计算机文化基础 第二版 吕新平 张强华 冯祖洪 1 第2章

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1、第2章计算机基础知识2.1计算机硬件基础知识2.2计算机软件基础知识2.3计算机信息安全基础知识2.4多媒体技术和多媒体计算机2.1计算机硬件基础知识2.1.1指令和程序1.指令计算机要完成一项工作，是按照人们编制好的程序进行的。如两个数相加的计算机解题过程，可分解为下列的步骤(假定要运算的数据已存在存储器中)：第1步：把第一个数从它的存储单元中取出来，送到运算器中。第2步：把第二个数从它的存储单元中取出来，送到运算器中。第3步：两数相加。第4步：将计算结果送到存储器指定的单元中。第5步：停机。上面的取数、相加、

2、存数等操作都是计算机中执行的基本操作。将这些基本操作用命令的形式写下来就是计算机的指令(Instruction)。也就是说，指令是人们对计算机发出的工作命令，告诉计算机要进行的操作。通常一条指令对应一种基本操作。指令通常由一串二进制数码组成，因此也称为机器指令。一条指令通常包括操作码和地址码两部分。操作码：指出机器要执行的操作。地址码：指出要操作的数据(操作对象)在存储器中的存放地址，以及操作结果要存放的地址。一台计算机可以有许多指令，所有指令的集合称为指令系统(InstructionSet)，各种类型的计算机的

3、指令系统都不相同。2.程序程序(Program)是一系列指令组成的，是为解决某一具体问题而设计的一系列排列有序的指令的集合。设计及书写程序的过程称为程序设计。2.1.2存储程序原理计算机要执行程序中每一条指令才能完成任务。计算机要完成自动连续运算，必须在开始工作后自动地按程序中规定的顺序取出要执行的指令，然后执行其操作。计算机可以自动完成运算或处理过程的基础是存储程序原理。存储程序原理的要点有：为解决某个问题，要事先编制程序(可以用高级语言或机器语言编写)；程序输入到计算机中，存储在内存储器中(存储原理)；运行时

4、，控制器按地址顺序取出存放在内存储器中的指令，然后分析指令，执行指令，若遇到转移指令，则转移到转移的地址，再按地址顺序访问指令(程序控制)。2.1.3计算机系统的硬件组成计算机主要由运算器、控制器、存储器、输出及输入设备组成，如图2-2所示。反馈信号存储器操作命令控制信号运算器输出设备控制器结果指令地址输入设备数据程序请求信号请求信号控制信号图2-2计算机系统硬件的组成关于总线的概念。为了节省计算机硬件连接的信号线，简化电路结构，计算机各部件之间采用公共通道进行信息传送和控制。计算机部件之间分时占用着这些公共通道

5、进行数据的控制和传送，这样的通道简称为总线，有下列三类总线:数据总线(DB)地址总线(AB)控制总线(CB)1.运算器运算器是执行算术运算和逻辑运算的部件，其任务是对信息进行加工处理。运算器由算术逻辑单元(ArithmeticLogicalUnit，ALU)、累加器、状态寄存器和通用寄存器等组成。ALU是对数据进行加、减、乘、除等算术运算，与、或、非等逻辑运算以及移位、求补等操作的部件。累加器用来暂存操作数和运算结果。状态寄存器(或称标志寄存器)用来存放算术逻辑单元在工作中产生的状态信息。通用寄存器组用来暂存操作

6、数或数据地址。ALU、累加器和通用寄存器的位数决定了CPU的字长。2.控制器控制器根据程序的指令向各个部件发出控制信息，从而控制整个计算机的运行。因此控制器时计算机的神经中枢。运算器与控制器组成中央处理器，中央处理器简称为CPU(CentralProcessingUnit的缩写)。CPU负责解释计算机指令，执行各种控制操作与运算，是计算机的核心部件。3.存储器存储器(Memory)是用来存储程序和数据的记忆部件，是计算机中各种信息的存储和交流中心。存储器的主要功能是保存信息。它的功能与录音机类似，使用时可以取出原

7、记录的内容而不破坏其信息(存储器的“读”操作)；也可以将原来保存的内容抹去，重新记录新的内容(存储器的“写”操作)。存储器分为内部存储器、外部存储器。⑴内部存储器内部存储器也称内存。它由大规模集成电路存储器芯片组成，用来存储计算机运行中的各种数据。内存分为RAM，ROM及Cache。RAM为RandomAccessMemory的缩写，叫做“随机读写存储器”。既可从其中读取信息，也可向其中写入信息。在开机之前RAM中没有信息，开机后操作系统对其管理。关机后其中的信息都将消失。RAM中的信息可随时改变。ROM为Rea

8、dOnlyMemory的缩写，叫做“只读存储器”。只可从其中读取信息，不可向其中写入信息。在开机之前ROM中已经存有信息，关机后其中的信息不会消失，ROM中的信息一成不变。Cache叫做“高速缓冲存储器”，在不同速度的设备之间交换信息时起缓冲作用。其读取速度最快。①计算机中的存储地址所有的存储单元都按顺序排列，每个单元都有一个编号，单元的编号称为“单元地址”。地址编号采用