第2章大学计算机基础简明教程.ppt

第2章大学计算机基础简明教程
计算机系统的组成与工作原理计算机系统的组成
系统软件
应用软件
计算机系统分为：硬件+软件
硬 件
软 件
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计算机系统的组成
输入设备：键盘、鼠标、扫描仪
输出设备：显示器、打印机
外 存：软、硬盘、光盘、闪存
网络设备：网卡、调制解调器等
计算机系统
软件
外部设备
系统软件
应用软件
硬件
运算器
寄存器
控制器
主机
内存
CPU
随机存储器(RAM)
只读存储器(ROM)
高速缓冲存储器
操作系统：Windows、Unix、Linux
语言处理程序：C、Pascal、VB等
实用程序：诊断程序、排错程序等
办公软件包、数据库管理系统
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计算机的五大部件
：
二进制
程序与数据一样存放在内存
五大模块
存储器
数据流
控制流
运算器
外存储器
输
出
设
备
内存储器
输
入
设
备
控制器
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John von Neumann
冯诺依曼
1949 EDSAC
冯·诺依曼计算机
存储程序工作原理
计算机的两个基本能力：一是能够存储程序，二是能够自动地执行程序。
计算机是利用“存储器”（内存）来存放所要执行的程序的，而称之为CPU的部件可以依次从存储器中取出程序中的每一条指令，并加以分析和执行，直至完成全部指令任务为止。
计算机工作原理
运算器：进行算术、逻辑运算，加工和处理数据(Arithmetic Logic Unit, ALU)控制器：分析程序控制信息，控制并协调各项操作。运算器和控制器是计算机的核心，称为中央处理单元（Central Processing Unit, CPU）
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中央处理器CPU
CPU是计算机的心脏，用来实现程序控制功能（自动从内存中读入指令和自动执行指令）。
CPU结构示意图
地址总线
标 志
寄存器
指令寄存器
数据暂存器
控制电路
指令译码器
地
址
寄存
器
指 令
指 针
寄存器
R1
R2
R3
R4
寄存器组
运
算
器
PC
数据总线
控制总线
ALU
计算机工作原理
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存储器
存储器是计算机存储数据和程序的记忆单元集合
每个记忆单元由8位二进制位组成，可读写其中
的数据。
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认识计算机内存
与处理器直接相连的存放数据的器件称为内存，
不直接与处理器相连的介质如磁盘称为外存。
随机访问存储器RAM
存放操作系统指令、软件指令、处理数据
虚拟内存
计算机使用磁盘空间来模拟内存的能力
只读存储器ROM
ROM BIOS小型指令集合
CMOS存储器
存放计算机的配置信息，如日期
和时间、硬盘容量、RAM容量等
计算机工作原理
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存储器
每个记忆单元由8位二进制位组成。
1KB=210B=1024B
1MB= 210KB= 1024KB
1GB= 210MB= 1024MB
1TB= 210GB= 1024GB
字节BYTE
7 6 5 4 3 2 1 0
位Bit
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