专题二 计算机系统的组成（一）（课件）-《计算机基础知识》高考备考讲练测（浙江省）

专题二 计算机系统的组成（一） 计算机基础 专题复习讲练测 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 考纲要求 一 2．理解计算机的基本结构和工作原理。 知识点梳理 二 冯・诺依曼体系结构，又称普林斯顿体系结构，是一种将程序存储器和数据存储器合并在一起的处理器架构设计，使用同一个存储器，经由同一个总线传输。 一．冯 · 诺依曼体系结构 知识点梳理 二 一．冯 · 诺依曼体系结构 运算器：计算机中执行各种算术和逻辑运算操作的部件，其基本操作包括加、减、乘、除四则运算等。 （1）基本组成部分 控制器：是计算机的指挥中心，负责从存储器中取出指令，并对指令进行译码和执行，控制计算机的各个部件协同工作，以完成各种操作。 知识点梳理 二 一．冯 · 诺依曼体系结构 存储器：用于存放计算机运行中的原始数据、中间结果以及指示计算机工作的程序。它包括内存和外存，内存用于暂时存储正在运行的程序和数据，速度快但容量相对较小，断电后数据会丢失；外存用于长期存储程序和数据，容量大但速度相对较慢，断电后数据不会丢失。 （1）基本组成部分 输入设备：向计算机输入数据和信息的设备，是计算机与用户或其他设备通信的桥梁。 输出设备：是计算机硬件系统的终端设备，用于接收计算机数据的输出显示、打印、声音、控制外围设备操作， 知识点梳理 二 一．冯 · 诺依曼体系结构 采用二进制：计算机内部采用二进制数进行数据表示和运算，即用 0 和 1 来表示所有的数据和指令。 （2）主要特点 存储程序：将程序和数据以二进制的形式存储在计算机的存储器中，计算机可以自动地从存储器中读取指令并执行，无需人工干预。大大提高计算机的自动化程度和工作效率。 知识点梳理 二 一．冯 · 诺依曼体系结构 顺序执行：计算机按照程序中指令的顺序依次执行指令，一条指令执行完成后再执行下一条指令。使计算机的工作流程相对简单和稳定，但也限制了计算机的并行处理能力。 （2）主要特点 知识点梳理 二 一．冯 · 诺依曼体系结构 计算机在运行时，首先通过输入设备将数据和程序输入到计算机的存储器中。 控制器从存储器中取出指令，并对指令进行译码和执行，控制运算器、存储器等部件协同工作，以完成指令所规定的操作。 运算器根据指令的要求进行算术运算或逻辑运算，并将结果存储在存储器中。 最后，通过输出设备将计算机处理的结果输出到外部设备，如显示器、打印机等。 （3）工作原理 知识点梳理 二 一．冯 · 诺依曼体系结构 冯・诺依曼瓶颈：由于取指令和存取数据要从同一个存储空间存取，并经同一总线传输，无法重叠执行，只能串行进行，因此影响了数据处理速度的提高，这就是所谓的 “冯・诺依曼瓶颈”。 （4）局限性 指令执行的串行性：计算机按照程序中指令的顺序依次执行指令，一条指令执行完成后再执行下一条指令，这种顺序执行的方式限制了计算机的并行处理能力，难以充分发挥现代计算机硬件的性能。 知识点梳理 二 （1）常见概念 计算机完成某个操作所发出的命令就称为指令。 使用者根据解决某一问题的步骤， 选用一条条的指令进行有序的排列， 这一指令序列就称为程序。 二．计算机的工作过程 知识点梳理 二 二．计算机的工作过程-微型计算机工作过程 CPU访问输入/输出接口(I/O接口) 1 读入数据并运行 2 暂存结果 3 输出结果 4 知识点梳理 二 三．总线的组成与类型 系统总线就是用于连接 计算机中各部件的一组公共信号线。 局部总线指从 CPU 芯片上引出的信号线。 标准局部总线指在CPU 信号线基础上定义的信号线使用标准，PCI 是标准局部总线。 常见概念 知识点梳理 二 三．总线的组成与类型 按功能分，总线可分为内部总线、系统总线、外部总线。 ①内部总线：CPU 内部连接各寄存器及运算部件的总线。 ②系统总线：连接 CPU 和计算机内部其他高速功能部件的总线。 ③外部总线：也称 I/O 总线、通信总线，是微机系统之间或微机系统与其他系统之间信 息传递的通路。常见的外部总线有RS-232 串行总线、USB 总线。 分类 知识点梳理 二 三．总线的组成与类型 (2)按传送的数据格式分类。 按传送的数据格式分，总线可分为串行总线和并行总线。 (3)按时序控制方式分类。 