第1章 计算机及程序设计基础知识ppt课件.ppt

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1、第1章计算机及程序设计基础知识运算器中央处理器主机控制器内存储器硬件外存储器外部设备输入设备输出设备操作系统系统软件语言处理程序数据库系统软件科学计算程序信息管理程序应用软件辅助设计程序文字处理程序过程控制程序等计算机系统1.1计算机系统的组成及基本工作原理1.1.1计算机系统概述图1计算机系统的基本组成硬件：是组成计算机的物理设备的总称，由各种器件和电子线路组成。是计算机进行工作的物质基础。软件：是在硬件设备上运行的各种程序以及有关资料的总称。“裸机”：没有软件的计算机通常称为“裸机”。计算机能够完成的基本操作和主要功能：1、输入2、处理3、输出4、存储裸机操作系统

2、各种语言处理程序各种实用程序软件包用户图2计算机系统层次图1.1.2计算机系统的层次关系用二进制形式表示数据和指令采用存储程序方式计算机系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成1.1.3冯·诺依曼计算机结构（内）存储器控制器运算器输出设备输入设备程序+数据操作命令处理结果反馈信号响应信号请求信号响应信号请求信号1.1.4指令和指令系统指令：是能被计算机识别并执行的二进制代码，由操作码与操作数组成。指令系统：即一台计算机所有指令的集合，包括数据传送指令、数据处理指令、程序控制指令、输入、输出指令和其他指令。指令执行过程冯氏原理：人们预先编好程序，利用输

3、入设备把程序输入内存，计算机在控制器控制下，从内存中逐条取出程序交运算器执行。把结果回送入内存、或由输出设备输出。执行步骤：取指令、分析指令、执行指令、程序计数器加11.2微型机的系统结构微型机的系统结构图如下：微处理器CPU主存储器外存接口输入输出接口其他I/O口各种外设键盘、显示器等软、硬盘驱动器ABDBCB1.运算器（算术逻辑部件ALU）执行算术运算和逻辑运算。例如：5+7*22.控制器控制器是计算机的指挥中心，它的主要作用是按照人们预先确定的操作步骤，控制微机各部件步调一致地自动工作。１.2.１计算机硬件组成与功能五大功能部件：运算器、控制器、存储器、输入设备和

4、输出设备。3.存储器存储器是计算机用来存储信息的重要功能部件。主要功能是存放程序和数据。四个组成部件：程序计数器PC、指令寄存器IR、指令译码器ID、操作命令产生部件★运算器和控制器合称为中央处理器CPU。运算器+控制器=CPU从存储器中取出信息称为读出；将信息存入存储器称为写入。存储器读出信息后，原内容保持不变；向存储器写入信息后，则原内容被新内容所代替。存储器分为三种：内存储器（主存储器）外存储器（辅助存储器）高速缓冲存储器cache1)只读存储器(ROM)：只能读出不能写入，用于存放内容不变的信息，断电后信息不会丢失。2)随机存储器(RAM)：可随机存取，用于存放

5、现场的程序和数据，断电后信息一般会立即消失。内存内存和外存的区别：内存用于存放计算机当前正待运行的程序和数据，速度较快、容量较小，可直接与中央处理器CPU交换信息。外存用于存放暂时不用的程序和数据，速度相对较慢，容量较大，价格较低，不能直接与中央处理器CPU交换信息，但它可以与内存交换信息。因此，外存储器中的程序和数据必须先调入内存方可被CPU访问。★中央处理器CPU和内存储器合称为主机。i/o接口i/o接口是微处理器与输入/输出之间交换信息的连接电路。作用：协调CPU与外设间的速度、信息格式、信息类型等差异，以完成CPU与外设间信息交换。微处理器CPU主存储器外存接口

6、输入输出接口其他I/O口各种外设键盘、显示器等软、硬盘驱动器ABDBCB系统总线通俗的说，总线就是多个部件间的公共连线，用于在各个部件之间传输信息。系统总线又称内总线或板级总线。因为该总线是用来连接微机各功能部件而构成一个完整微机系统的，所以称之为系统总线。系统总线上传送的信息包括数据信息、地址信息、控制信息，因此，系统总线包含有三种不同功能的总线，即数据总线DB（DataBus）、地址总线AB（AddressBus）和控制总线CB（ControlBus）4.输入设备输入设备用来接收用户输入的原始数据和程序，并将它们转变为计算机能识别的形式（二进制数）存放到内存中。常用

7、的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪等。5.输出设备输出设备用于将存放在内存中由计算机处理的结果转变为人们所能接受的形式。常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪等。磁盘及磁盘驱动器是计算机中的常用设备，计算机既能从它上面读取数据（输入），也能把数据保存到它上面（输出）。1.2.2计算机软件概述软件：计算机系统中各程序、有关文件及运行时所需的数据的总称。程序：是指以计算机可以识别和执行的操作表示的处理步骤。文档：是指用自然语言或者形式化语言所编写的用来描述程序内容、组成、设计、功能、规则、开发情况、测试结构和使用方法的文字资料和图表。1.2.2计