计算机系统的组成课件

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计算机组成原理(本全)课件

计算机组成原理(本全)课件
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CONTENTS
• 计算机系统概述 • 中央处理器(CPU) • 存储器系统 • 输入输出(I/O)系统 • 计算机的体系结构 • 计算机的软件系统
01 计算机系统概述
计算机的发展历程
第一代计算机
电子管计算机，20世纪40年代中期至50年代末期，主要用于
军事和科学研究领域。
CPU每个时钟周期执行的指令数，是衡量CPU性能的重要指标。
03 存储器系统
存储器的分类和作用
分类
根据存储器的功能和位置，可以分为内存和外存两大类。内存是计算机内部存储器，用于存放运算数据和程序代码；外存则是计算机外部存储器，用于长期保存大量数据和程
序。
作用
存储器是计算机的重要组成部分，它负责存储程序运行过程中所需的数据、指令等信息，使得CPU能够快速、准确地读取和写入数据，从而完成程序的执行。
软件系统
包括系统软件和应用软件两大类。
操作系统
是计算机的软件系统中最基本、最重要的部分，负责管理和调度计算机的软硬件资源。
计算机的工作原理
二进制数制
计算机内部采用二进制数制进行运算和存储。
指令和程序
计算机按照程序中预定的指令序列进行自动执行。
存储程序原理
将程序和数据存储在计算机内部，根据指令从存储器中取出数据和指令进行运算和传输。
内存的工作原理和组织结构
工作原理
内存由多个存储单元组成，每个单元可以存储一个二进制数。当CPU需要读取或写入数据时，会通过地址总线发送地址信号，内存控制器根据地址信号找到对应的存储单元，完成数据的读取或写入操作。
组织结构
内存的组织结构通常采用线性编址方式，即将内存单元按照一定顺序排列，每个单元都有一个唯一的地址。内存的容量大小由地址总线的位数决定，地址总线位数越多，可访问的内存单元数量就越多。

《计算机组成原理》ppt课件

输入输出系统
输入设备
将人类可读的信息转换为计算机可识别的二进制代码，如键盘、鼠标等。
I/O控制方式
程序查询方式、中断方式、DMA 方式和通道方式等，用于管理输入输出操作。
输出设备
将计算机处理后的结果转换为人类可读的形式，如显示器、打印机等。
I/O接口
连接输入输出设备与主机，实现数据缓冲、电平转换和信号匹配等功能。
括通用寄存器、专用寄存器等。
指令的执行过程
取指
从内存中读取指令，并将其放入指令寄存器中。
执行
根据微操作命令序列，控制运算器、寄存器等部件执行相应的操作。
译码
将指令寄存器中的指令翻译成微操作命令序列。
写回
将执行结果写回到寄存器或内存中。
CPU的性能指标
主频
CPU的时钟频率，通常以MHz或 GHz表示，主频越高，CPU处理
运算器
执行算术运算和逻辑运算，处理数据。
寄存器
暂存指令、数据和地址，提高CPU的运算速度。
存储器
01
主存储器
存放程序和数据的主要区域，直接和CPU交换信息。
02
辅助存储器
长期保存信息，容量大、价格低、速度慢，需通过主存与CPU交换信息。
03
高速缓冲存储器（Cache）
位于CPU和主存之间，存取速度接近CPU，用于缓解主存速度瓶颈问题。
云计算和大数据的融合是未来发展的趋势，通过云计算平台提供的大数据服务，可以实现海量数据的存储、处理和分析。计算机组成原理在云计算和大数据融合中发挥着重要作用，为构建高效、稳定的云计算和大数据平台提供了理论支持。
计算机组成原理的发展趋势和挑战
发展趋势

