新编大学计算机基础教程（第三版）　教学课件 贾宗福 齐景嘉 周 屹 陆璐 赵杰_ 第2章

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1、第二章计算机系统作者：张丹12.1计算机系统组成2.2计算机工作原理2.3微型计算机系统的组成2.4计算机的主要技术指标及性能评价22.1计算机系统组成2.1.1图灵机1936年，英国数学家阿兰·图灵在题为《论可计算数及其在判定问题上的应用》的论文中，提出了可进行数字计算的理论模型—图灵机（TuringMachine）。图灵机不是具体的计算机，是思想模型，其基本思想是用机器来模拟人们用纸和笔进行数学运算的过程。3阿兰·图灵是英国著名的数学家和逻辑学家，被称为计算机科学和人工智能之父，奠定了计算机的理论基础。42.1.2冯·诺依曼型计算机冯·诺依曼型计算机的基本思

2、想为：计算机硬件由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成；计算机中的数据和程序以二进制代码形式存放在存储器中，存放的位置由地址确定；控制器根据存放在存储器中的指令序列（程序）进行工作，并由一个程序计数器控制指令的执行，控制器具有判断能力，能以计算结果为基础，选择不同的工作流程。5冯·诺依曼是美籍匈牙利数学家，1946年，冯·诺依曼等人在题为《电子计算装置逻辑设计的初步讨论》的论文中，提出了以存储程序概念为指导的计算机逻辑设计思想，确立了现代计算机的体系结构。62.1.3计算机硬件系统冯·诺依曼提出的计算机“存储程序”工作原理决定了现代计算机硬件系

3、统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成。71．运算器运算器的主要功能是对二进制数码进行算术运算或逻辑运算。在运算过程中，运算器不断得到由主存储器提供的数据，运算后又把结果送回到主存储器保存起来。整个运算过程是在控制器的统一指挥下，按程序中编排的操作顺序进行的。82．控制器控制器是计算机的控制管理核心部件。其主要用于向计算机的各个部件发出微操作控制信号，指挥各个部件高速协调地工作。运算器和控制器合称为中央处理器，即CPU。93．存储器主存储器用来存放正在运行的程序和数据，可直接与运算器及控制器交换信息。按照存取方式，主存储器又可分为随机存取存储

4、器（RAM）和只读存储器（ROM）。中央处理器和主存储器是计算机信息加工处理的主要部件，通常将这两个部分合称为主机。辅存储器用来存放多种大信息量的程序和数据，可以长期保存。104.输入/输出设备输入设备用于输入人们要求计算机处理的数据、字符、文字、图形、图像、声音等信息，以及处理这些信息所必需的程序，并将它们转换成计算机能接受的形式（二进制代码）。11输出设备用于将计算机处理结果或中间结果以人们可识别的形式（如显示、打印、绘图）表达出来。辅（外）存储设备既可以做输入设备，也可以做输出设备。122.1.4计算机软件系统计算机软件系统是在计算机硬件设备上运行的各种程

5、序、相关的文档和数据的总称。计算机软件系统分为系统软件和应用软件两大类。132.1.5计算机硬件系统和软件系统之间的关系计算机硬件和软件之间的关系如下图所示。142.2计算机工作原理2.2.1计算机指令系统1．指令及指令系统指令是能被计算机识别并执行的二进制代码，它规定了计算机能完成的某一种操作。指令分为操作码和地址码两部分。计算机所能执行的所有指令的集合称为计算机的指令系统。152．指令类型计算机指令系统一般分为数据传送型指令、数据处理型指令、程序控制型指令、输入/输出型指令和硬件控制指令等。162.2.2计算机基本工作原理计算机的工作过程就是运行程序指令的过

6、程。指令的执行过程是取指令、分析指令、执行指令，执行指令的同时，指令计数器加1，为执行下一条指令做好准备。172.3微型计算机系统的组成2.3.1微型计算机的基本结构1．微处理器微处理器即通常所说的CPU。182．系统总线总线是将计算机各个部件联系起来的一组公共信号线。微机的系统结构中，连接各大部件之间的总线称为系统总线。系统总线根据传送的信号类型，分为数据总线、地址总线和控制总线三部分。用于在总线与某个部件或设备之间建立连接的局部电路称为接口。192.3.2微型计算机的硬件组成微机的硬件由主机和外设组成。在主机箱内部，包括主板、CPU、内存、硬盘、光盘驱动器、

7、各种接口卡（适配卡）、电源等。其中，CPU、内存是计算机结构的主机部分，其他部件与显示器、键盘、鼠标、音视频设备等都属于外设。201．主板主板（Mainboard）又称系统板或母板，是微机的核心连接部件。微机硬件系统的其他部件全部都是直接或间接通过主板相连的。主板是一块较大的集成电路板，电路板上配以各种必需的电子元件、接口插座和插槽等。21主板主要由主板芯片组、内存芯片、CPU接口和内存插槽、SATA接口、I/O扩展插槽、端口等几部分组成。222．CPUCPU是微机的核心器件，在微机系统中特指微处理器芯片。233．内存条微机系统的内存储器是将多个存储器芯片并列焊

8、接在一块长方形的电路板上