電腦的系統(tǒng)組

1、5.15.1系統(tǒng)組系統(tǒng)組88885.25.2基本電腦系統(tǒng)基本電腦系統(tǒng)90905.35.3中央處理器中央處理器91915.45.4主記憶體主記憶體93935.55.5電腦的總線電腦的總線97975.65.6埠和界面卡埠和界面卡9999z電腦系統(tǒng)包括電腦系統(tǒng)包括硬件硬件和和軟件軟件z硬件硬件 (Hardware) y實(shí)體的機(jī)械部件實(shí)體的機(jī)械部件y例如鍵盤(pán)、滑鼠、和顯示器等例如鍵盤(pán)、滑鼠、和顯示器等z軟件軟件 (Software) y程式或數(shù)據(jù)程式或數(shù)據(jù)第五章 電腦的系統(tǒng)組z系統(tǒng)組系統(tǒng)組 (System unit) y通常是金屬製的盒子通常是金屬製的盒子y容納容納x主板、埠 (Port)、界面卡 (

2、Interface card) 和存貯設(shè)備等y界面卡或埠界面卡或埠x鍵盤(pán)、顯示器和打印機(jī)等其他設(shè)備，必須經(jīng)電纜連接到系統(tǒng)組y筆記簿型電腦把幾乎所有的電子部件都容納在筆記簿型電腦把幾乎所有的電子部件都容納在系統(tǒng)組內(nèi)系統(tǒng)組內(nèi)第五章 電腦的系統(tǒng)組z主板主板y包含不同類型的晶片包含不同類型的晶片z晶片晶片 (或稱集成電路，或稱集成電路，IC) :y半導(dǎo)體半導(dǎo)體y由主板上的金屬線連接由主板上的金屬線連接y數(shù)以百萬(wàn)計(jì)晶體管數(shù)以百萬(wàn)計(jì)晶體管 (Transistor) 的的y提供電腦的計(jì)算和存貯能力提供電腦的計(jì)算和存貯能力第五章 電腦的系統(tǒng)組z基本的電腦系統(tǒng)有下列的硬件部件基本的電腦系統(tǒng)有下列的硬件部件y 1

3、.中央處理器中央處理器 (CPU)y 2.主記憶體主記憶體 (Main memory)y 3.輸入設(shè)備輸入設(shè)備 (Input devices)y 4.輸出設(shè)備輸出設(shè)備 (Output devices)y 5.輔助存貯器輔助存貯器 (Secondary storage)y 6.通訊設(shè)備通訊設(shè)備 (Communication devices)z 個(gè)人電腦個(gè)人電腦 PC: CPU 和和 Memory 都插於主板上，連接到主板的屬於周都插於主板上，連接到主板的屬於周邊設(shè)備邊設(shè)備 (Peripheral devices)。第五章 電腦的系統(tǒng)組z中央處理器中央處理器 (CPU) y解譯及執(zhí)行基本的指令解譯

4、及執(zhí)行基本的指令y控制電腦的操作控制電腦的操作y統(tǒng)籌所有電腦部件所執(zhí)行的任務(wù)。統(tǒng)籌所有電腦部件所執(zhí)行的任務(wù)。第五章 電腦的系統(tǒng)組z1.控制部件控制部件 (CU) y控制電腦的整體運(yùn)行控制電腦的整體運(yùn)行y解譯程式解譯程式y(tǒng)發(fā)出適當(dāng)?shù)男盘?hào)發(fā)出適當(dāng)?shù)男盘?hào)y指示並控制周邊設(shè)備的操作指示並控制周邊設(shè)備的操作z2.算術(shù)及邏輯運(yùn)算部件算術(shù)及邏輯運(yùn)算部件 (ALU)y執(zhí)行各種運(yùn)算的工作，包括執(zhí)行各種運(yùn)算的工作，包括y計(jì)算、比較和決定。計(jì)算、比較和決定。第五章 電腦的系統(tǒng)組z大型電腦大型電腦y例如主機(jī)例如主機(jī) (Mainframe) 和超級(jí)電腦和超級(jí)電腦 (Supercomputer)y中央處理器是由許多晶片及

