1.2 计算机系统 A

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1、第一章计算机与计算机文化1.2计算机系统1.2计算机系统1.2.1计算机的基本组成1．计算机硬件系统2．计算机软件系统1.2.2计算机的基本原理1．冯·诺依曼计算机2．计算机的基本工作原理1.2.3计算机语言1．信息在计算机中的表示2．二进制的运算1.2.1计算机的基本组成计算机系统硬件系统软件系统系统软件应用软件运算器控制器存储器输入设备输出设备操作系统语言处理程序数据库管理系统实用程序1.2.1计算机的基本组成计算机硬件系统计算机硬件系统指组成计算机系统的各种物理设备的总称，是计算机系统的物质基础，如中央处理单元（CPU）、存储器、输入设备和输出设备等。1.2.1计算机的基本组成CPU（

2、中央处理单元）运算器又称算数逻辑单元，是对信息进行运算处理的部件。控制器相当于计算机系统的指挥中心，它从存储器中取出指令和数据，然后执行指令，使运算器对数据进行处理。运算器和控制器统称为中央处理单元，也就是我们通常所说的CPU，这是计算机系统的核心部件。1.2.1计算机的基本组成存储器存储器是用来存放程序和数据的设备，可以分为内存储器和外存储器。内存储器简称内存或主存，用户输入的程序和数据最初都到达内存，控制器所执行的指令、运算器处理的数据以及其中间或最终结果、准备输出的信息全部都来自内存，所以说，内存是计算机中的信息交流中心。1.2.1计算机的基本组成内存内存又分为随机存储器（RAM）和只

3、读存储器（ROM）。RAM既可以写入数据，也可以读出数据，只是断电后数据就消失，而ROM在制作时就向其中写入了数据，这些数据之能够读出，不可改写或写入新的数据，而且断电后数据依然存在。1.2.1计算机的基本组成外存由于ROM不可写入数据，而RAM中的数据在断电之后就消失，如果需要长期保存数据，就需要外存储器作为存储介质。常见的外存储器有硬盘、闪存盘、光盘等。外存储器的容量比内存储器大很多，但是较之内存来说，其存储速度较慢。另外，外存储器中的数据或指令需要CPU进行处理或执行，都必须先输入内存。1.2.1计算机的基本组成输入设备输入设备是计算机信息输入途径，其将外界的原始信息转变为计算机可以识

4、别的二进制形式，然后存放到内存当中。常见的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、麦克风等。1.2.1计算机的基本组成输出设备输出设备和输入设备正好相反，其将存放于计算机中的信息转变为人们所能够接受的媒体形式。常见的输出设备由显示器、打印机、音响等。1.2.1计算机的基本组成裸机单纯的硬件系统称为裸机，因为其时能够识别0和1两个代码，没有可用之处。所以，计算机系统要能够正常地工作，这就必须要有软件系统。1.2.1计算机的基本组成计算机软件系统计算机软件系统是指为了方便用户和提高计算机的工作效率而设计的、运行于计算机硬件系统之上的系统程序、应用程序及其相关数据资料。计算机软件是能够操作、控制计算机系统各

5、种资源，从而完成指定任务的指令序列。软件系统包括操作系统、语言处理程序、数据库管理系统和实用程序。1.2.1计算机的基本组成如今的计算机的功能只是在很少程度依赖于计算机硬件，大部分的功能都是依赖于计算机软件来实现。不过计算机的某些功能既可以使用硬件实现也可以使用软件来实现，比如病毒防火墙、CD或DVD播放器等，两者的区别在于使用硬件实现该功能，电路会较复杂，但是运行的速度快，使用软件实现，线路就比较简单，但是运行速度慢。纵观计算机的发展历史，计算机硬件的发展和计算机软件的发展都是相互促进和推动的。早期的计算机的软件是非常少的，随着硬件的发展，软件渐渐变得完善。时至今日，有许多的软件对其运行的

6、硬件环境提出了较高的要求，这又促使了计算机硬件的不断发展。1.2.2计算机的基本原理冯·诺依曼计算机人类进入计算机时代是以ENIAC的诞生作为起始的，但是对后来的计算机在体系结构和工作原理中具有重大影响的是在同一时期由美籍匈牙利数据学家冯·诺依曼和他的同事们研制的EDVAC计算机。EDVAC采用了“程序存储”的概念。以此概念为基础的各类计算机统称为冯·诺依曼计算机。可以这样说，迄今为止所出现计算机全部是冯·诺依曼计算机。1.2.2计算机的基本原理输入设备输出设备运算器外存储器控制器内存储器数据流控制流CPU主机冯·诺依曼计算机的基本结构1.2.2计算机的基本原理冯·诺依曼计算机的特点（1）计

7、算机应由五个部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备；（2）程序和数据以同等地位存放在存储器中，并要按地址寻访；（3）程序和数据以二进制表示。1.2.2计算机的基本原理计算机的基本工作原理计算机开机后，CPU首先执行固化在只读存储器（ROM）中的一小部分操作系统程序，这部分程序称为基本输入输出系统（BIOS）,它启动操作系统的装载过程，先把一部分操作系统从磁盘中读入内存，然后再由读入的这部分操作系