新编大学计算机基础教程-贾宗福第2章ppt课件.ppt

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1、第二章计算机系统作者：王亭12.1计算机系统组成2.2计算机工作原理2.3微型计算机系统的组成2.4计算机的主要技术指标及性能评价21.计算机系统的组成一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。硬件系统是计算机系统中有电子类、机械类、光电类等器件组成的各种计算机部件和设备的总称，是组成计算机的物理实体，是计算机完成各项工作的物质基础。软件系统是在计算机硬件设备上运行的各种程序、相关的文档和数据的总称。4图灵机1936年，英国数学家阿兰·图灵在题为《论可计算数及其在判定问题上的应用》的论文中，提出了可进行数字计算的理论模型—图灵机（TuringMachine）。图灵机不是具体的计

2、算机，是思想模型，其基本思想是用机器来模拟人们用纸和笔进行数学运算的过程。图灵机的产生一方面奠定了现代数字计算机的基础（要知道后来冯诺依曼就是根据图灵的设想才设计出第一台计算机的）。56图灵机一条无限长的纸带。纸带被划分为一个接一个的小格子，每个格子上包含一个来自有限字母表的符号，字母表中有一个特殊的符号表示空白。纸带上的格子从左到右依此被编号为0, 1, 2, ...，纸带的右端可以无限伸展。一个读写头。该读写头可以在纸带上左右移动，它能读出当前所指的格子上的符号，也能改变当前格子上的符号。一个状态寄存器。它用来保存图灵机当前所处的状态。图灵机的所有可能状态的数目是有限的，并且有一个特殊

3、的状态，称为停机状态。一套控制规则。它根据当前机器所处的状态以及当前读写头所指的格子上的符号来确定读写头下一步的动作，并改变状态寄存器的值，令机器进入一个新的状态。图灵认为这样的一台机器就能模拟人类所能进行的任何计算过程。7现代计算机之父冯·诺依曼是美籍匈牙利数学家，1946年，冯·诺依曼等人在题为《电子计算装置逻辑设计的初步讨论》的论文中，提出了以存储程序概念为指导的计算机逻辑设计思想，确立了现代计算机的体系结构。82.1.2冯·诺依曼型计算机冯·诺依曼型计算机的基本思想为：计算机硬件由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成；计算机中的数据和程序以二进制代码形式存放在存储

4、器中，存放的位置由地址确定；控制器根据存放在存储器中的指令序列（程序）进行工作，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，能以计算结果为基础，选择不同的工作流程。92.1.3计算机硬件系统冯·诺依曼提出的计算机“存储程序”工作原理决定了现代计算机硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成。10运算器AU运算器的主要功能是对二进制数码进行算术运算或逻辑运算。由算数逻辑单元ALU、寄存器组、数据通路组成。在运算过程中，运算器不断得到由主存储器提供的数据，运算后又把结果送回到主存储器保存起来。整个运算过程是在控制器的统一指挥下，按程序中编排的操作顺序进行的。11

5、存储器运算器控制器12控制器CU控制器是计算机的控制管理核心部件。其主要用于向计算机的各个部件发出微操作控制信号，指挥各个部件高速协调地工作。由程序计数器，指令寄存器，指令译码器，时序控制电路，微操作控制电路组成。AU和CU合称为中央处理器，即CPU。13存储器在计算机中采用只有两个数码“0”和“1”的二进制来表示数据。存储器是具有“记忆”功能的设备，它采用具有两种稳定状态的物理器件来存储信息。这些器件也称为记忆元件。这些物理器件包括磁芯、半导体器件、磁表面器件和光存储器件等。分为主存储器和辅存储器。14存储器主存储器用来存放正在运行的程序和数据，可直接与运算器及控制器交换信息。按照存取方

6、式，主存储器又可分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。中央处理器和主存储器是计算机信息加工处理的主要部件，通常将这两个部分合称为主机。辅存储器用来存放多种大信息量的程序和数据，可以长期保存。15RAM与ROMRAM能够随时在任一地址读出或写入内容。RAM的优点存取速度快、集成度高、电路简单；RAM的缺点是不能长期保存信息，一旦停电，所存信息就会丢失。ROM中存储的数据可以被任意读取，断电后，ROM中的数据仍保持不变，但不可以写入数据。 常常用来存放系统软件（如ROM BIOS）、监控程序等不随时间改变的代码或数据。16CPUCache主存辅存178G内存280元18辅存储器存

7、储容量大、成本低、速度慢。必须先调入内存储器再被运算器控制器处理。由硬盘，光盘，U盘等。191T硬盘-400元左右20输入/输出设备输入设备用于输入人们要求计算机处理的数据、字符、文字、图形、图像、声音等信息，以及处理这些信息所必需的程序，并将它们转换成计算机能接受的形式（二进制代码）。21输入设备● 字符输入设备:键盘；●光学阅读设备:光学标记阅读机，光学字符阅读机；●图形输入设备:鼠标、操纵杆、光笔；●图像输入设备: