大学计算机基础 教学课件 作者 刘超 史晓峰 第2章 计算机系统.ppt

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1、大学计算机基础第2章计算机系统目录2.1计算机系统的组成2.2微型计算机硬件组成2.1计算机系统的组成2.1.1存储程序控制的基本概念2.1.2指令和程序2.1.3计算机硬件各部件的主要功能2.1.4计算机软件一个完整的计算机系统由计算机硬件系统和计算机软件系统两部分组成。2.1计算机系统的组成2.1.1存储程序控制的基本概念“存储程序控制”的概念，是美籍匈牙利数学家冯·诺依曼等人于1946年提出的设计电子数字计算机的基本思想，有如下要点：1.由运算器、控制器、存储器、输入装置和输出装置五大基本部件组成计算机，并规定了这五个部分的基本功能。2.采用二进制形式表示数据和指令。3.将程

2、序和数据事先放在存储器中，使计算机在工作时能够自动高速地从存储器中取出指令加以执行。这就是存储程序概念。2.1.2指令和程序1．指令及其格式能够被计算机识别的命令称为指令，一台计算机能够识别的所有指令的集合称为该计算机的指令系统。指令的一般格式如图所示。操作码目标操作数（地址），源操作数（地址）一条指令应包含两个基本信息，即操作码和操作数。操作码指出计算机执行的具体操作，如加、减、移位、比较等；操作数用来指出操作码所需操作数的来源和操作结果的去向，即给出操作数或操作数地址，并指出操作结果存放地址。2.1.2指令和程序2.1.2指令和程序2．程序指为解决某一问题而设计的一系列有序的指

3、令的集合。例如，要用计算机来解决某个问题时，要将处理步骤编成一条条指令，组成程序，其中的每条指令都对应计算机执行的一项基本操作。2.1.2指令和程序3．计算机的工作原理计算机工作的过程实质上就是执行程序的过程。计算机在执行程序时，先将每个语句分解成一条或多条机器指令，然后根据指令顺序，一条指令一条指令地执行，直到遇到结束运行的指令为止。计算机指令的执行过程如下：2.1.2指令和程序3．计算机的工作原理2.1.3计算机硬件各部件主要功能1．运算器运算器是一个用于信息加工的部件，它用来对二进制的数据进行算术运算和逻辑运算，所以也叫做“算术逻辑运算单元”（ALU）。2．控制器控制器产生各

4、种控制信号，指挥整个计算机有条不紊地工作。它的主要功能是根据人们预先编制好的程序，控制与协调计算机各部件自动工作。3．存储器存储器是用来存放指令和数据的部件。一般对计算机存储系统划分为两级，一级为内存储器（主存储器），如半导体存储器，它的存取速度快，但容量小；另一级为外存储器（辅助存储器），如磁盘存储器，它的存储速度慢，但容量很大。2.1.3计算机硬件各部件主要功能4．输入/输出设备输入/输出设备是实现人与计算机之间相互联系的部件。其主要功能是实现人—机对话、输入与输出以及各种形式的数据变换等。2.1.3计算机硬件各部件主要功能2.1.4计算机软件1．系统软件是用来扩大计算机的功能

5、，提高计算机的工作效率以及方便用户使用计算机的软件，如操作系统、故障诊断程序、语言处理程序等。2.1.4计算机软件2．应用软件是为解决某个应用领域中的具体任务而编制的程序，如各种科学计算程序、数据统计与处理程序、情报检索程序、企业管理程序、生产过程自动控制程序等。应用软件是在系统软件的支持下工作的。2.1.4计算机软件3．与软件有关的概念●机器语言●汇编语言●高级程序设计语言●语言处理程序●语言处理方式（分为解释、编译）2.2微型计算机硬件组成2.2.1主机板2.2.2微处理器2.2.3存储器2.2.4总线与接口2.2.5输入设备2.2.6输出设备2.2.1主机板2.2.1主机板1

6、．芯片组是主板的核心组成部分，芯片组性能的优劣，决定了主板性能的好坏与级别的高低。芯片组内部由北桥芯片和南桥芯片两部分组成，其中CPU类型、主板系统总线频率、内存类型及容量、显卡插槽规格是由北桥芯片决定的；而扩展槽的种类与数量、扩展接口的类型等由南桥芯片决定。2.2.1主机板2．内存储器插槽主板上内存插槽的数量和类型对系统主存的扩展能力及扩展方式有一定影响。其插槽的线数常见的有30线、72线、168线和184线等。现在主板上大多采用184线插槽。2.2.2微处理器也叫做中央处理单元（CentralProcessingUnit，CPU）或微处理单元（MicroprocessingUn

7、it，MPU），是一台计算机的运算核心和控制核心。1．微处理器的一般结构包括三部分：运算器、控制器和寄存器组，通过CPU内部总线连接在一起，微处理器中还包含有高速缓冲存储器（Cache）。2.2.2微处理器2．衡量微处理器性能的主要技术指标（1）字长指CPU内部各寄存器之间一次能够传递的数据位数，即在单位时间内能够处理的二进制数的位数。（2）位宽指CPU通过外部数据总线与外部设备之间一次能够传递的数据位数。2.2.2微处理器2．衡量微处理器性能的主要技术指标（3）主频