計算機組成06801.ppt

計算機組成 中央處理器 主存儲器 輸入 / 輸出 子系統的內部連接 程序執行 兩種不同的體系結構 計算機硬件的組成 仍然遵從von Neumann體系結構, 主要包括 中央處理單元CPU(控制器、運算器、寄存器) 存儲器(內存儲器、外存儲器) 輸入輸出設備 互連設備 中央處理器 CPU的全稱是“Central Processing Unit”，即中央處理器。 由ALU、控制單元、寄存器構成。 ALU: 算術運算、邏輯運算 寄存器：數據寄存器、指令寄存器、程序計數器 控制單元：協調控制 CPU的主要性能指標有： 1．主頻 主頻即CPU工作的時鐘頻率。CPU的工作是周期性的，它不斷地執行取指令、執行指令等操作。這些操作需要精確定時，按照精確的節拍工作，因此CPU需要一個時鐘電路產生標準節拍，一旦機器加電，時鐘電路便連續不斷地發出節拍，就像樂隊的指揮一樣指揮CPU有節奏的工作，這個節拍的頻率就是主頻。一般說來，主頻越高，CPU的工作速度越快。 2．外頻 實際上，計算機的任何部件都按一定的節拍工作。通常是主板上提供一個基準節拍供各部件使用，主板提供的節拍稱為外頻。 3．倍頻 隨著科技的發展，CPU的主頻越來越快，而外部設備的工作頻率跟不上CPU的工作頻率，解決的方法是讓CPU作頻率以外頻的若干倍工作。 CPU主頻是外頻的倍數稱為CPU的倍頻。 CPU工作頻率＝倍頻×外頻 4．地址總線寬度 我們知道，PC(Personal Computer，個人計算機)采用的是總線結構。地址總線寬度(地址總線的位數)決定了CPU可以訪問的存儲器的容量，不同型號的CPU總線寬度不同，因而使用的內存的最大容量也不一樣。如32位地址總線能使用的最大內存容量為4GB。 5．數據總線寬度 數據總線寬度決定了CPU與內存、輸入／輸出設備之間一次數據傳輸的信息量。Pentium以上的計算機，數據總線的寬度為64位，即CPU一次可以同時處理8個字節的數據。 6．L1高速緩存 緩存是位于CPU和內存之間的容量較小但速度很快的存儲器，使用靜態RAM做成，存取速度比一般內存快3～8倍。 L1緩存也稱片內緩存，Pentium時代的處理器把L1緩存集成在CPU內部。L1高速緩存容量一般在32KB～64KB之間，少數可達到128KB。 7．L2高速緩存 此即二級高速緩存，通常做在主板上，目前有些CPU將二級緩存也做到了CPU芯片內。 L2高速緩存的容量一般在128KB～512KB之間，甚至在1M以上。 主存儲器 存儲單元的集合，每一存儲單元都有唯一的標識符——地址。 數據以字的形式在存儲器中傳入和傳出。 地址空間 所有可標識的獨立地址單元的總數稱為地址空間。 存儲單位 作為位模式的地址 地址本身也是用位模式表示的。 如果字長是一個字節，計算機有N個字的存儲空間，則需要log2 N位的無符號整數來確定每個存儲單元。 例子 一計算機內存32MB，要多少位來尋址任意一個字節？ 32MB= 225B, log2 225=25位。 計算機有128MB內存，字長有8字節，需要多少位來尋址任意一個單字？ 128MB= 227B. 每個字是 8 (23)字節, 所以需要224個字.需要log2 224 = 24 位 存儲器類型 RAM、ROM RAM:SRAM、 DRAM掉電即失 ROM:PROM、EPROM、EEPROM掉電不失 存儲層次結構 輸入/輸出 分為存儲設備和非存儲設備 非存儲設備： 鍵盤、鼠標、顯示器、打印機 存儲設備分為： 1磁介質：磁盤、磁帶 2光存儲設備：CD-ROM 、CD-R 、CD-RW DVD 表面結構 磁道和扇區 性能Performance 角速度the rotational speed 尋道時間the seek time 傳送時間the transfer time 光存儲設備 CD-ROM (Compact Read-Only Memory )： (650MB) CD-R (Compact Disc-Recordable): (650MB) CD-RW (Compact Disc-Rewritable): (650MB) DVD (Digital Video Disc) :(4.7、8.5、9.4、17GB) 速度 倍速150KB/s 40倍速6MB/s 子系統的內部連接 CP

總結

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