计算机的基本组成和工作原理

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1、第二章计算机的基本组成和工作原理任课教师：殷凤玲本章目录※2.1计算机硬件系统※2.2计算机的基本工作原理※2.3计算机软件系统※2.4微型计算机的结构※2.5多媒体技术和多媒体计算机※2.6计算机中数的表示※2.7信息编码※2.8键盘操作※2.9ABC输入法※2.10计算机安全使用常识第二章计算机的基本组成和工作原理计算机系统硬件(Hardware)系统:是指计算机系统中由各种电子的、机械的、磁性的光的器件或装置组成的看得见、摸得着的物理实体部分。它是计算机的“躯体”软件(Software)系统:是指控制、管理和指挥计算机工作和解决各类应用问题的所有程序和技术资料的总和。它是计

2、算机的“灵魂”2.1计算机硬件系统2.1.1计算机硬件系统的组成1、计算机系统中的硬件主要包括：（1）运算器（2）控制器（3）存储器（4）输入设备（5）输出设备2、连接它们之间的总线有：数据总线、控制总线和地址总线。注意：把其中不装备有任何软件的计算机称为“裸机”，这样的计算机仅有一堆硬件,在裸机上只能运行机器语言程序。计算机硬件基本组成图运算器控制器存储器输入设备输出设备CPU程序数据数据结果指令地址结果3、CPU（中央处理单元）=运算器+控制器微型计算机中，将CPU做在一片大规模集成电路上。★主机：运算器、控制器、内存储器加上输入、输出接口电路一起称为计算机的主机。★外设：把

3、各种输入、输出设备和外存储器通称为计算机的外围设备，简称外设。2.1.2运算器运算器是执行算术运算和逻辑运算的部件，它的任务是对信息进行加工处理。运算器由算术逻辑单元（ALU）、累加器、状态寄存器和通用寄存器组成。算术逻辑单元：完成算术运算和逻辑运算及移位、求补操作。累加器：用于暂存操作数和运算结果。状态寄器：存放算术逻辑单元在工作中产生的状态信息。通用寄存器：一组寄存器，运算时用于暂存操作数和数据地址。2.1.3控制器1、控制器的主要作用是使计算机能自动执行程序。控制器使整个计算机能够有条不紊地工作。控制器是统一指挥和控制计算机各部件进行工作的“神经中枢”2、控制器主要由：指令

4、寄存器、指令译码器、指令计数器以及其它的一些电路组成。当计算机执行程序时，指令计数器中保存着执行的下一条指令的地址。3、指令计数器内容的修改方式一般有两种：一种是指令计数器自动加1；另一种是通过某些指令的操作来修改指令计数器的内容。关于CPU的术语：（1）位（Bit):1位二进制信息称为1位，是二进制数的基本单位。位是表示信息的最小单位（2）字节（Byte):8位二进制信息称为一个字节。字节是存储信息的最小单位（3）字（Word)：作为一个整体被传送和运算的一串二进制数称为一个字。（4）字长：一个字所包含的二进制位数称为字长。字长一般是字节的整数倍。（5）主频：是指CPU工作时的

5、时钟频率，是考察CPU运行速度的主要参数，主频率越高，运行速度越快。2.1.4存储器1、存储器是计算机的记忆部件，用来存储程序和数据。2、存储器分为：内存储器和外存储器。（1）内存储器在计算机内部设有一个存储器直接与CPU交换信息，简称内存。内存储器由主存储器和高速缓冲存储器（Cache）组成。保存运算的中间结果及最后结果。关于内存的几个概念：◆地址：所有存储单元均按一定的顺序编号，称为存储单元的地址，分为字节地址和字地址。◆存储容量：一个存储器中存储单元的总数成为该存储器的存储容量。表示存储容量的单位一般为字节。1B（字节）由八位二进制组成；1KB（千字节）=1024B1MB（

6、兆字节）=1024KB=10242B1GB（千兆字节）=1024MB=10243B◆存取周期：存储器从接到读出命令到指定的信息被读出，并稳定在数据线上的时间称为读取时间；把数据总线上的信息写入存储器的时间，称为写时间。从存储器存取一个字到能够再存取下一个字所需要的时间称为存取周期。◆ROM和RAM：ROM（只读存储器）用来存放特殊的专用数据，只能读不能写，关机或掉电，所存信息不会消失。RAM（随机存储器）用来暂时存放程序或数据，关机或掉电所存信息，全部消失。2、外存储器为了存储大量的信息，就需要采用价格便宜的辅助存储器，它们设置在主机外部，简称外存。外存主要用来存放“暂时不用”的

7、程序或数据。存取速度：Cache→内存→硬盘→软盘。外存不能直接与CPU交换数据。外存不怕停电，价格便宜。2.1.5输入设备1、输入设备的任务是把用户提供的原始信息转换成电信号，并通过计算机的接口电路将这些信号顺序送入存储器中。2、常见的输入设备：键盘、鼠标器、扫描仪、光笔、模/数转换（A/D）装置等。2.1.6输出设备1、输出设备的任务：是将计算机的运算和处理结果以能为人们或其它机器所接受的形式输出。2、常见的输出设备：显示器、打印机、绘图仪、数/模转换（D/A）装置等。2.1