存儲計算機系統(tǒng)每次開機時所需的重要信息，例如計算機貯存容量、鍵盤類型、鼠標、監(jiān)視器以及磁盤驅(qū)動器的有關(guān)信息。 ?只讀存儲器 (ROM) 32 ?ROM 常用來 存放固定不變重復使用的程序、數(shù)據(jù)或信息 ，如存放漢字庫、各種專用設(shè)備的控制程序等。 ?可擦除可編程 ROM (EPROM)： 用戶可編程，但需要用紫外線燈擦除。 Ⅱ 只讀存儲器 (ROM) 31 ?ROM 又可以細分為四種類型： ?掩模式 ROM (MROM)： 內(nèi)容由芯片制造商寫入，寫入后任何人無法改變。通常用來存儲那些關(guān)機后不能丟失的程序和數(shù)據(jù)。用戶只能讀，不能寫。 ?RAM的速度是重要的指標，如果 RAM的速度低于 CPU的速度，則 CPU訪存時需要等待。存取速度慢，但容量較大，價格較低。存取速度快，但容量較小，價格較高。若斷電或關(guān)掉計算機，全部存儲的信息將會丟失。 ?對所有存儲單元的讀寫時間均相同。 26 ? 主存儲器分為三種類型： ① 隨機存儲器 (RAM) ② 只讀存儲器 (ROM) ③ 互補金屬氧化物存儲器 (CMOS) 主存儲器＝ RAM＋ ROM＋ CMOS 27 ?RAM的特點： ?計算機中主存的主要組成部分。 ?地址本身采用位模式。 ?所有在存儲器中可標識的獨立地址單元的總數(shù)稱為 地址空間 。 ?內(nèi)存儲器的容量和存取速度是主要的指標。 每一個存儲單元都有惟一的標識符 —— 地址 。 2 存儲器分為兩大類： ? 內(nèi)存儲器 (內(nèi)存、主存 ) ? 外存儲器 (輔助存儲器 ) ? ROM ? RAM ? 高速緩存 ? CMOS ? 軟盤 ? 硬盤 ? 光盤 ? 磁帶 . 主存儲器 23 ?內(nèi)存儲器由超大規(guī)模集成電路做成。 ?指揮并控制 CPU、主存和輸入 /輸出設(shè)備之間的數(shù)據(jù)流動。 ?控制單元的基本功能： ?從主存中取出指令。 ? 指令是計算機進行操作的命令，將控制計算機完成規(guī)定動作的命令稱為指令。當前指令執(zhí)行完后，程序計數(shù)器自動加 1，指向下一條指令的地址。 ?指令寄存器 ：存放從內(nèi)存中取出的指令， 以便于稍后解釋和執(zhí)行它們。 ?CPU的運算需要多個寄存器。 ? 由控制器選擇上述運算中的一種。 ?算術(shù)運算 ：包括加 1 (+1)、減 1 (1)、 加法、減法、乘法和除法等。 16 ? 計算機處理數(shù)據(jù)形成信息的加工部件。 . 中央處理單元（ CPU） 控制單元 寄存器 程序計數(shù)器 15 ?中央處理器（ CPU）是計算機中的核心部件，決定了整個計算機的功能和性能指標。 10 1 中央處理單元 2 主存儲器 3 輸入 /輸出 4 子系統(tǒng)間的連接 5 微型計算機的硬件組成 6 程序執(zhí)行 計算機硬件組成 11 輸入 /輸出設(shè)備 存儲器 計算機硬件 ?通?？梢园延嬎銠C硬件的五大基本部件可以分成三大類： CPU、 存儲器 和 輸入 /輸出子系統(tǒng) 。 計算機 系統(tǒng) ? + ? = 計算機系統(tǒng) 硬件 軟件 計算機系統(tǒng)組成 9 ? 以 CPU為核心，配以 存儲器 、 輸入輸出設(shè)備 及其它 輔助電路 ，組成計算機的 硬件系統(tǒng) 。諾依曼型計算機 。 