计算机系统的组成与工作原理ppt课件

工作原理
参照人类大脑的工作方式，首先我们通过眼睛、耳朵等感觉器官，将捕捉到的信息输送到大脑并存储起来。然后经过思考，结合已掌握的知识，按照一定的方法和步骤，对信息进行加工处理，产生处理结果。然后在经过大脑的控制，利用口、手等器官，把结果表达出来。计算机的工作方式也是类似的：
计算机工作原理
它是计算机的核心部件，负责解释执行计算机的基本指令，完成计算机对各种信息的加工处理工作。它主要由运算器和控制器组成。
信息处理的核心
信息处理的指挥中心
现在市场上常用的是AMD处理器、英特尔处理器等。
AMD处理器
Intel处理器
主机板
二、存储器
（1）内存储器，简称内存，也叫主存储器。用于存储计算机当前工作中正在运行的程序、数据等，相当于计算机内部的存储中心。
操作系统有DOS、windows等，我们常用的 WINDOWS 是一个多任务、多窗口的操作系统。
应用软件是为了解决一些实际问题的计算机程序。我们在计算机上作画，需要作图软件如photoshop, 作动画需要动画软件flash，我们写文章要用文字编辑软件，如microsoft word，老师做课件用ppt 等。
注意：在我们使用完USB移动存储器时，一定要在计算机上进行“安全删除硬件”的操作。等WINDOWS通知可以移除设备时，才可以从USB接口中拔出设备
内存条
U 盘
光驱
三、输入设备：用于计算机从外界获取信息
键
鼠
盘
标
摄像头扫描仪
数码相机
四、输出设备：用于将信息传递给外界打印机
显示器
数据输入输入设备
运算器存储器
输出设备输出结果

计算机系统的组成(共19张PPT)

鼠标：人们可以通过拖动、点按鼠标、指挥计算机工作。
扫描仪
数码照相机
二、微机的软件系统
软件分为：系统软件和应用软件。系统软件：操作系统、各种语言解释编译程序、监控程序等。
如：DOS操作系统、WINDOS操作系统。
应用软件：是指为了解决某个实际问题而编制的各种应用程序。如：汉字处理软件、数据库管理系统软件、各类辅助教学软件、办公自动化软件、各种多媒体工具软件等等。
总
主机
硬件系统计算机系统软件系统外设
结
运算器
微处理器（CPU）内存储器（内存）
控制器
输入设备（键盘、鼠标、扫描仪等）
输出设备（显示器、打印机等）外存储器（硬盘、软盘、光盘及它们的驱动器）
系统软件（语言处理系统、服务系统、操作系统等）应用软件（辅助教学软件、辅助管理软件、汉字处理软件、辅助设计软件等等）
谢谢观看
一、微机的硬件系统
硬件系统主要包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分。输入设备存储器输出设备
中央处理器：
运算器
控Байду номын сангаас制器
显示器主机音箱光驱
软驱
键盘
鼠标
CPU
内存
显示器：它能把计算机工作的结果显示出来。
键盘：人们常常通过按键的方式向计算机输入数据指挥计算机工作。
信息技术课件
计算机系统的组成
计算机系统分为硬件和软件两大部分。
硬件是计算机系统中的各种物理装置，是
由各种实在的、看得见摸得着的器件组成的，
它是计算机系统物质基础。
软件是在硬件的基础上运行的各式各样的
程序（它是看不见摸不着的）及有关资料。

计算机组成原理(本全)ppt课件

定点数的加减法实现
通过硬件电路实现定点数的加减法，包括加法器、减法器等。
浮点数的加减运算
浮点数的表示方法
包括IEEE 754标准中浮点数的表示方法、规格化表示和精度。
浮点数的加减法规则
包括阶码和尾数的运算规则、对阶操作、尾数加减运算和结果规格化等。
浮点数的加减法实现
通过硬件电路实现浮点数的加减法，包括浮点加法器、浮点减法器等。
指令的执行过程与周期
指令执行过程
取指、译码、执行、访存、写回等阶段。
VS
指令周期
完成一条指令所需的时间，包括取指周期、间址周期、执行周期等。
07
中央处理器（CPU）
CPU的功能与组成
控制器
负责指令的取指、译码和执行，控制数据和指令在CPU内部的流动。
运算器
执行算术和逻辑运算，包括加、减、乘、除、与、或、非等操作。
多核处理器与并行计算
多核处理器
将多个处理器核心集成在一个芯片上，每个核心可以独立执行指令，提高处理器的并行处理能力。
并行计算
利用多核处理器或多个处理器同时处理多个任务或数据，加速计算过程，提高计算效率。
08
输入输出系统
I/O接口与I/O设备
I/O接口的功能
实现主机与外设之间的信息交换，包括数据缓冲、信号转换、设备选择等。
乘法与除法运算
浮点数的乘除法运算
包括浮点数的乘法、除法和平方根运算等。
定点数的乘除法运算
包括原码一位乘法、补码一位乘法、原码除法和补码除法等。
乘除法运算的实现
通过硬件组成与设计
运算器的基本组成
包括算术逻辑单元（ALU）、寄存器组、数据总线等。
运算器的设计原则

