计算机的基本组成和工作原理

第二章计算机的基本组成和工作原理第二章计算机的基本组成和工作原理师洪第二章计算机的基本组成和工作原理硬件系统软件系统=+计算机系统硬件系统是指计算机系统中由各种电子的、机械的、磁性的、光的器件或装置组成的看得见、摸得着的物理部分。是构成计算机系统的各种功能部件的集合。软件系统是指控制、管理和指挥计算机工作和解决种类应用问题的所有程序和技术资料的总和。是构成计算机系统的各种程序的集合。第二章计算机的基本组成和工作原理2.1计算机硬件系统2.2计算机的基本工作原理2.3计算机软件系统2.4微型计算机的结构主要内容:2.5多媒体技术和多媒体计算机2.6计算机中数的表示2.7信息编码2.8键盘操作2.9智能ABC输入法2.10计算机安全使用常识第二章计算机的基本组成和工作原理计算机硬件系统的组成运算器控制器存储器输入设备输出设备中央处理器2.1节内容2.1计算机硬件系统2.2计算机的基本工作原理2.3计算机软件系统2.4微型计算机的结构主要内容:2.5多媒体技术和多媒体计算机2.6计算机中数的表示2.7信息编码2.8键盘操作2.9智能ABC输入法2.10计算机安全使用常识第二章计算机的基本组成和工作原理冯•诺依曼思想计算机的工作过程2.2节内容2.1计算机硬件系统2.2计算机的基本工作原理2.3计算机软件系统2.4微型计算机的结构主要内容:2.5多媒体技术和多媒体计算机2.6计算机中数的表示2.7信息编码2.8键盘操作2.9智能ABC输入法2.10计算机安全使用常识第二章计算机的基本组成和工作原理2.1计算机硬件系统2.2计算机的基本工作原理2.3计算机软件系统2.4微型计算机的结构主要内容:2.5多媒体技术和多媒体计算机2.6计算机中数的表示2.7信息编码2.8键盘操作2.9智能ABC输入法2.10计算机安全使用常识系统软件应用软件2.3节内容第二章计算机的基本组成和工作原理2.1计算机硬件系统2.2计算机的基本工作原理2.3计算机软件系统2.4微型计算机的结构主要内容:2.5多媒体技术和多媒体计算机2.6计算机中数的表示2.7信息编码2.8键盘操作2.9智能ABC输入法2.10计算机安全使用常识微型机的结构组成微型机外部设备的使用2.4节内容第二章计算机的基本组成和工作原理基本概念多媒体计算机系统的基本组成多媒体技术的应用2.5节内容2.1计算机硬件系统2.2计算机的基本工作原理2.3计算机软件系统2.4微型计算机的结构主要内容:2.5多媒体技术和多媒体计算机2.6计算机中数的表示2.7信息编码2.8键盘操作2.9智能ABC输入法2.10计算机安全使用常识第二章计算机的基本组成和工作原理进制记数制的特点不同进制的相互转换数值型数据的表示形式带符号数的表示2.6节内容2.1计算机硬件系统2.2计算机的基本工作原理2.3计算机软件系统2.4微型计算机的结构主要内容:2.5多媒体技术和多媒体计算机2.6计算机中数的表示2.7信息编码2.8键盘操作2.9智能ABC输入法2.10计算机安全使用常识第二章计算机的基本组成和工作原理2.1计算机硬件系统2.2计算机的基本工作原理2.3计算机软件系统2.4微型计算机的结构主要内容:2.5多媒体技术和多媒体计算机2.6计算机中数的表示2.7信息编码2.8键盘操作2.9智能ABC输入法2.10计算机安全使用常识ASCII码字符编码2.7节内容第二章计算机的基本组成和工作原理2.1计算机硬件系统2.2计算机的基本工作原理2.3计算机软件系统2.4微型计算机的结构主要内容:2.5多媒体技术和多媒体计算机2.6计算机中数的表示2.7信息编码2.8键盘操作2.9智能ABC输入法2.10计算机安全使用常识键位分配常用键说明2.8节内容第二章计算机的基本组成和工作原理2.1计算机硬件系统2.2计算机的基本工作原理2.3计算机软件系统2.4微型计算机的结构主要内容:2.5多媒体技术和多媒体计算机2.6计算机中数的表示2.7信息编码2.8键盘操作2.9智能ABC输入法2.10计算机安全使用常识智能ABC前导符用法2.9节内容第二章计算机的基本组成和工作原理2.1计算机硬件系统2.2计算机的基本工作原理2.3计算机软件系统2.4微型计算机的结构主要内容:2.5多媒体技术和多媒体计算机2.6计算机中数的表示2.7信息编码2.8键盘操作2.9智能ABC输入法2.10计算机安全使用常识计算机的启动计算机的病毒防范2.10节内容第二章计算机的基本组成和工作原理2.1计算机硬件系统功能：在计算机程序的控制下，完成数据的输入、运算、输出等操作。