计算机基础第2章 计算机组成原理

学习目标与要求1. 了解计算机的发展与作用，掌握计算机硬件的主要组成 部分及其功能、计算机的主要类型及它们的用途。 2. 了解微处理器的特点、功能、应用及大概的发展情况。 3. 描述CPU的结构与工作原理，理解指令的大体执行过程。 4. 熟悉PC机的物理组成，芯片组与其他部件的关系。 5. 了解Cache存储器和主存储器的功能与关系。 6. 理解I/O总线、I/O控制器、I/O接口及I/O设备的功能与 相互关系。 7. 掌握常用输入设备的功能，了解其结构与原理。 8. 掌握常用输出设备的功能，了解其结构与原理。 9. 理解磁盘、光盘的类型、结构与原理。

§ 2.1 计算机的组成与分类2.1.1 计算机的发展与作用1. 计算机的发展(元器件)从上世纪40年代计算机诞生以来，计算机已经走过 了半个多世纪的发展历程。ENIAC 计算机在提高速度、增加功能、缩小体积、降低成 本和开拓应用等方面取得了飞跃的进步。 计算机硬件的发展受到电子开关器件的极大影响， 因此，人们大多按照计算机主机所使用的元器件为计算 机划代。

代 别 第1 代 第2 代

年代 20世纪40年 代中期~50 年代末期 50年代中、 后期~60年 代中期

使用的主要元 器件 CPU:电子管 内存：磁鼓

配置的软件 使用机器语言 和汇编语言编 写程序使 用 FORTRAN 等高级程序设计 语言

主要应用

科学计算和 工程计算 开始广泛应 用于数据处 理领域

CPU:晶体管 内存：磁芯CPU : SSI , MSI 内 存 ： SSI , MSI半导体存储 器 CPU : LSI 、 VLSI 内 存 ： LSI 、 VLSI 的 半 导 体 存储器

第3 代

60 年 代 中 期~70年代 初期

操作系统，数 据库管理系统 等开始使用软件工程、分 布式计算、网 络软件等开始 广泛使用

在科学计算、 数据处理、 工业控制等 领域得到广 泛应用 深入到各行 各业，家庭 和个人开始 使用计算机

第4 代

20世纪70年 代中期以来

计算机的应用模式： 集中计算模式(50--70年代) 分散计算模式(80年代)

网络计算模式(90年代)

智能化计算机(新一代计算机)主要着眼于计算机的智能化，它以知识处理为

基础，可以模拟或部分替代人的智能活动，具有自然的人机通信能力。这是一个需要长期努力才能实 现的目标。

2. 计算机的巨大作用计算机得以飞速发展的根本原因，除了微电子技术等 相关学科的发展之外，还归功于计算机作为信息处理工具 的通用性以及由此带来的计算机应用的广泛性。

使用计算机进行信息处理具有如下一些特点： 通用性强、速度高。 具有多种多样的信息处理能力。 信息存储容量大、存取速度高。 具有互连、互通和互操作的特性。

计算机对

人类社会的进步与发展作用巨大，影响深远。 (1)开发了人类认识自然、改造自然的新资源。计算机的出现，使人们在物质和能源两大战略资源外开 发和利用了“信息”这一新的战略资源。

(2)增添了人类发展科学技术的新手段。计算机科学技术的出现，使人类发展科学技术除了使用 理论推导和科学实验两大传统手段外，又增添了“计算”这 一新的手段。 出现了计算物理学、计算化学、计算生物学、计算力学 等新兴学科。计算机已在航空航天、资源勘探、大范围中长 期天气预报、材料、遗传工程、核能利用、尖端武器设计等 众多领域大量应用，取得了重大的经济效益和社会效益。

(3)提供了人类创造文化的新工具。(即计算机)计算机用于辅助教育；使用计算机进行文字处理与电 子出版;计算机进入影视、音响、美术等领域已经取得了很 大的成功。

(4)引起了人类的工作与生活方式的变化。工作方面：用计算机进行文字处理；用电子报表、图 形、图像、声音等多媒体技术来表示工作中复杂、生动的 实际情况；用电子邮件保证部门间信息传递的及时、方便 与可靠；电子会议方式提高了会议效率。 家庭和日常生活方面：用计算机管理家庭日常事务； 对家用设备进行监控；计算机与市场多媒体数据库相联系 ，实现在家购物；计算机与医疗中心相联系，实现在家就 医；计算机与电视、电话相结合，可获得交互式电视教学 、电视游戏、电视点播等服务；通过计算机网络，在家办 公。

总之，计算机、计算机网络等给人类的工作和 生活方式带来了深刻的变化。人类正在朝着理想的 自动化和智能化生活方式前进。

2.1.2 计算机的组成(★) 计算机系统由硬件和软件两部分组成 硬件是指实际物理装置的总称 软件是指程序、数据、文档的集合 从逻辑上(功能上)来讲：硬件包括：中央处理器(CPU)、内存储器、外存储器、输入设备和输出设备等,它们通过系统总线互相连接。

计算机硬件组成示意图中央处理器 内存储器

系统总线控制器I/O接口

控制器

控制器外存储器接口

输入设备主机:

输出设备

外存储器

CPU、主存储器和总线等。

外设: 输入设备和输出设备和外存储器等。

1、输入设备 功能：把外部信息送入到计算机内的设备。 例如：键盘、鼠标器、扫描仪、光笔(写字板)、 数码相机、摄像机、麦克风、触摸屏等。 2、中央处理器 (CPU,微处理器) 功能：负责对输入信息进行各种处理的部件称为“处 理器”。能高速执行算术、逻辑运算和数据传送。 是计算 …… 此处隐藏：1140字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……