计算机组成原理PPT课件

图像处理软件
如Photoshop、GIMP等，用于编辑、处理和美化图像。
游戏软件
提供娱乐和休闲功能，丰富人们的生活。
软件开发与维护
需求分析
对软件的功能需求进行详细分析，确定软件的目标和功能。
02
设计阶段
根据需求分析结果，设计软件的架构、模块和接口等。
01
03
编码阶段
根据设计文档，使用编程语言实现软件的各个模块。
数据运算与逻辑运算
数据运算
加法、减法、乘法、除法等。
逻辑运算
与运算、或运算、非运算等。
运算器
加法器、乘法器、比较器等。
数据存储与访问方式
数据存储
内存、硬盘、闪存等。
访问方式
随机访问、顺序访问等。
存储结构
线性结构、树形结构、图形结构等。
06 计算机系统性能评价
计算机性能指标
运算速度
指计算机完成一项操作所需的时间，包括CPU运算速度、内存存取速度等。
按用途
通用计算机和专用计算机。
计算机的应用领域
数据处理
企业、政府等组织的数据存储、分析和处理。
辅助设计
建筑设计、机械设计、影视制作等领域。
科学计算
天气预报、物理模拟、工程设计等领域。
自动控制
工业生产、交通管理、智能家居等领域。
网络通信
电子邮件、社交媒体、在线会议等领域。
02 计算机硬件组成
接口是连接设备与总线的桥梁，常见的接口包括USB、HDMI等。
03 计算机软件组成
系统软件
操作系统ห้องสมุดไป่ตู้
是计算机系统的基本软件，负责管理计算机的硬件和应用程序，提供计算机系统的控制、管理、维护等功能。

计算机的组成课件_图文

固态硬盘和传统硬盘的区别
电源
计算机属于弱电产品，也就是说部件的工作电压比较低，一般在正负12伏以内，并且是直流电。而普通的市电为220伏（有些国家为110伏）交流电，不能直接在计算机部件上使用。因此计算机和很多家电一样需要一个电源部分，负责将普通市电转换为计算机可以使用的电压，一般安装在计算机内部。计算机的核心部件工作电压非常低，并且由于计算机工作频率非常高，因此对电源的要求比较高。目前计算机的电源为开关电路，将普通交流电转为直流电，再通过斩波控制电压，将不同的电压分别输出给主板、硬盘、光驱等计算机部件。
内存
内存指的是内存储器，其主要是用来临时存贮数据，比如电脑中调用的数据,就需要从硬盘读出,发给内存,然后内存再发给CPU 也可以理解成是内存和CPU之间的缓存, 因为CPU中的ALU(虚拟寄存器)速度要比硬盘速度快的多. 所以需要内存用来给CPU和硬盘之间进行沟通，当然光盘/软盘等所有外存贮器都是用内存来作桥梁的。
只读存储器：他是死的,删不掉,也无法覆盖其他数据，主要用来存储内存厂商/型号等。
硬盘
硬盘是一种主要的电脑存储媒介。固态硬盘：固态硬盘的接口规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的相同，在产品外形和尺寸上也与普通硬盘一致。其芯片的工作温度范围很宽（40~85℃）。目前广泛应用于军事、车载、工控、视频监控、网络监控、网络终端、电力、医疗、航空等、导航设备等领域。虽然目前成本较高，但也正在逐渐普及到DIY市场。
内存有两个部分：随机存储器(RAM)
只读存储器(ROM)
随机存储器：也就是临时存放数据用的, 断电后数据丢失，所以你复制了东西,没有粘贴时,从新启动计算机后就无法粘贴刚才复制的数据了。比如你玩游戏时,刚玩完游戏感觉计算机速度下降了,这就是内存被游戏数据占用了，从新启动计算机后速度恢复正常,也就是内存中的RAM释放了数据。

计算机的组成(ppt课件)

