计算机原理课件

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计算机原理从第一台计算机的问世算起，到现在才有60余年，在人类科技史上还没有一种科学可以与计算机的发展之快相提并论。目录计算机的发展简史冯•诺依曼机特点电子计算机发展阶段计算机的分类计算机的主要应用计算机系统构成工作过程PC(personalcomputer)的组成计算机的发展简史1943一一1946年美国宾夕法尼亚大学研制的电子数字积分器和计算机E\1AC(ElectronicNumericalAndComputer)是世界上第一台电子计算Mo一般认为它是现代计算机的始祖。早期计算机冯•诺依曼与ENIAC计算机研制的同时，冯•诺依曼(VonNeumann)与莫尔小组合作研制EDVAC计算机,采用了存储程序方案，其后开发的计算机都采用这种方式，称为冯•诺依曼计算机。冯•诺依曼机特点

1冯•诺依曼机具有一下特点：(1)计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成。冯•诺依曼(2)采用存储程序的方式，程序和数据放在同一个存储器中，指令和数据一样可以送到运算器运算，即由指令组成的程序是可以修改的。(3)数据以二进制代码表示。(4)指令由操作码和地址码组成。(5)指令在存储器中按执行顺序存放，由指令计数器指明要执行的指令所在的单元地址,一般按顺序递增，但可按运算结果或外界条件而改变。(6)机器以运算器为中心，输入输出设备与存储器间的数据传送都通过运算器。现代计算机系统结构有了很大新发展，但原则上变化不大，习惯上仍称之为冯•诺依曼机。电子计算机发展阶段根据计算机所采用的物理器件的发展，一般把电子计算机的发展分成四个阶段，习惯上称为四代。微型机

2第一代：电子管计算机时代（从1946年到50年代后期），其主要特点是采用电子管作为基础器件。代表机型IBM公司的IBM650。第二代：晶体管计算机时代（从50年代中期到60年代后期），采用的主要器件逐步由电子管改为晶体管，缩小了体积，降低了功耗，提高了速度和可靠性，降低了价格。代表机型控制数据公司（2£）的大型计算机系统CDC6600.第三代：集成电路计算机时代（从60年代中期到70年代前期），计算机采用集成电路作为基本器件，功耗、体积、价格进一步下降，速度和可靠性相应的提高。代表机型IBM公司的IBM360.第四代：大规模集成电路计算机时代（从70年代初至今），70年代初,半导体存储器问世,迅速取代了磁芯存储器，并不断向大容量、高速度发展。1984年内涵2300个晶体管的史国.4004芯片问世，开启了现代计算机的篇章。计算机的分类大型机大型机是反映各个时期先进计算技术的大型通用计算机，其中以IBM公司的大型机系列影响最大。601.2.3布•・・III；M>MRAM-J•—■I・俞«1•£・计算机系统构成年代的IBM360系统，70年代和80年代的IBM370系统曾占领大型机的主要市场。90年代IBM推出的大型机系列为IBMS/390系列，都是大型机的代表之作。巨型机现代科学技术，尤其是国防技术的发展，需要有很高运算速度、很大存储容量的计算机，一般大型通用计算机不能满足要求。集成电路的进展,为制造巨型机提供了条件。微处理器的发展为阵列结构的巨型机发展带来了希望。如占德伊尔公司为美国宇航局（NASA）研制了一台处理卫星图像的计算机系统MPP,该机由16384个微处理器组成128*128方阵。

3小型机小型机规模小、结构简单所以设计试制周期短，便于及时采用先进工艺，生产量大，硬件成本低。小♦出设备tt出Mtt硬件系统型机的出现打开了再控制领域应用计算机的局面，许多大型分析仪器、测量仪器使用小型机进行数据采集、整理、分析、计算等。微型机微型机的出现与发展，掀起计算机大普及的浪潮，利用4位微处理器Intel4004组成的MCS-4是世界上第一台微型机，它于1971年问世。我们现在工作学习生活中用的PC就是微型机。1978年Intel成功开发了16位微处理器Intel8086。1981年32位微处理器Intel80386问世。随着技术的不断发展，现在已经进入64位双核微处理器时代。系统总线其它还有工程工作站、联机系统和计算机网络，这些就不再赘述，有兴趣的读者可以自己搜索资料。这里所说的计算机原理，主要以微型机为主，因为微型机与我们的生活关系最为密切。计算机的主要应用1、科学计算2、信息管理