5、多塊電路底板組成中央處理器是由許多晶片及多塊電路底板組成z個(gè)人電腦個(gè)人電腦y中央處理器在一塊晶片上中央處理器在一塊晶片上y稱為微處理器稱為微處理器 (Microprocessor) 第五章 電腦的系統(tǒng)組z時(shí)鐘速度時(shí)鐘速度 (Clock speed) yCPU 每秒製造時(shí)鐘週期每秒製造時(shí)鐘週期 (Clock cycle) 的數(shù)量的數(shù)量y指令在某個(gè)時(shí)鐘週期的倍數(shù)內(nèi)完成指令在某個(gè)時(shí)鐘週期的倍數(shù)內(nèi)完成y所以時(shí)鐘速度愈高，所以時(shí)鐘速度愈高，CPU 愈快。愈快。y以玆赫以玆赫 (Hz) 來(lái)量度來(lái)量度yMega (M) 代表一百萬(wàn)代表一百萬(wàn) (106)yGiga(G) 代表十億代表十億 (109)y800

6、MHz PowerPC 每秒產(chǎn)生八億個(gè)每秒產(chǎn)生八億個(gè) (800 x 106) 時(shí)鐘週期時(shí)鐘週期2.2 GHz Pentium 4 每秒產(chǎn)生廿二億每秒產(chǎn)生廿二億個(gè)個(gè) (2.2 x 109) 時(shí)鐘週期。時(shí)鐘週期。第五章 電腦的系統(tǒng)組z易失性易失性 (volatile) y電源截?cái)鄷r(shí)，記憶體內(nèi)的數(shù)據(jù)將會(huì)消失電源截?cái)鄷r(shí)，記憶體內(nèi)的數(shù)據(jù)將會(huì)消失z非易失性非易失性 (non-volatile)y電源截?cái)鄷r(shí)，記憶體內(nèi)的數(shù)據(jù)則可保存電源截?cái)鄷r(shí)，記憶體內(nèi)的數(shù)據(jù)則可保存第五章 電腦的系統(tǒng)組z1. 隨機(jī)接達(dá)記憶體隨機(jī)接達(dá)記憶體 (RAM)y可替換的記憶體晶片可替換的記憶體晶片y保存指令和數(shù)據(jù)的地方保存指令和數(shù)據(jù)的地

7、方y(tǒng)易失性易失性z載入載入 (Load) y將數(shù)據(jù)從輔助存貯器複製到將數(shù)據(jù)從輔助存貯器複製到 RAM 上上y啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)時(shí)，OS 某些檔案會(huì)從硬磁碟載入到某些檔案會(huì)從硬磁碟載入到 RAMz存貯檔案存貯檔案 (Save 或存檔或存檔) y將數(shù)據(jù)從將數(shù)據(jù)從 RAM 複製到輔助存貯器上複製到輔助存貯器上第五章 電腦的系統(tǒng)組z2. 唯讀記憶體唯讀記憶體 (ROM) y永久地存貯指令永久地存貯指令y非易失性非易失性y內(nèi)容只能被讀取，但卻不能更改內(nèi)容只能被讀取，但卻不能更改y稱為固件稱為固件 (Firmware)x程式存貯在晶片，而不是在一般光碟中。yROM 晶片存貯啟動(dòng)電腦的指令晶片存貯啟動(dòng)電腦的指令

8、x稱為基本輸入/輸出系統(tǒng) (BIOS)x系統(tǒng)程式的一部份。第五章 電腦的系統(tǒng)組z3. 互補(bǔ)型金屬氧化半導(dǎo)體互補(bǔ)型金屬氧化半導(dǎo)體 (CMOS)y內(nèi)容可以更改內(nèi)容可以更改y非易失性非易失性y存貯有關(guān)電腦配置的資訊，包括存貯有關(guān)電腦配置的資訊，包括x硬磁碟的容量x各個(gè)埠的類型x鍵盤(pán)、顯示卡、目前的時(shí)間和日期等資訊y 並不存貯任何程式並不存貯任何程式第五章 電腦的系統(tǒng)組第五章 電腦的系統(tǒng)組R RA AM MR RO O M MC CM M O O S S永久性易失性非易失性非易失性彈性可讀可寫(xiě)只可讀可讀可寫(xiě)資訊類型數(shù)據(jù)和指令系統(tǒng)程式和數(shù)據(jù)配置數(shù)據(jù)大小最大小最小可升級(jí)的是的記憶體大小可以增加不能不能z記