外存：硬盘、光盘、优盘，数据永久性，速度慢，容量大
6、ห้องสมุดไป่ตู้示卡
通过总线连接CPU与显示器之间的接口电路,
显存：16M, 32M，64M
显示器：超平，纯平，液晶分辨率: 像素 dpi（dot per inch） bps (bit per second)
声效卡
7、网卡、Modem
音箱、打印机、扫描仪键盘、鼠标、
3、内存
•内存:指的就是主板上的存储部件，使CPU直接与之沟通，存放当前正在使用的（即执行中）的数据和程序。
•分类：ROM——固化在芯片上，存放一些监控程序。（主板上）
•
RAM——内存条，只用于暂时存放程序和数据，一旦关
闭电源或发生断电，其中的程序和数据就会丢失。
内存储器
• CPU 与内存储器频繁的数据交换
容量
计量单位：字节(Byte) B、KB、MB、GB、TB 1B=8 bit 即1 字节 (Byte) = 8 位（bit） 1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB 1TB=1024GB
5、硬盘、光驱、软驱
内存与外存的不同特点：
内存： RAM内存条
数据易失性，速度快，容量小
第二章计算机硬件和软件
• 计算机完整的系统由硬件和软件组成
第一节计算机的硬件构成
1、主板 2、CPU(中央处理器） 3、内存 4、硬盘 5、光驱、软驱 6、显卡、声卡 7、网卡 8、外设
显
示
器
声卡网卡
显卡
内存
电源
主板
键盘
鼠标
CPU
硬盘光驱软驱
1、主板
主板上有许多插槽，可以插“即插即用”设备，比如网卡、声卡、显卡、内存等，还提供各种部件的接口，一些数据线也是插在主板上。计算机的绝大部分部件都是集成在主板上的！

计算机的硬件组成(共15张PPT)

它是整个计算机的指挥中心，负责控制计算机各个部件的协调工作，使计算机能够自动连续地执行程序。
2、存储器：是一种记忆装置，是计算机存储数据、程序的地方。
在RAM上既可以写入信息又可以读出，通常用来存放用户输入的程序和数据，其内的信息在断电后会丢失（我们通常讲的内存容量128MB、256MB、512MB、1GB等等就是指RAM中的容量）
一、计算机的硬件组成
存储器
运算器
控制器
输入设备
输出设备
这是由冯·诺依曼首先提出来的,称为冯·诺依曼结构
1、CPU(Center Processed Unit)→中央处理单元，即中央处理器
主要完成算术运算和逻辑运算。它是计算机的核心控制部件。CPU的型号：PI、PII、PIII、PIV、赛扬（ CeleronII ）、 Athlon(速龙)、Duron(毒龙)等等。
光盘驱动器的种类:
4、DVD-ROM：数字通用光盘。存储量很大，可达到30GB。另还有：DVD-R，DVD-RW，这两种同样需要相应的刻录机和刻录软件。
CD-ROM驱动器； CD-RW刻录机(可刻写CD-R/CD-RW碟片) ； DVD-ROM驱动器； DVD-RW/R光盘刻录机。
返回
技嘉新品SLI主板(888元)
语言处理程序（它包含解释和编译两种程序）：常见的高级语言：QBASIC、C、C++、FORTRE、FOXBASE、FOXPRO……
服务程序：包括：装配程序、编辑程序、诊断程序、提示系统等等。
在各种平台或语言上开发的具体使用的软件。如：人口出入境登记管理系统、图书馆资料检索软件、人事管理软件、工资管理软件、辅助教学软件。
光盘的种类:
2、CD－R：可写入式光盘。它必须配合CD-R光盘刻录机和刻录软件将资料一次写入CD-R光盘中，但不能擦写已写入的内容。对资料的保存有较高的安全性。

计算机系统组成ppt课件

硬盘
选择读写速度快、容量适中的硬盘，考虑是否需要固态硬盘。
组装流程演示
安装处理器和散热器
将处理器安装到主板上，并安装好散热器。
安装主板和显卡
将主板安装到机箱内，并连接好各种接口和线缆，安装显卡并连接好显示器。
准备工作
准备好所需硬件和工具，确保工作环境静电安全。
安装内存和硬盘
将内存插入主板内存插槽，将硬盘安装到机箱内并连接好数据线和电源线。
02 计算机硬件系统
中央处理器
01
02
03
组成
包括运算器和控制器，是计算机的核心部件。
功能
负责解释计算机指令以及处理数据，执行各种算术和逻辑运算。
性能指标
主频、外频、倍频、缓存等。
存储器
分类
功能
内存储器
外存储器
内存储器和外存储器。
用于存储程序和数据，供CPU调用。
包括RAM（随机存储器）和ROM（只读存储器）。
进行系统配置
根据个人需求进行系统配置，如设置网络、分辨率、声音等参数。
常见故障排查及维修方法
开机无显示检查硬件连接是否正常、电源是否通电等可能原因，并逐一排查解决。
系统蓝屏或死机
可能是硬件冲突、驱动程序问题或病毒感染等原因导致，需要针对不同情况进行排查和修复。
硬盘故障
硬盘出现故障可能导致数据丢失或无法启动等问题，需要及时进行数据备份和更换硬盘等操作。
系统调优
针对特定应用场景，对计算机系统进行综合调优，实现最佳性能表现。
可靠性、可用性与可维护性评估
可靠性评估
通过故障率、平均无故障时间等指标，评估计算机系统的稳定性。
可用性评估

