计算机软硬件体系结构和原理

计算机软硬件体系结构和原理计算机系统的基本组成计算机的硬件体系结构计算机的基本工作原理计算机的软件系统计算机程序设计计算机系统的基本组成一个完整的计算机系统是由硬件系统和软件系统两大部分组成。大多数计算机在硬件结构上都是采用总线结构。总线是连接系统各部件间信息传送的公共通道（包括数据总线、控制总线和地址总线和）。其优点是可以对系统进行“模块化设计”，便于系统的扩充和组合。返回计算机的硬件体系结构硬件系统主机中央处理器（CPU）运算器控制器内存储器外部设备外存储器输入设备输出设备中央处理器控制器和运算器的合称，简称CPU，是硬件系统的核心。主要任务：取出程序指令、解释指令并执行指令。是计算机的记忆装置。数据或指令，以二进制代码形式存放。通过单元地址来读或写每个单元的信息。主要技术指标：存储容量和存取速度。分为内存储器和外存储器。存储器输入输出设备实现计算机和用户之间信息传递。常用的输入设备主要有：键盘、鼠标器、扫描仪、数字化仪。常用的输出设备主要有：显示器、打印机、绘图仪。返回计算机的基本工作原理冯·诺依曼型计算机的两大特征：（1）程序存储：实现机器的自动计算。（2）采用二进制：表示计算程序及数据。现代计算机的基本工作原理是：程序和数据一样存储，按程序编排的顺序一步一步地取出指令，自动地完成指令规定的操作。返回计算机的软件系统软件：泛指计算机运行所需的各种数据、程序，以及与之相关的文档资料。分成系统软件和应用软件两大类。系统软件是为了方便使用、管理、监控和维护计算机资源的软件。功能：主要是简化计算机的操作，扩展计算机处理能力和充分发挥计算机的工作效益。分类：操作系统、语言处理系统、数据库管理系统和软件工具。应用软件是为了解决用户特定的具体问题而设计开发的软件。一般可分为：（1）应用软件包：如：WPS、Office、AutoCAD等（2）用户程序：如：人事管理系统、图书借阅检索系统、IC卡管理系统等。返回计算机语言经历了三个阶段：一、机器语言：（1）由计算机的机器指令代码构成，直接用二进制形式表示。是一种低级语言。（2）每一个语句称为指令。（3）是目前计算机唯一能直接识别和执行的语言。计算机语言二、汇编语言：（1）是将机器语言指令符号化。（2）源程序须用汇编程序翻译成目标程序。（3）仍是一种低级语言。三、高级语言：（1）比较接近人类自然语言。（2）工作效率比用机器语言或汇编语言编写的程序要低。计算机语言（3）种类：BASIC语言、FORTRAN语言、C语言、VB、VC、Java等。软件与软件设计软件：程序加上相关的技术文档。程序：语句的有序集合（指令序列）。软件设计：对计算机程序及其技术文档的设计、编制、调试、测试和审核的过程。基本步骤：（1）与用户一起，明确软件功能需求。（2）分析问题，提出系统目标。（3）确定解决问题的思路。软件与软件设计（4）设计程序结构。（5）编写源代码。（6）静态检查。（7）测试目标系统。（8）修改源代码，并最后确定目标系统。操作系统是计算机系统软件的核心部分。控制、管理计算机系统全部资源。语言处理系统包括汇编程序、解释程序、编译程序。汇编程序是将汇编语言源程序翻译为目标程序。编译程序是将高级语言源程序翻译成目标程序。数据库管理系统是存储在计算机系统内的、有规定结构的数据集合。软件工具是软件开发、实施和维护过程中使用的程序。有编辑程序、连接程序、调试程序、故障检查程序和系统诊断程序。返回存储容量以字节B（Byte）度量，表示该存储器能存放多少字节的信息。一个字节为8个一进制位，即1Byte=8bit。二个字节称为一个字（Word)一个西文字符占一个字节，一个汉字占二个字节。1K＝210＝1024B1M＝220＝1024KB1G＝230＝1024MB返回存取速度是指从存储器读取一个字节或向存储器写一个字节所需要的时间，该时间标志着存储器的工作速度，将直接影响计算机的运行速度。返回内存储器只读存储器（ROM）：只能读出，不能重写。主要存放开机检测、系统初始化等程序。随机存储器（RAM）：可以读出，也能写入。一旦停电，信息将丢失。说明：直接与CPU打交道。返回外存储器又称辅助存储器，简称外存。主要存放各类程序和各种数据。运行速度比内存储器慢。常用的主要有软盘、硬盘和光盘。返回运算器又称算术逻辑单元（ALU）是具体对信息进行处理加工的部件。主要任务：完成算术运算和逻辑运算。返回控制器是整个计算机正常运转的指挥中心。计算机工作过程实质是执行程序的过程。程序是由各种指令集合组成。指令的基本格式：操作码地址码三个基本操作步骤：（1）取出指令（2）分析指令（3）执行指令返回