9、憶體大小記憶體大小y影響電腦的效率影響電腦的效率y以字節(jié)以字節(jié) (Byte) 為單位為單位y以以 1,024 字節(jié)的倍數(shù)為容量字節(jié)的倍數(shù)為容量y千字節(jié)千字節(jié) (KB 或或 K) = 1,024 y百萬(wàn)字節(jié)百萬(wàn)字節(jié) (MB) = 1,024 x 1,024y十億字節(jié)十億字節(jié) (GB) = 1,024 x 1,024 x 1,024y為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，1,024 會(huì)下舍到會(huì)下舍到 1,000第五章 電腦的系統(tǒng)組z記憶體位址記憶體位址 (Memory address)y主記憶體是一連串的存貯格主記憶體是一連串的存貯格 (Memory location)y每格長(zhǎng)度為一個(gè)字節(jié)每格長(zhǎng)度為一個(gè)字節(jié)

10、y並有獨(dú)特的位址，由零開(kāi)始並有獨(dú)特的位址，由零開(kāi)始x例如在 1 K 記憶體中，位址的範(fàn)圍從 0 到 1,023。y由於記憶體的位址有所限制，所以記憶體的大由於記憶體的位址有所限制，所以記憶體的大小也有限制，最大值取決於電腦的結(jié)構(gòu)。小也有限制，最大值取決於電腦的結(jié)構(gòu)。y只要只要 CPU 知道數(shù)據(jù)的位址，便可快速地存取知道數(shù)據(jù)的位址，便可快速地存取數(shù)據(jù)。稱為直接存取數(shù)據(jù)。稱為直接存取 (Direct access)y與順序存取與順序存取 (Sequential access) 剛好相反。剛好相反。第五章 電腦的系統(tǒng)組z總線總線 (Bus 或匯流排或匯流排)y傳送數(shù)據(jù)的通道傳送數(shù)據(jù)的通道y容許每次同

11、時(shí)傳送一列電子信號(hào)容許每次同時(shí)傳送一列電子信號(hào) (即多個(gè)位元即多個(gè)位元)。y中央處理器和記憶體之間的通道中央處理器和記憶體之間的通道y記憶體和周邊設(shè)備之間記憶體和周邊設(shè)備之間z總線有兩部份總線有兩部份y位址總線位址總線 (Address bus) y數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線 (Data bus)第五章 電腦的系統(tǒng)組z總線有兩類型總線有兩類型y系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線 (System bus) x中央處理器和主記憶體之間的通道y周邊總線周邊總線 (Peripheral bus)x主記憶體和周邊設(shè)備之間的通道第五章 電腦的系統(tǒng)組1.I SA 總線2.PCI 總線3.SCSI 總線4.U SB5.AG P 總線周邊

12、總線z總線的寬度總線的寬度(Bus width)y通道的寬度稱通道的寬度稱y每次可同時(shí)傳送的位元數(shù)每次可同時(shí)傳送的位元數(shù)y例如例如 32 位元位元, 64 位元位元y總線寬度影響電腦的整體表現(xiàn)總線寬度影響電腦的整體表現(xiàn)第五章 電腦的系統(tǒng)組z埠埠 (Port) y建造於主板上的插座建造於主板上的插座y周邊設(shè)備和記憶體之間的界面周邊設(shè)備和記憶體之間的界面y直接地連接到周邊總線直接地連接到周邊總線z界面卡界面卡 (Interface card)y連接周邊設(shè)備與主板的電路底板連接周邊設(shè)備與主板的電路底板y界面卡必須插在主板上的界面擴(kuò)充槽界面卡必須插在主板上的界面擴(kuò)充槽y直接地連接到周邊總線直接地連接到周邊總線第五章 電腦的系統(tǒng)組第五章 電腦的系統(tǒng)組埠名周邊設(shè)備1.鍵盤(pán)和滑鼠埠鍵盤(pán)、滑鼠2.Seri al port 串行埠滑鼠、數(shù)據(jù)機(jī)、圖形書(shū)寫(xiě)版3.Paral l el port 平行埠打印機(jī)4.SCSI port 小型電腦標(biāo)準(zhǔn)介面埠快速的設(shè)備，例如硬磁碟5.U SB port 通用串行總線多種周邊設(shè)備6