电脑内部是怎麽运作的.ppt

電腦內部是怎麼運作的 學習目的 講解中央處理器的各個組成元件，說明他們彼此間如何運作以及與記憶體的溝通 描述電腦如何執行程式指令 解釋電腦如何表示資料 描述電腦如何找到指令和資料 講解微電腦系統單元上的主機板的各個元件 明瞭電腦處理速度的計量方式以及增加速度的方法 電腦的五大單元 輸入單元 (Input unit) 控制單元 (CU unit) 算術與邏輯單元 (ALU unit) 記憶單元 (Memory) 輸出單元 (Output Unit) 電腦的五大單元 CPU Central Processing Unit 主要功能:抓取指令和執行指令 執行儲存在記憶體(RAM)中的程式指令 分成兩個主要部分 控制單元 (CU) 算術邏輯單元 (ALU) 控制單元 CU (Control Unit) 硬體的一部分，負責控制 控制資料流向,例如資料或指令進出CPU 控制ALU的動作 指示電腦系統執行程式指令 負責CPU與硬體其它部分的溝通 算術邏輯單元ALU (Arithmetic / Logic Unit) 負責執行算術運算動作 負責執行邏輯運算動作 算術運算 加法 (ADD) 減法 (SUB) 乘法 (MUL) 除法 (DIV) 算術運算(cont.) 算術運算的例子 邏輯運算 評估條件值 進行比較 可以比較 數字 字母 特別字元 邏輯運算 (cont.) 邏輯運算例子 真值表 Truth table 暫存器 各有特殊的用途 速度快 是個暫時存放的地方 位於 CPU 中 電腦系統5 大部分 例如 512M RAM 表示 此RAM 可儲存512*220 bytes 大小資料 250G 硬碟 表此硬碟 可存放 250* 230 bytes 資料 在記憶體中尋找資料 記憶體中的每個位置都會被標示一個獨一無二的位址 (address) 位址不會改變 內容可能會改變 每個記憶體位置可以保存一條指令或一個資料 記憶體(memory)介紹 階層式記憶體 由不同的記憶裝置所組成的,非由單一記憶裝置所構成的 階層式記憶體 輔助儲存體(secondary memory) 儲存以後要用到的資料 長期儲存 例如硬碟,光碟片 記憶體(main memory) 儲存最近要使用的資料 暫時儲存 存取速度比輔助儲存體快 例如 RAM/ROM Cache memory 它是一塊小但非常快速的記憶體 存放著最近用過或最常被使用到的資料和指令 存取速度記憶體快 暫存器(register) 各有特殊的用途 速度快 是個暫時存放的地方 位於 CPU 中 Main Memery的主要類型 隨機存取記憶體(RAM) (Random Access Memory) 唯讀記憶體(ROM) (Read Only Memory) RAM 有 DRAM 和SRAM 種類 需要電流才能保持資料 揮發性 (Volatile) 可以讀取及修改裡面的指令和資料 使用者通常是指這種記憶體 有 DRAM 和SRAM RAM 的種類 SRAM 只要有電力，儲存內容就會依舊存在 速度比 DRAM 快 用在 Cache memory RAM 的種類 DRAM 必須持續充電 因為它的體積與價格的優勢，大多數的 PC 記憶體都使用它 SDRAM 比較快的一種 DRAM Rambus DRAM 速度比 SDRAM 快 價格較貴 DDR, DDR II ROM Read Only Memory 非揮發性 (Non-volatile) 負責開機的指令 裡面的指令和資料可以讀取，但不能修改 這些指令通常是在工廠裡燒錄進去的 又有 EPROM 和EEPROM….種類 EPROM /EEPROM BIOS 簡介 Basic Input/Output System 功能 載入作業系統：從儲存裝置中載入作業系統到隨機存取記憶體。 初始化動作：針對記憶體、主機板晶片組、顯示卡及週邊裝置做初始化動作 開機自我測試：檢查中央處理器 (CPU) 及各控制器之狀態是否正常。 目前主機板BIOS幾乎清一色都是透過 Flash Memory儲存，因應設定即時變更的需求 何謂效能 反應時間(Response Time) 把一件工作丟給CPU,從送進去到完成工作,兩者的時間差 反應時間越短,表示CPU效能越好. 高效能計算機 目標 想辦法讓CPU的速度愈快越好,因此儘量提高 MIPS Review(p.14) 微處理器的種類 Intel Pentium Celeron Xeon Core 2 Duo Core 2 Quad i5 i7 AMD AM3 Athlon AM3 Phenom AM3 Sempron 電腦系統5 大部分 系統匯流排(Processor Bus) 一組