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1.2 计算机组成及工作原理

1.2 计算机组成及工作原理. 思考题. 计算机由哪几个部分组成？各部分的功能是什么？ 什么是硬件？什么软件？硬件和软件的关系是什么？ 微机的外存储设备包括哪些？ 操作系统在计算机中起什么作用？ 什么是机器语言？什么是汇编语言？什么是高级语言？. 内容提要. 计算机硬件组成 计算机软件组成 计算机工作原理. 1.2.1 计算机硬件组成. 计算机的基本结构. 运算器. CPU 微处理器. 控制器. 中央处理器（ CPU ）. 算术运算和逻辑运算. 计算机的神经中枢.

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1.2 计算机组成及工作原理

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  1. 1.2计算机组成及工作原理

  2. 思考题 • 计算机由哪几个部分组成？各部分的功能是什么？ • 什么是硬件？什么软件？硬件和软件的关系是什么？ • 微机的外存储设备包括哪些？ • 操作系统在计算机中起什么作用？ • 什么是机器语言？什么是汇编语言？什么是高级语言？

  3. 内容提要 • 计算机硬件组成 • 计算机软件组成 • 计算机工作原理

  4. 1.2.1计算机硬件组成

  5. 计算机的基本结构

  6. 运算器 CPU 微处理器 控制器 中央处理器（CPU） 算术运算和逻辑运算 计算机的神经中枢 主频： CPU主要的性能指标,单位一般是兆赫兹（MHz）,千兆赫兹（GHz）。对于同种类的CPU，主频越高，CPU的速度就越快，整机的性能就越高。 Back Next

  7. 摩尔定律 晶体管数 每18-24个月芯片能力增长一倍 速度、体积 Back

  8. 存储器 2 存储器： • 分为内存储器和外存储器 • 外存也可作为输入输出设备 外部存储器 访问速度慢 信息永久性 内部存储器 访问速度快 信息暂时性 Next

  9. L1（一级）Cache （CPU内部） Cache L2（二级）Cache（ CPU内部） CPU Cache RAM 内存： • A 只读存储器ROM (Read Only Memory):CPU对它们只取不存，其信息用户无法修改。断电时信息不会丢失。ROM中一般存放计算机系统管理程序。 • B 随机存取存储器RAM (Random Access Memory)：存放各种现场的输入、输出数据，中间计算结果，以及与外部存储器交换信息。 • C 高速缓存 (Cache):介于CPU与内存之间，速度比内存快。 Back

  10. 存储器单位 • 位 bit (Binary Digits): 存放一位二进制数，即0或1。 • 字节byte: 8个二进制位为一个字节(B)。容量一般用KB、MB、GB、TB来表示，它们之间的关系是： • 1KB (Kilobyte)=1024B， • lMB (Megabyte)=1024KB， • 1GB (Gigabyte)=1024MB， • ITB (Trillionbyte)=1024GB，其中1024=210 Back

  11. 内存

  12. 外存储器，长期存放“暂时不用”的程序和数据。通常外存不和计算机的其他部件直接交换数据，只和内存交换数据。外存储器，长期存放“暂时不用”的程序和数据。通常外存不和计算机的其他部件直接交换数据，只和内存交换数据。 外存 Next

  13. 输入设备 • 键盘 • 鼠标 • 扫描仪 • 麦克风 • 摄像头 • 手写板

  14. 输出设备 • 显示器 • 打印机 • 投影仪 • 音箱 • ……

  15. 总线 • 连接CPU，内存、外存、输入输出设备的信号线及其相关的控制电路，是计算机用于各个部件之间传输信息的公共通道. • 按传送信号分为： • 数据总线（Data Bus）：用于数据信号的传送 • 地址总线（Address Bus）：用于地址信号的传送 • 控制总线（Control Bus）：用于控制信号 • 常见的总线标准：ISA总线，EISA总线，PCI总线和USB通用总线

