计算机与信息技术基础第二章

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1、计算机基础知识第二第二章计算机基础知识本章将从计算机系统的组成开始介绍计算机的硬件系统和软件系统的基本知识，结合微机系统的构成，对其基本原理、各部件的基本功能、主要技术指标和使用方法等作了比较详细的阐述。最后介绍了计算机中数据的表示方法及相关概念。2.1计算机系统的组成2.2微机硬件组成2.3信息的数字化2.1计算机系统的组成一个完整的计算机系统是由硬件系统和软件系统两大部分组成的，如图所示。硬件（Hardware）也叫硬设备，是计算机的各种物理设备的总称，包括组成计算机的电子的、机械的、磁的或光的元器件或装置，是计算机系统的物质基础。软件（S

2、oftware）是在硬件系统上运行的各类程序、数据及有关资料的总称。硬件是软件建立和依托的基础，软件是计算机系统的灵魂。没有配备软件的计算机叫“裸机”，不能供用户直接使用。而没有硬件对软件的物质支持，软件的功能则无法发挥。所以硬件和软件相互结合构成了一个完整的计算机系统，只有硬件和软件相结合才能充分发挥计算机系统的功能。硬件和软件的关系如下：2.1.1概述无论是巨型机、大型机、小型机，还是微型机，尽管它们在规模和性能方面存在着极大的差别，但其硬件系统都是由运算器、控制器（组成中央处理器）、存储器、输入设备、输出设备等五部分组成。下面简要介绍这五

3、大部分的功能。运算器部分控制器部分输入设备用于从计算机外部将数据、命令输入到计算机的内部，供计算机处理。常用的输入设备有键盘、鼠标器、磁盘驱动器、磁带机、光笔、CD－ROM驱动器、扫描仪、数字化仪和摄像机等。输出设备用以将计算机处理后的结果信息，转换成人们能够识别和使用的数字、文字、图形、声音、电压等信息形式。常用的输出设备有显示器、磁盘驱动器、打印机、绘图仪、音响设备和投影仪等。控制器负责从存储器中逐条取出指令、分析指令，并按指令要求发出相应的控制信号指挥各执行部件工作。控制器主要由指令寄存器、译码器、程序计数器、操作控制器等组成。运算器是计

4、算机中进行算术运算和逻辑运算的单元，通常由算术逻辑运算单元ALU（ArithmeticLogicUnit）、加法器及通用寄存器组成。存储器的主要功能是用来存放各类程序和数据信息。存储器分为内存储器（简称内存或主存储器）和外存储器（简称外存或辅助存储器）关于存储器存储器内存外存随机存储器（RandomAccessMemory，简称RAM只读存储器（ReadonlyMemory，简称ROM）磁盘磁带光盘等内存储器主要采用半导体集成电路制成，容量较小，但存取速度快。常与CPU一起组成计算机的主机。外存一般采用磁性介质或光学材料制成，容量大，但存取速度

5、较慢，外存作为计算机的外部设备来使用。通常所说的存储器就是指内存。字长若干个字节组成一个字（Word），其位数称为字长。字长是计算机能直接处理的二进制数的数据位数，直接影响到计算机的功能、用途及应用领域。常见的字长有8位、16位、32位、64位等。位二进制数所表示的数据的最小单位，就是二进制的1位数，简称位（bit）。字节把８个bit称为１个字节（Byte），字节是计算机中的最小存储单元。关于储存器的常用术语0/1字节的位编号B4B5B6B7高位字节B0B1B2B3低位字节例如2个字节（16位）组成的字的编号如下：B15B14B13B12B11

6、B10B9B8高位字节B7B6B5B4B3B2B1B0低位字节关于储存器的常用术语为了便于表示存储器的大小或容量，统一以字节为单位表示。一般用KB、MB、GB、TB和PB来表示，它们之间的换算关系如下：1KB=210B=1024B1MB=1024KB=220B1GB=1024MB=230B1TB=1024GB=240B1PB=1024TB=250B地址计算机的整个内存由很多个存储单元组成，以字节为单位进行编号，通过编号进行识别，该编号就称为存储单元的地址，对每个存储单元，该地址唯一。存储器一个字节做为一个存储单元每个字节可以存放数据或程序，称为

7、存储单元的内容。0123210地址编号称为存储单元的地址。101101012.1.2计算机的基本工作原理上节介绍了组成计算机硬件的五个部分，但是仅有硬件，计算机只具有运算的可能性，如要计算机实现计算、控制等功能，计算机还必须配有必要的软件。工作时，计算机在控制器的控制下，把组成软件的指令一条一条地取出来，并翻译和执行，完成相应的操作。指令（Instruction）就是一组计算机能识别并能执行的各种基本操作命令。指令构成如图示：操作码操作数指令系统（InstructionSystem）是一台计算机的所有指令的集合。指令系统反映了计算机的基本功能，

8、不同的计算机其指令系统不尽相同。程序（Program）是为解决某一问题而选用的一条条有序指令的集合。程序具有目的性、分步性、有限性、有序性、分支性等特