什么是计算机?
定义:一种存储事先已经编制好的程序并能连续而自动地取出这些程序来执行,只能对事先已数字化的信息进行算术或逻辑运算的快速工具。
计算机定义的概略解释
1、算术、逻辑运算(我们在小学就已学完 的加减乘除四则运算)
2、信息的数字化(一架冰冷的机器所能听 懂的唯一语言)
3、存贮程序的工作方式(现代化的流水 线)
符合以上特征的即被称之为冯·诺依曼体系结构的计算机
冯·诺依曼体系结构的计算机(1)
到目前为止,几乎生产的所有计算机都是冯·诺依曼体系结构的计算机,这也是我们正在使用的诸如奔2奔3之类的微机的体系结构。(但是现在的计算机科学家认为只有打破冯·诺依曼体系,计算机的效率才能得到突破)
冯·诺依曼体系结构的计算机(2)
- 采用二进制代码表示数据和指令。
- 采用存储程序工作方式,即:
事先编制程序。
实现存储程序。
自动、连续地执行程序。
冯·诺依曼体系结构的计算机(3)
由以下五大部件组成计算机硬件系统:
- 运算器(进行简单四则运算逻辑运算)
- 控制器(命令自己或外部设备做这做那)
- 存储器(存储程序和数据)
- 输入设备(外部的触角,眼,耳…)
- 输出设备(执行机构,手,脚…)
各种计算机

不管外观与体积如何,计算机硬件系统的组成都是一样的。
微机基本组成


基本结构

1. CPU(中央处理器)

- 包括运算器和控制器
- 计算机硬件的核心
- 型号
Intel: 486、586(奔腾)、PII、PIII、赛扬系列
AMD: K6-2、K6-III、K7系列 - 主频:66MHz、100MHz、133MHz
CPU基本结构

微处理器包括运算器、控制器、寄存器组三大部分,一般被集成在一个大规模集成芯片上,如8088、80x86等等,它是计算机的核心部件,具有计算、控制、数据传送、指令译码及执行等重要功能, 它直接决定了计算机的主要性能.
- ALU —— 运算器的核心部件是算逻单元ALU,所有的算术运算, 逻辑运算和移位操作都是由ALU完成的.
- 控制器 —— CPU的指挥机关,完成指令的读入、寄存、译码和执行。
程序计数器 PC—— 用于保存下一条要执行的指令的地址。
指令寄存器 IR —— 保存从存储器中读入的当前要执行的指令。
指令译码器 ID —— 对指令寄存器 IR中保存的指令进行译码分析。
堆栈指示器 SP —— 对堆栈进行操作时提供地址。
处理器状态字PSW —— 暂存处理器当前的状态。 - 工作寄存器组 —— 暂存寻址和计算过程的信息.
地址寄存器 ——地址寄存器用于操作数的寻址。
数据寄存器 ——数据寄存器用来暂存操作数和中间运算结果。 - I/O控制逻辑 —— 包括CPU中输入/输出操作有关的逻辑,其作用是处理输入/输出的操作。
2.存储器
用于存放程序代码及有关数据.
- 计算机存取数据的部件,常用半导体做成,存储器中存放二进制单元,每个存储单元有一个编号,称为地址,计算机是根据地址来访问存储器的。
- 存储器的主要技术指标有存储容量和速度。速度可用存取时间和存储周期来衡量.
存取时间TA是指从启动一次存储器操作(读/写)到完成该操作所需的时间。
存储周期Tm是指连续两次访问存储器所需的最小时间间隔。通常Tm比TA稍大,这是由于存储器的积压部分都必须有一段稳定恢复的时间,所以读出后不能立即进行访问。


存储器由若干存储单元、地址译码器及相应的控制电路组成。
存储单元的内容:存储器由若干个单元组成,每个单元可存放 8 位二进制信息(通常也用两位十六进制数表示),这就是它们的内容。
存储单元的地址:为区分不同的单元,对这些单元分别编了号,这些编号即它们的地址。
存储器的读写操作:存储器中的不同存储单元,是由地址总线上送来的地址,经过存储器中的地址译码器译码,选中该单元,然后根据控制总线上的控制命令(或读或写),进行相应的读写操作。
存储器

3.输入输出接口电路
由于外部设备如键盘、显示器、软盘、硬盘、打印机等,在数据格式、运行速度等方面与 CPU 不匹配,故在连接时,需通过 输入输出接口电路使外部设备与之相连。
输入设备--输入设备是给计算机输入信息的设备。输入住处通过输入设备转换成计算机能识别的二进制代码,送入存储器中保存。常用的输入设备有键盘、鼠标器和光笔。

输出设备--输出设备是输出计算结果的设备。常见的输出设备有显示器、打印机、绘图机等。

4.总线
总线是微型计算机中模块到模块之间传输信息的通道,是各种公共信息线的集合,采用总线结构便于部件和设备的扩充。 对微机而言,总线可以
分为以下四类:
- 片内总线——这种总线是微处理器的内总线,在微处理器内用来连接ALU、CU和寄存器组等逻辑功能单元。这种总线没有具体标准,由芯片生产厂家自己确定。
- 片间总线——微处理器、存储器芯片、I/O接口芯片等之间的连接总线。片间总线通常包括数据总线、地址总线和控制总线。
- 内总线 —— 内总线是微型计算机系统内连接各插件板的总线.内总线有不同的总线标准,如 S-100总线(IEEE-696标),STD总线,IBM-PC总线标准等,采用不同总线标准的功能板无法连接在一起。
- 外总线 —— 用于微型计算机系统之间或者微型计算机与外部设备之间的通
信。外总线技术已经很成熟,各种应用要求皆有标准可遵循。
如并行总线IEEE-488标准,串行总线RS-232标准等。
四类总线之间的关系如图所示。

地址、控制、数据总线:
地址总线:用于传送 CPU 要访问的存储单元的地址或 I/O 端口地址,地址总线的位数决定了 CPU 可以直接寻址的地址范围。
控制总线:用来传送控制信号。
数据总线:用于 CPU 与存储器、 CPU 与外设之间传送信息。