存儲器 : 存儲數(shù)據(jù)和程序 算術(shù)邏輯單元 (ALU) : 進行算術(shù)邏輯運算 控制單元 : 控制程序的執(zhí)行 輸入 /輸出設(shè)備 : 接收來自外界數(shù)據(jù) /向外界發(fā)送數(shù)據(jù) 7 1945年 6月馮 諾依曼模型 6 ?計算機的硬件組成包括： 存儲器 ， 算術(shù)邏輯單元 (ALU)， 控制單元 和 輸入 /輸出設(shè)備 。 4 計算機 輸入數(shù)據(jù) 輸出數(shù)據(jù) 程序 馮 諾依曼（美籍匈牙利數(shù)學家科學家，計算機之父）提出的馮 諾依曼模型 ?我們可以認為計算機是一個接受輸入數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)，產(chǎn)生輸出數(shù)據(jù)的黑盒子。2022 模塊 3 計算機硬件 2 1．馮 諾依曼模型 2．計算機系統(tǒng)組成 3．硬件系統(tǒng)組成 4．多媒體信息處理、多媒體計算機 主要內(nèi)容 3 馮 輸入數(shù)據(jù) 輸出數(shù)據(jù) 程序 ?馮 諾依曼模型著眼于計算機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。諾依曼模型 5 計算機 輸入數(shù)據(jù) 輸出數(shù)據(jù) 程序 輸入 /輸出設(shè)備 存儲器 算術(shù)邏輯單元 控制單元 馮 又稱為五大基本部件。諾依曼在一篇論文中第一次提出了計算機三個主要思想： ? 計算機由前述四個部分（五大基本部件組成） ? 采用二進制來表示程序和數(shù)據(jù) ? 程序和數(shù)據(jù)都必須存儲在存儲器中 目前絕大多數(shù)計算機仍建立在這個思想的基礎(chǔ)上，稱之 馮 8 硬件系統(tǒng)：設(shè)備 軟件系統(tǒng)：程序＋文檔 ?硬件 通常是指一切看得見，摸得到的設(shè)備實體； ?軟件 通常是泛指各類程序和文件，它們實際上是由一些算法以及其在計算機中的表示所構(gòu)成的。 ? 以 操作系統(tǒng) 為核心的 系統(tǒng)軟件 以及其它 應用軟件 組成計算機的 軟件系統(tǒng) 。 12 ?中央處理單元（ CPU） ? CPU = 運算器 + 控制器 ?主機 ? 主機 = CPU + 主存儲器 ?外部設(shè)備（廣義的輸入 /輸出設(shè)備） ? 除去主機以外的硬件裝置（如輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、輔助存儲器等） 13 （外）存儲器 （ 內(nèi)）存儲器 中央處理器 （ CPU） 輸入 設(shè)備 輸出 設(shè)備 數(shù)據(jù)流 地 址 控制流運算器 控制器 14 ?CPU 包括三部分： 算術(shù)邏輯單元 (ALU)、控制單元 和 寄存器 。 ?控制器：取指令、分析指令、執(zhí)行指令 ?運算器：執(zhí)行算術(shù)運算和邏輯運算 ?工作原理： 把處理問題的程序和所需的數(shù)據(jù)均以二進制編碼形式表示，并且預先按一定順序存放到計算機的存儲器里，計算機工作時自動執(zhí)行程序，從而實現(xiàn)自動控制。 ? 完成算術(shù)運算和邏輯運算。 ?邏輯運算 ：包括 “ 非 ” 、 “ 與 ” 、“ 或 ” 和 “ 異或 ” 。 Ⅰ 算術(shù)邏輯單元 (ALU) 17 ?寄存器是用來臨時存放數(shù)據(jù)的高速獨立的存儲單元。 ?常見的寄存器有： Ⅱ 寄存器 寄存器 數(shù)據(jù)寄存器 指令寄存器 程序計數(shù)器 18 ?數(shù)據(jù)寄存器 ：用