4CPU3、过程控制4、计算机网络与通信5、计算机辅助教学、设计、制造6、仪器仪表与家电控制计算机的主要应用数据可分为数值数据和非数值数据两大类。从计算机所处理数据的类型这个角度来看，计算机的应用原则上应该分成科学计算和非数值计算两大类。后者包括信息处理、过程控制、计算机辅助设计、计算机辅助教学、人工智能等，其应用范围远远超过前者。计算机的应用已形成了一门专门的学科，它主要包括以下几方面的内容：1.科学计算1/0接口即纯数值计算，主要是解决科学研究领域的一些复杂的数学问题，计算量大而且精度要求高。例如：气象预报、人造大星轨道的计算等都属于这方面的应用。2.过程控制过程控制是指利用计算机对生产或其他过程中的数据及时采集，并按最佳方案实现自动化。过程控制可以提高自动化程度，减轻劳动强度、提高生产效率、降低生产成本，保证产品质量的稳定。3.信息处理信息处理是目前计算机应用最广泛的领域之一。信息处理是指用计算机对各种形式的信息（如文字、图像、声音等）收集、存储、加工、分析和传送的过程。当今社会，计算机在信息处理领域的应用，对办

5公自动化、管理自动化乃至社会信息化都起着积极的促进作用。1.计算机辅助系统1)计算机辅助设计计算机辅助设计简称为CAD(ComputerAidedDesign),它是利用计算机帮助人们进行各种工程和复杂产品的设计。CAD技术不仅提高了设计质量，而且也提高了自动化程度，大大缩短了新产品的设计与试制周期，从而成为生产现代化的重要手段。2)计算机辅助制造49计算机工作过程计算机辅助制造简称为CAM(ComputerAidedManufacturing)□它是利用计算机直接控制零件的加工，实现无图纸加工。3)计算机辅助教学计算机辅助教学简称为CAI(ComputerAssistedInstruction)。它是指利用多媒体和网络技术，使得网上教学和远程教学得以实现。利用CAI,可将课程内容编成图文并茂的软性，使教学过程更加形象化。对于不同程度的学生可以自主选择不同的教学内容和教学进度，改变了教学的单一模式。计算机系统构成计算机系统构成由上图我们可以看出，计算机系统包含硬件系统和软件系统,硬件系统是计算机的基础，软件系统是计算机的上层建筑。一个完整的计算机系统必须包含硬件系统和软件系统，只有硬件系统没有软件系统的机器叫裸机。硬件系统硬件系统一般包括：微处理器(CPU)、内存储器、输入/输出接口、系统总线、外部设备。

6其中，各部件之间的信号传输要通过系统总线来完成。系统总线CPU1、微处理器(CPU)CPU是电脑系统的心脏,电脑特别是微型电脑的快速发展过程，实质上就是CPU从低级向高级、从简单向复杂发展的过程。CPU(CentralProcessingUnit)又叫中央处理器,其主要功能是进行运算和逻辑运算，内部结构大概可以分为控制单元、算术逻辑单元和强储单元等几个部分。按照其处理信息的字长可以分为：八位微处理器、十六位微处理器、三十二位微处理器以及六十四位微处理器等等。目前主流的CPU都是由AMD公司和Intel公司生产提供的。如AMDAthlon64X25000+AM2、IntelCore2DuoE7200等。2、内存储器和辅助存储器内存储器简单的说就是我们通常说的内在。辅助存储器简单的说就是指硬盘和光驱。内存3、输入/输出接口I/O接口IDE接口，一般用于连接硬盘和光驱，这个接口逐渐被SATA接II所代替；SCSI接口主要是用作连接SCSI接口的硬盘:USB接口一种通用万能插口，支持人插拔；IEEE1394接口比USB接口提供了更高的速率,同时也支持热插拔。AGP接口,主要是用来连接显卡，但是随着技术的发展，逐渐被PCI-E接口所取代。4、系统总线总线一般有两类：一类是连接计算机内部各模块的总线，如连接CPU、存储器和I/0接口的总线，常用的有ISA总线、EISA总线、PCI总线等；另一类为系统之间或系统与外部设备之间连接的总线，常用的有EIA-RS232C串行总线和IEEE-488并行总线等。键盘5、外部设备一般包括键盘、鼠标、显示器、打印机等。软件系统软件系统包括：系统软件和应用软件］、系统软件Windowsxp系统软件包括：操作系统、服务型程序、语言处理程序。2、应用软件应用软件包括：定制应用软件和通用应用软件。工作过程

