02计算机基础知识

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1、2.1计算机系统的组成与工作原理2.1.1计算机系统的组成1）一个完整的计算机系统是由硬件系统和软件系统两部分组成。2）硬件系统乂称裸机，只能识别由0和1组成的机器代码。3）软件系统是为运行、管理和维护计算机而编制的各种程序、数据和文档的总称。4）软件功能可以用硬件来实现，称为硬化或固化5）硬件实现的功能也可以用软件来实现，称为硬件软化2.1.2计算机系统的硬件组成1)EDVAC计算机的特点:＞计算机应由五个基本部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。＞程序和数据以同等地位存放在存储器中，并耍按地址寻访。＞程序和数据

2、以二进制表示。存储器外存储器输入设备不输出设备TH内存储器控制器E二二J_►►数据流控制流计算机的基本结构2)运算器＞运算器的主要功能时进行算术运算和逻辑运算。＞运算器又称为算术逻辑单元(ArithmeticandLogicUnit,ALU)＞算术运算指：加I、减、乘、除等基本运算。＞逻辑运算指：逻辑判断、关系比较以及其他的基本逻辑运算,例如与、或、非。＞运算器中的数据取自内存，运算的结果又送回内存。＞运算器对内容的读/写操作是在控制器的控制下进行的3)控制器＞控制器是计算机的神经中枢和指挥中心。＞控制器的功能依次是：从存储器取出

3、指令、翻译指令、分析指令、向其他部件发出控制信号，指挥计算机各个部件协同工作。＞控制器的组成：①程序计数器：用来对程序中的指令进行计数，使控制器能够依次读取指令。②指令寄存器：在指令执行期间暂时保存正在执行的指令。③指令译码器：用来识别指令的功能，分析指令的操作要求。④时序控制电路：用来牛成吋序信号，以协调在指令执行周期各部件的工作。⑤微操作控制电路：用来产生各种控制操作命令。4）存储器＞存储器的主要功能是存放程序和数据。＞存储器通常分为内存储器和外存储器。•内存储器A.内存储器（内存/主存）：计算机中信息交流的中心。B.内存以半

4、导体存储器为主C.内存是不能长期存储信息的随机存储器（RAM,断电后信息丢失）•外存储器A.外存储器（外存/辅存）：主要用来长期存放暂时不用的程序和数据。B.通常外存不和计算机的其他部件直接交换数据，只和内存交换数据，而且是成批的进行数据交换。＞外存与内存的不同点：•外存不想内存那样怕停电，信息可以长久保存。•外存的容量不像内存那样受多种限制，可以大得多。•外存速度慢，内存速度快。＞存储器的相关术语：•位（Bit）：二进制代码0和1,都在CPU中占一位•字节（Byte）：IB二8位，1KB二1024B,1MB二1024KB•字长（

5、LengthWord）：CPU单位时间内（同一时间）能处理的二进制数据的位数。8位CPU,32位CPU,64位CPU。•地址（Address）：微型计算机中，整个内存被分成一个个字节，每个字节都有一个唯一的地址来标识。CPU能够访问内存的最大寻址范围与CPU的地址线的根数有关。寻址范围:0~2x-l（X为地址总线数）5）输入设备＞输入设备用来接受用户输入的原始数据和程序，并将他们转变为计算机可以识别的形式（二进制代码）存放在内存中。6）输出设备＞输出设备用于将存放在内存屮由计算机处理的结果转变为人们所能接受的形式。2.1.3计算机

6、的基本工作原理1）计算机的指令系统＞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。＞指令通常市两部分组成：操作码+操作数①操作码：指令要完成的操作的类型或性质。操作码的位数（n位）决定了一个机器操作指令的条数（2n条）。②操作数：指明操作对象的内容或所在的单元地址。操作数大多数情况下是地址码，地址码可以有旷3个。从地址码得到的仅是数据所在的地址，可以是源操作数的存放地址,也可以是操作结果的存放地址。＞一台计算机的所有指令的集合，称为该计算机的指令系统。＞指令系统都应具有以下功能的指令：①数据传送指令：将

7、数据在内存与cpuZ间进行传送。②数据处理指令：数据进行算术、逻辑或关系运算。③程序控制指令：控制程序中指令的执行顺序。④输入/输岀指令：用来实现外部设备与主机之间的数据传输⑤其他指令：对计算机的硬件进行管理。2）计算机的工作原理＞计算机的工作过程实际上是快速执行指令的过程。＞计算机工作时，有两种信息在执行指令的过程中流动：数据流和控制流。①数据流：原始数据、屮间结果、结果数据、源程序等。①控制流：控制器对指令进行分析、解释后向各部件发出的控制命令，指挥各部件协调地工作。指令的执行过程（四个步骤）：①取指令：按照程序计数器中的地址

8、（0100H）,从内存储器中取出指令（070270H）并送往指令寄存器。②分析指令：对指令寄存器中存放的指令（070270H）进行分析，由译码器对操作码（07H）进行译码，将指令的操作码转换成和应的控制电位信号；由地址码（0270H）确定操作数地址