计算机系统组成与工作原理课件.ppt

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1、第2章计算机系统组成与工作原理2.1计算机系统组成2.1.1冯·诺依曼计算机结构2.1.2计算机的硬件与软件系统2.1.3计算机的基本工作原理2.1.1冯·诺依曼计算机结构1945年6月，冯·诺依曼提出在数字计算机内部的存储器中存放程序的概念，这是所有现代电子计算机的模板，称为“冯·诺依曼结构”，按此结构建造的电脑称为存储程序计算机(StoredProgramComputer)，又称为通用计算机，即冯·诺依曼计算机。冯诺依曼理论要点是：数字计算机的数制采用二进制；计算机按照程序顺序执行。这个理论称为冯诺依曼体系结构。冯·诺依曼计算机结构—五大基本组

2、成部件计算机必须具备五大基本组成部件，包括运算器、控制器、存储器、输入、输出设备。运算器和控制器又称为中央处理器(CPU，CenterProcessUnit)，是计算机结构的中心。输入设备作用是将外部信息转换成能被计算机识别的信息，输入计算机。计算机的输入设备常见的有键盘、鼠标、扫描仪、话筒等。存储器数据和程序以二进制代码形式不加区别存放在存储器中，存放位置由地址指定，地址码也是二进制形式其作用是将计算机中经过处理的信息进行存储。存储器分为内存储器、外存储器。运算器运算器是执行各种算术运算和逻辑运算的主要部件，运算器的基本操作包括加、减、乘、除四则

3、运算和与、或、非等逻辑运算，又叫做算术逻辑运算器(ALU)控制器控制器是根据存放在存储起中的指定序列即程序来工作的，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，能根据计算结果选择不同的动作流程。是计算机的指挥中心，根据事先给定的命令发出控制信息，使整个电脑指令执行过程一步一步地进行，是计算机的神经中枢。输出设备将计算机中经过处理后的信息通过输出设备转换成能被识别的信息。即输出结果。常见输出设备有显示器、打印机等。2.1.2计算机的硬件与软件系统一个完整的计算机系统通常是由硬件系统和软件系统组成硬件系统就是构成计算机的物理设备，也由机械、电

4、器件构成的实体部件。软件指硬件上运行的各种程序及相应文档资料。1．硬件系统五大部件：输入设备、存储器、控制器、运算器、输出设备。内存储器简称内存或主存内存储器也称主存储器(简称主存)，它直接与CPU相连接，存储容量较小，但速度快，用来存放当前运行程序的指令和数据，并直接与CPU交换信息。内存储器由许多存储单元组成，每个单元能存放一个二进制数，或一条由二进制编码表示的指令。存储器的存储容量以字节为基本单位，每个字节都有自己的编号，称为“地址”，如要访问存储器中的某个信息，就必须知道它的地址，然后再按地址存入或取出信息度量信息存储容量8位二进制码(8b

5、its)称为一个字节(Byte，简称B)字节是计算机中数据处理和存储容量的基本单位1024个字节=1K字节(1KB)1024K个字节=1兆字节(1MB)1024M个字节=1G字节(1GB)1024G个字节=1TB现在微机主存容量大多在G字节以上外存储器外存储器(简称外存或辅存)外存储器又称辅助存储器(简称辅存)，它是内存的扩充。外存存储容量大，价格低，但存储速度较慢，一般用来存放大量暂时不用的程序、数据和中间结果，需要时，可成批地和内存储器进行信息交换。外存只能与内存交换信息，不能被计算机系统的其它部件直接访问。外存通常是磁性介质或光盘，像硬盘，软

6、盘，磁带，CD等，能长期保存信息，并且不依赖于电来保存信息，但是由机械部件带动，速度与CPU相比就显得慢的多。2.软件系统分为：系统软件、应用软件系统软件——操作系统操作系统(OperatingSystem，OS)是管理、控制计算机系统的所有软、硬件资源，提供用户与计算机交流信息的界面，方便用户操作、使用计算机系统的各种资源和功能，以最大限度发挥计算机的作用和效能的一组庞大的管理控制程序。操作系统通常包括四方面管理功能：处理器管理、存储管理、设备管理、文件管理。常见操作系统有：Window7、WindowsServer、OS/2、Linux、Mac

7、OS、Unix等。系统软件——语言处理系统要使计算机按要求工作，必须使计算机理解各种命令和数据，而且还能将运算处理后的结果显示出来。语言处理系统(通常称为程序设计语言)是人与计算机交流信息的语言工具，提供让用户按自己需要编制程序的功能。计算机语言通常分为三类①机器语言计算机系统能够识别，能直接接收并执行的程序设计语言。②汇编语言一种面向机器的程序设计语言，是一种把机器语言符号化的语言③高级语言与具体的计算机指令系统无关的计算机语言高级语言是面向解题过程或者面向对象的语言。它采用命令关键字及表达式等，按照一定语法规则编写程序。语句比较接近人类使用的自

8、然语言(英文)和数学表达式常用的高级语言Basic、C／C++、Pascal、Cobol、VB.Net、C#.Net、Vi