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计算机系统的组成
显示器主机音箱
键盘
鼠标
教学目标：教学目标：
1、了解计算机系统的组成、 2、掌握计算机系统的各部分组成的功能。、掌握计算机系统的各部分组成的功能。
计算机系统由硬件系统和软件系统两大部计算机系统由硬件系统和软件系统两大部硬件系统分组成。分组成。硬件系统是指计算机的物理器件，它是计硬件系统是指计算机的物理器件，是指计算机的物理器件算机系统的物质基础。算机系统的物质基础。软件系统是在硬件的基础上运行的各式各软件系统是在硬件的基础上运行的各式各样的程序（它是看不见摸不着的）、数据等。样的程序（它是看不见摸不着的）、数据等。）、数据等硬件是计算机的身体，硬件是计算机的身体，软件是计算机的灵魂，它们相辅相成、缺一不可。它们相辅相成、缺一不可。
键盘：人们常常通过按键的方式向计算机输入数据指挥计算机工作。
鼠标：人们可以通过拖动、点按鼠标、指挥计算机工作。
输出设备
输出设备是用来输出计算机的数据以及计算机处理结果的设备。以及计算机处理结果的设备。常见的输出设备有显示器、打印机和音箱等。出设备有显示器、打印机和音箱等。
显示器：显示器：它能把计算机工作的结果显示出来。机工作的结果显示出来。
总
CPU 计算机系统硬件系统存储器
结
运算器控制器内存只读存储器（ROM）随机存储器（RAM）
外存输入设备（键盘、鼠标等）输出设备（显示器、打印机等）
软件系统
系统软件ห้องสมุดไป่ตู้操作系统等）应用软件（photoshop、媒体播放软件等）
课后作业：课后作业：
• 1、如何选购一台适合自己的计算机？、如何选购一台适合自己的计算机？ • 2、没有系统软件计算机能工作吗？为什、没有系统软件计算机能工作吗？么？
内存
外存是可以将信息长期保存的设备，保存的设备，常见外存有:硬常见外存有:硬软盘、盘、软盘、光盘等。盘等。
输入设备
输入设备它的功能是将外部信息（输入设备它的功能是将外部信息（如文字、声音、图像等）文字、声音、图像等）转变为数据输入到计算机中，以便加工、处理。到计算机中，以便加工、处理。它是人们和计算机系统之间进行信息交换的主要装置之一。要装置之一。学习和生活中我们最常用的输入设备是键盘和鼠标。的输入设备是键盘和鼠标。
存储器
存储器可分为内存和外存。存储器可分为内存和外存。内存内存是计算机内部存储信息的设备。是计算机内部存储信息的设备。它有只读存储器（只读存储器（ROM）和随机存储器）（RAM）两种。）两种。大家知道ROM和RAM的区别吗？和的区别吗？大家知道的区别吗其实ROM和RAM的区别就在于：和的区别就在于：其实的区别就在于断电后ROM中的信息不会丢失，而中的信息不会丢失，断电后中的信息不会丢失 RAM断电后其中的信息会丢失。断电后其中的信息会丢失。断电后其中的信息会丢失
工作过程：
输入设备存储器输出设备
中央处理器(CPU)：：中央处理器
运算器控制器
二、计算机的软件系统
软件系统分为：软件系统分为：系统软件和应用软件系统软件是计算机必须具备的，系统软件是计算机必须具备的，用以实现计算机系统的管理、控制、运行和维护的。例如：机系统的管理、控制、运行和维护的。例如：操作系统、各种编程语言等都是系统软件。操作系统、各种编程语言等都是系统软件。应用软件：应用软件：是指为了解决某个实际问题而编制的各种应用程序。常用的应用软件photoshop、的各种应用程序。常用的应用软件、 office办公软件、媒体播放软件等办公软件、办公软件
一、计算机硬件系统
运算器控制器存储器输入设备输出设备
CPU
运算器和控制器合称为CPU，它是计合称为，算机系统的核心，算机系统的核心，人们常常将其比喻成PC 们常常将其比喻成系统的“心脏” 系统的“心脏”，大家都知道心脏对于人是很重要的，是很重要的，那可想而知ＣＰＵＣＰＵ对于计算而知ＣＰＵ对于计算机也是至关重要的，机也是至关重要的，它在很大程度上它决定了计算机的性能。定了计算机的性能。