7可以简单概括为输入、处理、输出和存储4个过程。输入是指接受由输入设备（如键盘）提供的信息；处理是对信息进行加工处理的过程，并按•定方式进行转换；输出是将处理结果在输出设备上（如显示器等）显示或打印等操作；存储是将原始数据或处理结果进行保存以便再次使用。这4个步骤组成一个循环过程。输入、处理、输出和存储并不一定按照上述的顺序操作。在程序的指挥下，计算机根据需要决定采取哪一个步骤。个人计算机的工作过程是通过输入设备（键盘或鼠标等）输入用户的操作命令或数据,计算机的处理单元（微处理器）接受到输入命令后，进行处理并将结果在计算机的输出设备（显示器或打印机等）上输出，也可以将结果保存在计算机的存储器（硬盘或软盘）上。因此，计算机对于某种输入命令所要进行的对应操作，是由事先保存在计算机中的程序决定的。计算机工作过程PC（personalcomputer）的组成PC一般由主机和输入输出设备组成。主机一般由CPU、主板、内存、硬盘、显卡、光驱、电源、机箱、散热器等组成;输入输出设备一般包括键盘、鼠标、显示器等。这样由主机和输入输出设备组成了一台裸机，只有再安装好操作系统和应用软件以后，才称得上一台真正的计算机。

8劳动合同一、双方在签订本合同前.，应认真阅读本合同书。本合同一经签订，即具有法律效力，双方必须严格履行。二、本合同必须由用人单位（甲方）的法定代表人（或者委托代理人）和职工（乙方）亲自签章，并加盖用人单位公章（或者劳动合同专用章）方为有效。三、本合同中的空栏，由双方协商确定后填写，并不得违反法律、法规和相关规定；不需填写的空栏,划上“/”。四、工时制度分为标准工时、不定时、综合计算工时三种。实行不定时、综合计算工时工作制的，应经劳动保障部门批准。五、本合同的未尽事宜，可另行签订补充协议，作为本合同的附件，与本合同一并履行。六、本合同必须认真填写，字迹清楚、文字简练、准确，并不得擅自涂改.七、本合同（含附件）签订后，甲乙双方各保管一份备查。乙方（职工）:姓名：身份证号码:现住址：_联系电话:甲方（用人单位）:名称：法定代表人：_地址：经济类型：联系电话：根据（中华人民共和国劳动法》和国家及省的有关规定，甲乙双方按照平等自愿、协商一致的原则订立本合同。1、合同期限（一）合同期限双方同意按以下第种方式确定本合同期限：1、有固定期限：从年月日起至月日止。2、无固定期限：从年月日起至本合同约定的终止条件出现时止（不得将法定解除条件约定为终止条件）。3、以完成一定的工作为期限：从年月日起至工作任务完成时止.（二）试用期限双方同意按以下第种方式确定试用期期限（试用期包括在合同期内）：1、无试用期。2,试用期从年月日起至月日止。（试用期最长不超过六个月。其中合同期限在六个月以下的，试用期不得超过十五日；合同期限在六个月以上一年以下的。试用期不得超过三十日；合同期限在一年以上两年以下的，试用期不得超过六十日。）二、工作内容（一）乙方的工作岗位（工作地点、部门、工种或职务）为（二）乙方的工作任务或职责是（三）甲方因生产经营需要调整乙方的工作岗位，按变更本合同办理,双方签章确认的协议或通知书作为本合同的附件。（四）如甲方派乙方到外单位工作，应签订补充协议.三、工作时间（一）甲乙双方同意按以下第种方式确定乙方的工作时间：1、标准工时制，即每日工作小时，每周工作

