(3) 中央处理器(运算控制器)
什么是处理器(processor)？ 能高速执行指令，完成二进制数据的算术或逻辑 运算和数据传送等操作的部件，特点是：
由数字电路组成，结构非常复杂 所有电路都制作在大规模集成电路芯片上(仅几
个平方厘米)，称为“微处理器” (microprocessor)
Intel 4004 chip
输入设备(input devices)
功能：用来向计算机输入信息 输入设备有多种，例如:
键 盘 —— 输入文字、符号和命令 鼠标器——输入鼠标器移动的位置信息及按钮命令 扫描仪——输入图片 麦克风——输入声音
输入设备的共性：不论信息的原始形态如何，输入到计算机中 的信息都使用二进位来表示
除了CPU之外，计算机中还有哪些处理器？
(4) 存储器
00000 00001 00010 00011 00100
01101001 10101010
存储内容
···· ·
······ ·
地址
功能：
储存以二进位形式表示的程序和数据
分类：内存储器/外存储器
11110 11111
存取速度
内存储器
(简称内存或主存)
计算机硬件的逻辑结构 1
经典计算机的逻辑结构（冯.诺依曼计算机）
存储器
输入设备
运算器和控制器
输出设备
（注：逻辑结构意指概念上（即功能上）的结构）
计算机硬件的逻辑结构 2
现代计算机的逻辑结构
CP
中央处理器
U
(运算器及其控制)
总线(bus)
I/O设备通过I/O接 口与各自的控制器
控制器
连接，然后由控制 器与I/O总线相连
(5) 总线(bus)
功能：
用于连接CPU、内存、外存和各种I/O设备并在它们之间传 输信息的一组共享的传输线及其控制电路
按连接方式分类
系统总线：连接CPU、内存、I/O接口的总线 CPU总线（或前端总线） ：用于连接CPU和内存的总线 I/O总线：连接内存和I/O设备（包括外存）的总线
2.2 CPU的逻辑结构 与工作原理
2.2.1 CPU的逻辑结构 2.2.2 CPU的性能指标
计算机软件
计算机软件是指在计算机中 运行的各种程序及其处理的 数据和相关的文档
运算器
系统软件
应用软件
控制器
操作系统
文字处理
存储器
数据库管理系统
通信
输入设备
程序语言处理系统
···
输出设备
娱乐
计算机是一个复杂的系统
复杂性：硬件由数以亿计的元器件组成，软件由数以亿计的指令组成 多样性：硬件与光、电、声等有关，软件与数学、逻辑···等有关 层次性：分层(hierarchical) 结构
Intel 4004
Intel 8086
Intel 奔腾4
Intel 酷睿2
MPU是各种类型计算机的核心组成部分
用于执行系统软件和应用软件的MPU 称为“CPU” 目前几乎所有计算机的CPU使用的都是微处理器
除了用作CPU的通用微处理器之外， 还有许多专用的微 处理器产品：绘图处理器、通信处理器等
笔记本PC 台式PC 平板 工作站 (workstation)
作为服务器 曙光4000A巨型计算机 (server)使用
独立使用或作为 客户机(client)使用
2.1.4 微处理器 和嵌入式计算机
什么是微处理器？
微处理器（MPU ）是使用单片大规模集成电路制成的、 具有运算和控制功能的电子部件，例如:
(2) 输出设备
输出(output)的双重含义：
1.把信息送出计算机的过程; 2.从计算机输出的内容
输出设备(output devices)
功能：从计算机输出信息 输出设备有多种，例如:
显示器——输出文字、符号和图形 打印机——打印文字、符号和图形 扬声器——输出声音
(多数)输出设备的共性：把计算机中的二进位信息转换成人可 感知的形式(文字、符号、图形、声音等)
Intel 8080 chip
什么是中央处理器(CPU)？
计算机中通常有多个不同的处理器，各有不同的分 工和任务
用于执行系统软件和应用软件的处理器称为CPU， CPU是计算机必不可少的核心组成部件
多数个人计算机只有1个CPU，但有一些计算机包 含有2个、4个、8个甚至成百上千个CPU
问题：
什么是嵌入式计算机？
把运算器、控制器、存储器、输入/输出控制、接口电路 全都集成在一块芯片上，这样的超大规模集成电路称为 “单片计算机”或“嵌入式计算机”
用途举例：内嵌在其他设备中作为信息处理的核心装置， 例如
数码相机、MP3播放器、手机、计算机外围设备、汽车、 机顶盒等
特点：
功能固定、专用，软件固化在芯片上，通常不能改变 大多应满足实时信息处理的要求 以最低成本满足应用要求 能适应恶劣工作环境
很快
较慢
外存储器
(简称外存或辅存)
存储容量 较小(因单位成本较高)
性质
断电后信息消失
很大(因单位成本较低) 断电后信息保持
用途
存放已经启动运行的程序 长期存放计算机系统中几乎所有
和需要立即处理的数据
的信息
与CPU关 CPU所处理的指令及数据 程序及相关数据必须先送入内
系
直接从内存中取出
存后才能被CPU使用
第2章 计算机组成原理
2.1 计算机的组成与分类 2.2 CPU的结构与原理 2.3 PC机的主机 2.4 常用输入设备 2.5 常用输出设备 2.6 外存储器
2.1 计算机的组成与分类
2.1.2 计算机的组成
计算机是一个复杂系统
计算机硬件是计算 机系统中所有实际 物理装置
输入设备
控制器 I/O接口
输出设备
内存储器 控制器
memor y
控制器 外存储器接口
外存储器
与经典计算机结构相比的3个变化：
集中控制→分散控制 存储器→内存储器＋外存储器 通过CPU通信→通过总线进行通信
storag e
(1) 输入设备
输入(input)的双重含义：
1.把信息送入计算机的过程; 2.向计算机输入的内容
按总线上传输信号分类
数据总线、地址总线、控制总线
2.1.3 计算机的分类
计算机的分类（1）
按内部逻辑结构分类 8位/16位/32位/64位 单CPU/多CPU
··· 按性能和价格分类
巨型计算机 (supercomputer) 大型计算机 小型计算机 个人计算机 (personal computer)