第一章计算机基础知识(4、5、6节).

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1、 第1章 计算机概论大学生计算机基础主讲：张浩大学计算机基础1.4 计算机的工作原理与系统组成1.4.1 计算机工作原理1. 计算机工作原理采用的是“存储程序”原理，由美籍匈牙利数学家冯诺依曼（J. Von Neumann）提出的。2.“存储程序”原理核心内容如下： 1.)计算机硬件包括控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备5部分。 2.)计算机的指令和数据都用二进制数表示。 3.)程序存放在存储器中，计算机自动执行程序中的指令。3.由以上原理可知，计算机要完成一项任务，首先要编写该任务的程序，然后将程序装入计算机的存储器，再运行该程序即可。大学计算机基础1.4 计算机的工作原理与系统组成

2、1.4.1 计算机工作原理计算机运行程序的过程就是执行程序中指令的过程，执行指令有以下3个步骤：1.取指令： CPU根据其内部的程序计数器的内容，从存储器中取出对应的指令，同时程序计数器增加一个数，使其为下一条指令的地址。2.分析指令： CPU分析所取出的指令，确定要进行的操作。3.执行指令： CPU根据指令的分析结果，向有关的部件发出相应的控制信号，相关的部件进行工作，完成指令规定的操作。大学计算机基础1.4.2 计算机系统的组成计算机系统的组成 大学计算机基础1.4.3 计算机硬件的组成计算机硬件的组成 1. 中央处理器（CPU）2.存储器3. 输入、输出设备4. 主板1.2.2 计算机硬

3、件系统大学计算机基础CPU-中央处理器或中央处理单元（Central Processing Unit），由运算器和控制器组成，是计算机的核心部件，用来读取程序和执行程序指令，进行运算和做出判断。运算器主要由算术逻辑单元、浮点运算单元、通用寄存器组和专用寄存器组成。用来执行加减等算术运算和比较数据等逻辑运算。控制器主要由指令寄存器、指令译码器、操作控制器、程序计数器等组成正面反面大学计算机基础CPU主要性能指标 主频、外频和倍频 前端总线频率 扩展总线速度 缓存大学计算机基础存储器存储器是计算机的记忆和存储部件，用来存放信息。对存储器而言，容量越大，存取速度则越快。计算机中的操作，大量的是与存储

4、器交换信息，存储器的工作速度相对于CPU的运算速度要低得多，因此存储器的工作速度是制约计算机运算速度的主要因素之一。 存储器分为内存和外存两种。大学计算机基础1、内存也称主存储器，简称主存。它直接与CPU相连接，存储容量较小，但速度快，用来存放当前运行程序的指令和数据，并直接和cpu交换信息。 内存分成：随机存储器和只读存储器两种。RAM（随机存储器）（内存条） RAM的全名是读写随机存储器。特点： 可以读出，也可以写入；当断电后，存储内容立即消失，称为易失性大学计算机基础ROM（只读存储器）ROM为只读存储器（Read Only Memory）或译唯读存储器的缩写。特点： 只可以读出，当断电

5、后，存储内容仍然存在，不会消失Cache（高速缓冲存储器）高速小容量存储器，与内存之间的信息调度，传送自动完成。大学计算机基础存储器的主要功能：存放数据和程序。内存储器（主存储器）外存储器（辅存）随机存储器（RAM）只读存储器（ROM）CMOS（硬盘、光盘、优盘等）存储器类型大学计算机基础主 板主板又叫主机板、系统板和母板，是计算机的调度中心，负责协调计算机各部件之间的工作。主板上有用于安装CPU、RAM内存条的插槽、用于扩展主板功能和实现外部设备与CPU通信的扩展槽、用于连接外部设备、存储驱动器和电源的插槽或插座、连接主机面板上的指示灯和功能按钮的插件、在主板各部件之间传输数据和指令的数据线

6、等。大学计算机基础CPU插槽内存插槽扩展插槽I/O接口电源插座大学计算机基础输入输出设备输入输出设备简称I/O设备，统称为外部设备。输入设备用来接受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二进制代码形式，存放到存储器中。常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、数字化仪、磁卡读入机、条形码阅读器、汉字手写输入板、麦克风、音频输入设备、视频输入设备等。输出是计算机系统送出信息的过程。输出设备是指能从计算机系统中送出信息的设备。常用的输出设备有：显示器、打印机、绘图仪、语音输出设备等。大学计算机基础1.4.4 计算机的软件系统1. 软件有关知识 指令与程序指令-让计算机完成某个操作的依据。

7、一条指令通常由操作码和操作数两个部分组成，前面是操作码部分，后面是操作数部分。程序-指令的组合 指令的执行过程第一阶段为取指过程，第二阶段：译码和执行过程 计算机语言的发展低级语言- 机器语言、汇编语言高级语言-C、C+、Java等等大学计算机基础1.4.4 计算机的软件系统2. 软件分类 系统软件系统软件用于管理、监控和维护计算机资源（硬件和其他软件资源），并为用户提供一个友好的操作界面。主要包括操作系统、支撑软件等。 应用软件应用软件是计算机用户利用计算机的软、硬件资源为解决各种实际问题而编制的计算机程序。应用软件的内容很广泛，涉及到许多领域，很难概括齐全，也很难确切地进行分类。根据实际应

8、用的目的，可以分为通用应用软件和专用应用软件。大学计算机基础1.4.4 计算机软硬件系统的关系计算机软硬件系统的关系硬件和软件互相依存硬件和软件互相依存 ： 硬件是软件赖以工作的物质基础，软件的正常工作是硬件发挥作用的唯一途径。计算机系统必须配备完善的软件系统才能正常工作，从而充分发挥其硬件的各种功能。 硬件和软件无严格界线硬件和软件无严格界线 ： 随着计算机技术的发展，在许多情况下，计算机的某些功能既可以由硬件来实现，也可以由软件来实现。因此，硬件与软件在一定意义上说没有绝对严格的界线。 硬件和软件协同发展：硬件和软件协同发展： 软件随硬件技术的迅速发展而发展，而软件的不断发展与完善又促进了