9天，每周至少休息一天.2,不定时工作制，即经劳动保障部门审批，乙方所在岗位实行不定时工作制.3,综合计算工时工作制，即经劳动保障部门审批，乙方所在岗位实行以为周期，总工时小时的综合计算工时工作制。（二）甲方因生产（工作）需要，经与工会和乙方协商后可以延长工作时间。除（劳动法）第四十二条规定的情形外，•般每日不得超过•小时，因特殊原因最长每日不得超过二小时，每月不得超过二十六小时。四，工资待遇（一）乙方正常工作时间的工资按下列第（）种形式执行，不得低于当地最低工资标准。1、乙方试用期工资元/月；试用期满工资元/月（——元/H）.2,其他形式：。（二）_E资必须以法定货币支付，不得以实物及有价证券替代货币支付.（三）甲方根据企业的经营状况和依法制定的工资分配办法调整乙方工资，乙方在六十日内未提出异议的视为同意。（四）甲方每月日发放工资。如遇节假日或休息日，则提前到最近的工作日支付。（五）甲方依法安排乙方延长工作时间的，应按（劳动法）第四卜四条的规定支付延长工作时间的工资报酬。五、劳动保护和劳动条件（一）甲方按国家和省有美劳动保护规定提供符合国家劳动卫生标准的劳动作业场所，切实保护乙方在生产工作中的安全和健康。如乙方工作过程中可能产生职业病危害，甲方应按《职业病防治法》的规定保护乙方的健康及其相关权益。（二）甲方根据乙方从事的工作岗位，按国家有关规定，发给乙方必要的劳动保护用品，并按劳动保护规定每（年/季/月）免费安排乙方进行体检。（三）乙方有权拒绝甲方的违章指挥、强令冒险作业，对甲方及其管理人员漠视乙方安全和健康的行为，有权要求改正并向有关部门检举、控告。六、社会保险和福利待遇（一）合同期内，甲方应依法为乙方办理参加养老、医疗、失业、工伤、生育等社会保险的手续，社会保险费按规定的比例，由甲乙双方负责。（二）乙方患病或非因工负伤，甲方应按国家和地方的规定给予医疗期和医疗待遇，按医疗保险及其他相关规定报销医疗费用，并在规定的医疗期内支付病假工资或疾病救济费。（三）乙方患职业病、因工负伤或者因工死亡的，甲方应按（工伤保险条例）的规定办理。（四）甲方按规定给予乙方享受节日假、年休假、婚假、丧假、探亲假、产假、看护假等带薪假期，并按本合同约定的工资标准支付工资.七、劳动纪律（一）甲方根据国家和省的有关法律、法规通过民主程序制定的各项规章制度，应向乙方公示；乙方应自觉遵守国家和省规定的有关劳动纪律、法规和企业依法制定的各项规章制度，严格遵守安全操作规程，服从管理，按时完成工作任务。（二）甲方有权对乙方履行制度的情况进行检杏、督促、考核和奖惩。（三）如乙方掌握甲方的商业秘密，乙方有义务为甲方保守商业秘密，并作如下约定：八、本合同的变更（一）任何一方要求变更本合同的有关内容，都应以书面形式通知对方。（二）甲乙双方经协商一致，可以变更本合同，并办理变更本合同的手续。九、本合同的解除（一）经甲乙双方协商一致，本合同可以解除。由甲方解除本合同的，应按规定支付经济补偿金。（二）属下列情形之一的，甲方可以单方解除本合同：1、试用期内证明乙方不符合录用条件的；2、乙方严重违反劳动纪律或甲方规章制度的；3,严重失职、营私舞弊，对甲方利益造成重大损害的：4、乙方被依法追究刑事责任的；5、甲方歇业、停业、濒临破产处于法定整顿期间或者生产经营状况发生严重困难的；6、乙方患病或非因工负伤，医疗期满后不能从事本合同约定的工作，也不能从事由甲方另行安排的工作的；7,乙方不能胜任工作，经过培训或者调整工作岗位，仍不能胜任工作的；8、木合同订立时所依据的客观情况发生重大变化，致使本合同无法履行，经当事人协商不能就变更本合同达成协议的；

109、本合同约定的解除条件出现的。甲方按照第5、6,7、8、9项规定解除本合同的，需提前三十日书面通知乙方，并按规定向乙方支付经济补偿金，其中按第6项解除本合同并符合有美规定的还需支付乙方医疗补助费。（三）乙方解除本合同，应当提前三十日以书面形式通知甲方.但属下列情形之一的，乙方可以随时解除本合同：1,在试用期内的；2,甲方以暴力、威胁或者非法限制人身自由的手段强迫劳动的：3、甲方不按本合同规定支付劳动报酬，克扣或无故拖欠工资的；4、经国家有关部门确认，甲方劳动安全卫生条件恶劣，严重危害乙方身体健康的•（四）有下列情形之一的，甲方不得解除本合同：1、乙方患病或非因工负伤，在规定的医疗期内的；2、乙方患有职业病或因工负伤，并经劳动能力鉴定委员会确认，丧失或部分丧失劳动能力的；3,女职工在孕期、产期、哺乳期内的：4、法律、法规规定的其他情形。（五）解除本合同后，甲乙双方在七日内办理解除劳动合同有关手续。十、本合同的终止本合同期满或甲乙双方约定的本合同终止条件出现，本合同即行终止。本合同期满前一个月，甲方应向乙方提出终止或续订劳动合同的书面意向，并及时办理有关手续。乙方：（签名或盖章）甲方：（盖章）法定代表人：（或委托代理人）20年月日20年月日鉴证机构（盖章）：鉴证人：EI鉴证日期：20年