计算机导论 - [课件]第2章 计算机系统的硬件

微操作控制部件(MOCU)可有下列两种实现方案： ·组合逻辑控制 ·微程序控制 CPU 主存储器 I/O接口 DMA控制器 I/O设备 总线 交换数据 ① ② ④ ③ 3. 直接存储器存取方式DMA P83 上一页 返 回 下一页 * 教学小结 常见的输入输出设备及性能参数(打印机、显示器等)； 输入输出接口及分类； 输入输出控制方式； 返 回 上一页 教学目的： 本讲主要介绍计算机各部件间实现“软连接”的指令系统、实现“硬连接”的总线、介绍计算机程序的执行过程，从而了解计算机的整机工作原理。 教学重点： 指令的定义和基本格式、指令系统的定义； 总线的定义，分类； 2.5 计算机的整机结构 教学 引入 计算机内部如何实现软连接和硬连接？ 返 回 下一页 指令 计算机用以控制各个部件协调动作的命令，必须能被计算机硬件直接理解 指令系统 一台计算机所能执行的全部指令，表明一台计算机具有那些硬件功能，决定着如何使用计算机和计算机如何工作，它是硬件逻辑设计的基础。 2.5.1 指令系统 P84 上一页 返 回 下一页 指令格式：为一条指令中操作码和地址码的安排方式。 分类： 按一条指令所包含的地址码的个数，指令格式分为三地址、二地址、单地址和零地址等指令 θ d1 d2 d3 d3←(d1) θ(d2) θ d1 d2 d2←(d1) θ(d2) θ d1 θ A←(A) θ(d2) 空操作指令、停机指令和堆栈指令 1. 指令的基本格式 上一页 返 回 下一页 可简化系统结构 方便系统扩展 连接计算机各部件之间或各计算机之间的一束公共信息线，它是计算机中传送信息代码的公共途径 定 义 使用总线原因 信息内容 分类 对象位置 分类 片内总线：指计算机各芯片内部传送信息的通路。 系统总线：微机中各插件板与系统板之间的总线，用于插件板一级的互连 。 外部总线：微机和外部设备之间的总线 数据总线： 在中央处理器与内存或输入／输出设备之间传送数据。 地址总线： 用来传送存储单元或Ｉ/Ｏ接口地址信息。 控制总线：负责在中央处理器和主存或外设之间传送信息 2.5.2 总线 P89 传送方式 分类 串行总线：二进制各位在一条线上是一位一位传送的 并行总线：一次能同时传送多个二进制位数的总线 上一页 返 回 下一页 常用的总线 系统 总线 通信 总线 片内 总线 I2C 总线 SPI 总线 SCI 总线 RS-232-C 总线 RS-485 总线 IEEE-488 总线 USB 总线 ISA 总线 EISA 总线 VESA 总线 PCI 总线 Compact PCI AGP 接口 上一页 返 回 下一页 总线的速率： 总线的时钟频率 总线的数据传输宽度 其工作速率，将直接影响着系统的输入输出过程。 总线速率 上一页 返 回 下一页 总线标准 是对系统总线的机械物理尺寸、引线数目、信号含义、功能和时序、数据传输率、工作频率、总线协议等进行统一的严格定义，使它具有高度的科学性和权威性，以便被计算机界广泛接受。 例如：IEEE和IEC提出的S-100总线、STD总线、VME总线等。 其他如：IEC-RS232、ISA、EISA、MAC及PCI等。 总线标准 P89 上一页 返 回 下一页 * 主 板 BIOS芯片 BIOS电池 硬盘或光驱数据线接口 软驱接口 电源插座 内存插槽 CPU插座 键盘和鼠标接口 并行通信接口 串行通信接口 USB接口 网卡接口 声卡接口 PCI 插槽 AGP插槽 芯片组 上一页 返 回 下一页 主频：计算机中最基础时 标信号,即机器主脉冲频率 指令系统:计算机全部指令集合 存储容量:计算机能存储的二进制信息的总量 机器字长：计算机能一次并行处理的二进制代码的位数。 计算机 性能指标 机器可靠性：用平均无故障时间表示 上一页 返 回 下一页 机器速度 主频：计算机中最基础的时标信号,即机器的主脉冲频率。每秒执行多少百万条指令MIPS CPU:Intel Pentium4 530 3.0E 主频 3000MHz 机器字长 计算机能一次并行处理的二进制代码的位数 存储容量 计算