• RAM（随机存储器 / 读写存储器）: 远比外存速度高， 属半导体，不能断电保留数据。其指标主要是容量大 小 :字节 ( 512M )和速度快慢：纳秒，两种常见内存：
– EDO DRAM（Extend Data Out / Dynamic RAM）当前 主流内存
– 同步高速内存（SRAM）：主要用于高速缓存。
1 Byte = 8 Bit
• 千字节(KB, Kilo Byte)： 1 KB = 1024 Byte
• 兆字节(MB, Mega Byte) 1MB = 1024 KB
• 吉字节(GB, Giga Byte) 1GB = 1024 MB
• 太字节（TB,Tera Byte） 1TB = 1024 GB
• 虚拟存储器： RAM受限时，以磁盘作为RAM 的扩充； • CMOS：存放系统参数，如磁盘的磁道，扇区数等； • ROM：存放着一些最基本的指令序列（如 BIOS）与
备组成 4) 核心是“存储程序”的思想
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8
CPU
• CPU（Central Processing Unit）：也称为中央处理器。
两大功能部件：控制器 +算术逻辑部件（运算器和寄存器） 内存
控制器
ALU(arithmetic & Logic Unit)
寄存器
寄存器
累加器
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控制器、寄存器和累加器
• 控制器是计算机的指挥系统，控制器是通过地 址访问存储器，逐条取出选中单元的指令、分 析指令，并根据指令产生相应的控制信号作用 于其它各个部件，控制其它部件完成指令要求 的操作。
外存
磁盘、光盘等
键盘、鼠标、扫描仪等 显示器、打印机等
OS、编译和解释系统等
数据库、各类软件包
计算机系统的总体构成
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5
计算机硬件系统
• 基本构成：
– 主机+外设+总线
– 总线的分类：
• 地址总线+数据总线+控制总线
– 内存的几种大小表示(与总线密切相关)：
• 位（Bit）
• 字节(B，或Byte)：
• 寄存器：高速存储器（数目很少，价格贵） • 累加器（运算器）：进行算术/逻辑运算
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指令
– 定义：计算机执行某种操作的命令（如，加法） – 特点：一类（80 X 86）计算机具有的所有指令集合构成该
机的指令系统。不同类型机器的指令系统是不相同的。但它 们都是二进制表示的，也称机器语言的语句
– 构成：操作码（功能）+操作数： 操作码 | 操作数 – 主要功能类：数据传送，数据运算，输入/出，控制等 – 主要工作过程（见图）：取指令、分析指令、执行
存储器又称为主存(或内存)，是计算机的存储和记忆装置， 用以存放数据和程序。计算机的内存通常采用半导体 器件，因此，不能断电保留数据。
内存单元总是由地址来表征的。所谓内存的大小（亦称 为容量）就是指有多少内存单元，即：有多少字节：M, K(m), G(m), T(m)。
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16
存储器
– 类别：RAM，虚拟存储器，CMOS 和 ROM
– L2缓存即二级高速缓存，通常做在主板上，目前有 些CPU将二级缓存也做到了CPU芯片内。 L2高速 缓存的容量比一级缓存容量大。
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14
协处理器
带协处理器的CPU可以加快特定类型的数 值计算（尤其是浮点运算）。某些需要 进行复杂运算的软件系统，如AUTO CAD 就需要协处理器支持。

15
存储器（Memory）
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3
• Step5: 根据配置信息，由 OS 设置计算机的运 行环境。配置信息来自于 CMOS 和配置文件 （Config）。
• Step6: OS 运行，开始接受用户命令。
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4
CPU
运算器、控制器、寄存器
计算机硬件
计算机系统 计算机软件
存储器
输入设备 输出设备 系统软件 应用软件
内存
RAM、ROM
…
5. 0250
数
据
6. …
… 内存
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12
CPU 的性能评价
• 时钟频率：单位，兆赫兹(Mega Hertz)。计算 机系统内有一个脉冲发生器，定时发出脉冲 （节拍），以控制所有系统操作的时间。目前 超过 2.0 G MHz；
• 字长：同时处理多少位数据。目前主要为32位。
• 指令集复杂度：CISC(Complex Instruction Set Computer) 和 RISC(Reduced Instruction …)
指令，直至执行结束。整个过程由计算机协同操作完成。可 以简单顺序进行，可以流水线，也可以并行。
– 指令的周期：执行一条指令所需的时间。
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11
指令寄存器 07 + 0250
译码器
操作 控制 线路
指令 计数 器
控制器
运算器
地址
内容
1. 0100
指
令
2. 0101
指
令
3. 0102 070250
4. …
的引导程序（如果电源灯为绿色而无任何信息，表明 引导部分有问题（ROM/RAM））
• Step3: 自检。引导程序检查计算机（显卡，内存，键
盘和磁盘驱动器等）是否有故障。
• Step4: 加载 OS（如，Windows）。根据在 CMOS
中设置的磁盘优先顺序，从相应的盘中加载 OS（如A 盘为优先盘但没有插入，则依次检查下一个）。若找 不到，则报错
ROM (Read Only Memory)，RAM (Random Access Memory)
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6
构成结构
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7
冯.偌依曼机的体系
1) 采用二进制形式表示数据和指令; 2) 程序与数据预先存入主存（内存）,工作时连
续自动高速顺序执行（逻辑上）. 3) 由运算器, 控制器,存储器,输入设备和输出设
计算机系统组成
•基本构成 •计算机硬件系统
•体系结构 •微型计算机 •计算机购买与选择
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1
总体构成
• 计算机基本构成：
– 软件：程序、数据和文档 – 硬件：组成计算机的各种器件
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2
工作流程
• Step 1: 加电。打开计算机电源开关，给主板和风扇
供电，电源指示灯变绿；
• Step2: 启动引导程序。加电后，CPU 执行ROM内
• 对指令的操作（流水线-单机使执行期重合/并 行性，多处理机同时执行多条指令）。
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13
CPU 的性能评价（续）
• 高速缓存：在内存与 CPU 之间的缓冲器，用 于平缓CPU速度快与 RAM 相对较慢的矛盾。 功能类似于磁盘缓存（平缓磁盘与 CPU的快慢 矛盾）
– L1缓存也称片内缓存，Pentium时代的处理器把L1 缓存集成在CPU内部。L1高速缓存容量一般较小。