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《的硬件结构》ppt课件•引言•中央处理器(CPU)目录•存储器Contents•输入/输出(I/O)设备•总线(Bus)•硬件结构的发展趋势01引言主题介绍硬件结构硬件结构的发展历程主要介绍计算机硬件的基本构成,包简要介绍计算机硬件的发展历程,从括中央处理器、内存、存储设备、输最早的电子管计算机到现代的集成电入输出设备等路计算机硬件结构与软件的关系说明硬件结构是软件运行的基础,软件需要硬件的支持才能正常工作硬件的重要性硬件是计算机的基础没有硬件,计算机就无法运行硬件是计算机的1物理组成部分,承载着计算机的运算、存储和输入输出等功能硬件性能对计算机性能的影响硬件性能的好坏直接影响到计算机的性能,包括2运算速度、存储容量、数据传输速度等硬件与软件协同工作硬件和软件是相辅相成的,只有硬件和软件协同3工作,才能发挥出计算机的最佳性能02中央处理器(CPU)CPU的组成010203运算器控制器寄存器执行算术和逻辑运算操作,负责协调和指挥整个计算存储CPU内部处理的数据包括加法、减法、乘法和机系统的操作,控制指令和指令,提供快速的存储除法等的执行和数据的传输和访问功能CPU的工作原理取指令解码执行指令存储结果根据解码结果执行相应从内存中读取指令并加将指令解码并确定需要将执行结果存储回内存的操作,包括数据传输、载到CPU中执行的操作和操作数或寄存器中算术运算和逻辑运算等CPU的性能指标主频核心数CPU时钟频率,表示CPU每秒CPU内部处理单元的数量,多钟执行的时钟周期数,是衡量核处理器可以同时执行多个任CPU性能的重要指标之一务,提高整体性能缓存能耗效率CPU内部高速存储器,用于存表示CPU在单位时间内完成的储常用的数据和指令,提高数指令数和能量消耗的比值,是据访问速度评价CPU性能的重要指标之一03存储器存储器的分类外部存储器如硬盘、闪存盘等,通过接口与计内部存储器算机连接,用于长期存储大量数据直接焊接在主板上的内存芯片,用于存储操作系统、应用程序和临时数据缓冲存储器如Cache,用于提高数据读取速度,位于CPU和主存之间内存的工作原理静态随机存取存储器SRAM动态随机存取存储器DRAM只读存储器ROM数据只能速度快,但集成度低,功耗大,集成度高,功耗小,一般用作主读出不能写入,断电后数据不会一般用于高速缓冲存储器存丢失,一般用于存放固定程序内存的性能指标01020304存取时间带宽容量功耗从发送读取/写入请求到数据单位时间内传输的数据量,通存储器能够存储的数据总量,存储器的能源消耗,通常以瓦开始传输的时间常以MB/s为单位通常以GB为单位特为单位04输入/输出(I/O)设备I/O设备的分类输入设备输出设备存储设备用于向计算机输入数据和用于显示或输出数据,如用于存储数据和程序,如命令,如键盘、鼠标、扫显示器、打印机、音响等硬盘、光盘、U盘等描仪、摄像头等常见I/O设备的工作原理键盘鼠标通过按键开关产生电信号,将信号传输给计通过移动鼠标产生电信号,将信号传输给计算机进行处理算机进行处理显示器打印机通过电子枪发射电子束,在屏幕上撞击荧光通过打印头在纸张上喷射墨水或粉末,形成物质产生图像文字或图像I/O设备的主要性能指标传输速率分辨率表示设备传输数据的速度,通常以MB/s或表示设备输出图像或文字的清晰度,通常GB/s为单位以像素为单位颜色深度兼容性表示设备可以显示的颜色数量,通常以位表示设备与计算机的匹配程度,包括接口为单位类型、操作系统等05总线(Bus)总线的分类01020304按照传输性质分类数按照总线宽度分类1位、按照传输速率分类高按照传输方式分类并据总线、地址总线、控4位、8位、16位、32位、速总线、低速总线行总线、串行总线制总线64位等总线的工作原理数据传输地址寻址控制操作总线负责在各部件之间传输数据,通过地址总线确定要访问的内存控制总线负责协调各部件的操作,实现数据交换单元或I/O端口实现协同工作总线的主要性能指标总线宽度总线时钟频率指总线上一次传输的数据位数,通常指总线上的时钟信号频率,决定了总为8位、16位、32位等线的传输速率总线带宽总线延迟指单位时间内总线上传输的数据量,指数据在总线上传输所需的时间,通通常以MB/s为单位常以ns为单位06硬件结构的发展趋势多核处理器的发展总结词多核处理器是硬件结构发展的一个重要趋势,它通过将多个处理器核心集成到一个芯片上,提高了处理器的并行处理能力和整体性能详细描述随着技术的发展,多核处理器已成为现代计算机系统的标配通过将多个处理器核心集成到一个芯片上,可以实现更高的并行处理能力和更快的计算速度,从而提高整体性能多核处理器广泛应用于服务器、桌面计算机、移动设备等领域,为各种应用提供了强大的计算能力固态硬盘的发展总结词固态硬盘是另一个硬件结构的发展趋势,它采用闪存技术代替传统的机械硬盘,具有更快的读写速度和更高的稳定性详细描述固态硬盘(SSD)采用闪存技术存储数据,没有机械运动部件,因此具有更快的读写速度和更高的稳定性与传统的机械硬盘相比,固态硬盘可以显著提高系统的启动速度、应用程序的加载速度和文件数据的访问速度随着技术的不断发展,固态硬盘的容量和性能也在不断提高,逐渐成为计算机硬件配置的主流选择USB
3.0等新型I/O接口的发展要点一要点二总结词详细描述USB
3.0等新型I/O接口的发展是硬件结构发展的另一个重随着数据传输量的不断增加,传统的I/O接口已经无法满足要趋势,它们提供了更高的传输速率和更好的扩展性需求USB
3.0等新型I/O接口的出现解决了这一问题,它们提供了更高的传输速率和更好的扩展性与传统的USB接口相比,USB
3.0具有更高的传输速度和更稳定的连接性能,同时支持更多的设备连接和数据传输此外,其他新型I/O接口如HDMI、DisplayPort等也在不断发展,提高了显示输出和多媒体传输的性能这些新型I/O接口的发展为硬件结构带来了更多的可能性和更好的用户体验THANKS。