计算机组成原理第-章(共92张PPT).pptx

计算机组成原理是计算机科学的基础，它涵盖了计算机系统的基本构造和工作原理。第一章主要介绍了计算机的输入/输出系统，包括输入设备、输出设备和外存储器，以及它们与计算机主机之间的接口。这一章的关键知识点可以分为以下几个部分： 1. **输入设备和输出设备**： - 输入设备是将数据和信息送入计算机的设备，如键盘、鼠标和扫描仪。键盘是最基本的输入设备，它的功能是将用户的机械动作转化为计算机可识别的编码。键盘根据按键接触方式可分为机械式、电容式和薄膜式，其中编码键盘能够自动提供按键对应的编码信息。 2. **外存储器**： - 外存储器是计算机用来长期存储数据的设备，如硬盘、U盘和光盘。它们的存储容量大，但访问速度较慢，主要用于存储大量不常变动的数据。 3. **I/O接口**： - I/O接口是连接计算机主机和外围设备的逻辑部件，起着桥梁的作用。它有以下关键功能： - 数据缓冲：在主机和外设速度不匹配时，接口中的缓冲寄存器可以暂时存储数据。 - 数据格式转换：接口可以将主机和外设之间不同的数据格式进行转换，例如并行到串行的转换。 - 提供设备状态：接口可以向CPU报告外设的状态，以便CPU可以适时控制和管理外设。 - 通信联络控制：接口负责协调主机与外设的操作时序，处理设备选择、命令传递和状态交换。 4. **定时方式和信息交换方式**： - 计算机与外设的通信需要解决时间同步问题。例如，CPU可能需要等待外设准备好接收或发送数据，这就涉及到中断和DMA（直接存储器访问）等通信机制。 5. **接口功能的实现**： - 实现数据缓冲，通过接口中的缓冲区来协调CPU和外设的不同传输速率。 - 数据格式转换，如串行到并行、并行到串行的转换，以适应不同设备的数据传输要求。 - 提供设备状态信息，让CPU知道外设是否准备好进行数据传输。 - 通信控制，通过中断和DMA机制来协调主机和外设之间的数据交换。 6. **中断和DMA**： - 中断是一种通信机制，当外设完成一个操作或者需要CPU处理时，会发送一个中断请求给CPU，CPU响应后暂停当前任务处理中断事件。 - DMA则允许外设直接与内存交换数据，无需CPU参与，提高了数据传输效率。 计算机组成原理第一章主要讲解了计算机系统如何与外部世界交互，涉及输入输出设备的工作原理、接口的重要作用以及数据传输的控制机制，这些都是理解整个计算机系统运行基础的关键。