按时序控制方式分，总线可分为同步总线和异步总线 分类 知识点梳理 二 三．总线的组成与类型 ISA 总线：1984 年由 IBM 推出，数据总线 16 位（后扩展为 EISA 32 位），是早期通用总线标准，已被 PCI 总线取代。 PCI 总线：Intel 推出的局部总线，32 位可扩展至 64 位，兼容 ISA，曾广泛应用于外设连接。 AGP 总线：Intel 专为 3D 图形设计的高速接口，提供 2.1Gbps 带宽，后被 PCI-E 取代。 PCI-E 总线：最新通用总线标准，支持串行点对点连接，传输速率高达 32Gbps（PCI-E3.0），支持热插拔，全面替代 PCI 和 AGP，实现总线标准统一。 2. 常用的微机系统总线 高考真题 三 1.下列总线中不属于外部总线的是（ ） A. RS-232 总线 B. USB 总线 C. IEEE-488 总线 D. PCI 总线 【答案】A 【解析】外部总线用于连接计算机与外部设备（如打印机、键盘、U 盘等），常见类型包括： RS-232（串行通信接口，如连接调制解调器）； USB（通用串行总线，广泛用于外设连接）； IEEE-488（GPIB，用于测试和测量设备）。 高考真题 三 2.下列可以实现双向传送信息的系统总线是（ ） A.数据总线B.地址总线C.控制总线ID.USB总线 【答案】A 【解析】数据总线：数据总线用于在计算机各部件之间传输数据，它可以实现双向数据传输，即 CPU 可以通过数据总线从内存或其他设备读取数据，也可以将数据写入内存或其他设备，所以数据总线能双向传送信息。 高考真题 三 3.下列关于总线的描述，不正确的是（ ） A.数据总线是双向的 B.地址总线是单向的 C.微型计算机总线技术从标准局部总线向标准系统总线发展 D.串行总线RS232C、并行总线IEEE一488和USB总线都是外部总线 【答案】C 【解析】总线技术发展趋势是从系统总线（如 ISA）向局部总线（如 PCI、AGP）演进。局部总线用于连接高速设备（如显卡），而系统总线是早期连接整个系统的总线。 高考真题 三 4.“下列选项中属于最新的总线和接口标准的是（ ） A.ISA B.PCI-E C.AGP D.PCI 【答案】B 【解析】A. ISA：早期工业标准总线（1980 年代），速度慢，已淘汰。 B. PCI-E（PCI Express）：2004 年推出，采用串行传输，带宽高、扩展性强，是目前主流总线标准。 C. AGP：专为显卡设计的总线（1997 年），已被 PCI-E 取代。 D. PCI：1993 年推出的并行总线，逐渐被 PCI-E 替代。 限时练习 四 1.下列关于冯・诺依曼体系结构的说法，正确的是（ ） A. 数据和程序存储在不同的存储器中 B. 计算机内部采用十进制数进行数据表示和运算 C. 计算机按照程序中指令的顺序依次执行指令 D. 指令执行具有并行性，能充分发挥现代计算机硬件性能 【答案】C 【解析】系统总线由数据总线、地址总线和控制总线构成，数据总线双向，其宽度决定每次同时传输信息的位数；地址总线单向传送主存与外设的地址信息；控制总线用于指明数据传送方向、中断控制和定时控制等，但每一根都是单向的，C 选项错误。 限时练习 四 2. 关于系统总线的说法，错误的是（ ） A. 数据总线是双向的，其宽度决定每次同时传输信息的位数 B. 地址总线用来传送主存与外设的地址信息，是单向的 C. 控制总线用于指明数据传送方向、中断控制和定时控制等，每一根都是双向的 D. 系统总线由数据总线、地址总线和控制总线构成 【答案】C 【解析】系统总线由数据总线、地址总线和控制总线构成，数据总线双向，其宽度决定每次同时传输信息的位数；地址总线单向传送主存与外设的地址信息；控制总线用于指明数据传送方向、中断控制和定时控制等，但每一根都是单向的，C 选项错误。 限时练习 四 3.下列属于外部总线的有（ ） A. RS-232 串行总线 B. USB 总线 C. ISA 总线 D. PCI 总线 【答案】AB 【解析】外部总线也称 I/O 总线、通信总线，常见的外部总线有 RS-232 串行总线、USB 总线；ISA 总线是早期通用总线标准，PCI 总线是局部总线，均不属于外部总线，所以 CD 错误，AB 正确。 内容小结 五 谢谢 $$