  16. PCI总线

  17. 主板（main board） • 安装在微机机箱内的印刷电路板，连接CPU，内存，外存，各种适配卡和外部设备的中心枢纽 • 按结构标准分为Baby-AT, ATX, Micro-ATX, NLX, BTX5种。ATX用得最多。

  18. 基本配置 运算器和控制器 CPU 存储器 硬盘 光驱 软驱 输入输出设备 鼠标 键盘 显示器 音箱 扩展配置 机箱 电源 主板 声卡 显卡 网卡 数据线 其他 扫描仪、打印机等 多媒体计算机的硬件组成

  19. 1.2.2计算机软件系统

  20. 什么是计算机软件？ • 相对于硬件而言，包括机器运行所需的各种程序及其有关资料。 • 软件是指在计算机上运行的程序及其使用和维护文档的总和。 • 没有安装软件的计算机称为裸机（bare machine）。

  21. 系统软件 操作系统 语言处理程序 连接程序 诊断程序 数据库管理系统 应用软件 数据处理软件 文字处理软件 表格处理软件 计算机辅助工程应用 实施处理软件 常见的计算机软件

  22. 系统软件 • 是指控制计算机的运行，管理计算机的各种资源，并为应用软件提供支持和服务的一类软件。 • 包括： • 操作系统 • 语言处理程序 • 连接程序 • 诊断程序 • 数据库管理系统

  23. 操作系统(Operating System 简称OS)-- 对计算机软、硬件资源进行统一调度和管理的软件 A 管理资源(Managing resources) --管理调度计算机的所有硬件和软件资源。 B 用户界面( User interface) --提供了一个图形用户界面 (graphical user interface GUI) ，把一些被用户经常使用的操作用图标 (icon)来表示。 C 运行程序(Running applications) --大多数的操作系统支持多任务(multitasking)。 Back

  24. 常见的操作系统： Windows 98 Windows 2000 Windows ME Windows XP Windows NT、Windows Vista

  25. 语言处理程序 • 机器语言 • 二进制代码表达 • 不需要翻译 • 不易记忆、难于修改 • 汇编语言 • 符号化的机器语言 • 助记符 • 高级语言 • 倾向自然性语言 • 源程序->（编译或解释）->机器语言 • 例如：PASCAL,FORTRAN,BASIC,C,C++,JAVA

  26. 连接程序

  27. 诊断程序 • 计算机硬件性能测试和系统故障的诊断维护 • 例如： • Window优化大师 • 超级兔子

  28. 数据库管理系统 • 管理数据库 • 例如： • DBASE • ACCESS • SQL Server • Oracle • DB2

  29. 应用软件 • 是计算机系统支持下的所有面对实际问题和具体用户群的应用程序的总和。 • 如科学计算、工程设计、数据处理、事物管理、过程控制等方面的程序 • 例如： • 办公软件包Office • 图象处理Photoshop • 动画制作Flash

  30. 各软件之间的联系 最终用户 程序员 应用软件 各种工具软件 操作系统 操作系统 设计人员 计算机硬件

  31. 1.2.3计算机工作原理

  32. BIOS自检 • BIOS：Basic Input/Output System,基本输入输出系统 • 系统开机后，CPU首先执行固化在ROM中的一部分操作系统程序，这部分称为BIOS • BIOS启动操作系统的装载过程，这个过程称为自举或引导。 • BIOS VS 传达室？

  33. 指令 • 让计算机完成某个操作所发出的命令。 • 由操作码和操作数两个部分组成。 • 操作码：指明该指令要完成的操作。 • 操作数：只参加运算的数或者数所在的地址。 • 执行分为两个阶段 • 取址周期：将要执行的指令从内存中取出送入CPU,CPU进行分析译码，判断要完成的操作。 • 执行周期：向各部件发出完成该操作的控制信号，完成该指令。

  34. 程序 • 使用者根据解决某一问题的步骤，选用一条条指令进行有序的排列，这一指令序列称为程序。 • 程序的执行过程：一条条指令的执行过程。

  35. 1.2计算机组成及工作原理

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