数据流控制流输入设备输出设备运算器控制器存储器中央处理器(CPU)外部数据●CPU（中央处理单元）=运算器+控制器：在微型计算机中，将CPU做在一片大规模集成电路上。●主机：运算器、控制器、内存储器加上输入、输出接口电路一起称为计算机的主机。●外设：把各种输入、输出设备和外存储器通称为计算机的外围设备，简称外设。第二章计算机的基本组成和工作原理运算器算术逻辑单元累加器状态寄存器通用寄存器运算器（ALU）运算器是执行算术运算和逻辑运算的部件,它的任务是对信息进行加工处理。算术和逻辑运算暂存操作数和运算结果。存放算术逻辑单元在工作中产生的状态信息。暂存操作数或数据地址。第二章计算机的基本组成和工作原理控制器控制器的主要作用是使计算机能自动执行程序。控制器是统一指挥各控制计算机各部件进行工作的“神经中枢”。它对输入的指令进行分析，并统一控制计算机的各个部件以完成一定的任务。第二章计算机的基本组成和工作原理中央处理器(CPU)由运算器和控制器组成，又称为微处理器。关于CPU的术语位（bit）：一位二进制信息称为1位，是二进制数的基本单位。字节（Byte)：8位二进制信息称为一个字节。字（Word）：作为一个整体被传送和运算的一串二进制数。字长：一个字所包含的二进制数位数。一般是字节的整数倍。主频：CPU工作时的时钟频率。一般情况下，主频超高，运行速度越快。第二章计算机的基本组成和工作原理存储器存储器是计算机的记忆部件，用来存储程序和数据。存储器内部存储器外部存储器第二章计算机的基本组成和工作原理输入设备把用户提供的原始信息(程序、数据)转换成电信号，并通过计算机的接口电路将这些信息顺序送入存储器中。常用输入设备键盘扫描仪光笔鼠标Modem磁盘驱动器标准输入设备第二章计算机的基本组成和工作原理输出设备将计算机的运算和处理结果以能为人们或其它机器所接受的形式输出。常用输出设备Modem磁盘驱动器打印机绘图仪显示器标准输出设备第二章计算机的基本组成和工作原理内部存储器第二章计算机的基本组成和工作原理内部存储器在计算机内部直接与CPU进行信息交换的部件。一般采用半导体存储器。功能：1、为其他部件运行提供必需的信息2、保存运算中间结果及最后结果特点：任何需要处理的数据，均必须先存放到内存中。地址：内存由许多存储单元组成。所有存储单元都有一个顺序编号，该编号称为存储单元的地址。每一个存储单元可存放若干位数据代码，既可是指令、也可是数据。(图示)存取周期：从存储器存取一个字到能够再存取下一个字所需要的时间。是衡量存储器工作速度的重要指标。值越小，工作速度越快。第二章计算机的基本组成和工作原理内部存储器一个存储器中存储单元的总数称为该存储器的存储容量。存储容量的单位一般用字节。1Byte=8bit1KB=1024Byte1MB=1024KB=220Byte1GB=1024MB=220KB=230Byte1TB=1024GB=220MB=230KB=240Byte第二章计算机的基本组成和工作原理内部存储器内存Cache（高速缓冲存储器）主存储器ROM（只读存储器）RAM（随机存储器）ROM“读”操作“写”操作×√RAM“读”操作“写”操作√√切断电源后，数据丢失ROMRAM×√组成特点第二章计算机的基本组成和工作原理外部存储器3.5英寸软驱5.25英寸软驱闪盘（U盘）硬盘移动硬盘CD--ROMDVD--ROM第二章计算机的基本组成和工作原理外部存储器存放“暂时不用”的程序或数据作用特点不与计算机内其他装置直接交换数据，只与内存交换数据，并且是以成批数据进行交换。内存与外存的区别常用外部存储器磁盘存储器、光盘存储器、磁带存储器第二章计算机的基本组成和工作原理存储单元存储单元存储单元存储单元存储单元存储单元0000H0001H0002HFFFFHFFFEHFFFCH内存单元第二章计算机的基本组成和工作原理“读”、“写”操作从存储器中取出原来记录的内容，并且不破坏存储器的内容，这种操作称为存储器的“读”。将新的内容保存到存储器中，并抹去原来的内容，这种操作称为存储器的“写”。第二章计算机的基本组成和工作原理内存与外存的区别容量存取速度价格断电内存小快高信息丢失外存大慢低不会丢失第二章计算机的基本组成和工作原理冯•诺依曼美籍匈牙利科学家2.2计算机的基本工作原理冯•诺依曼思想（1946年）①计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备组成②程序和数据在计算机中用二进制数表示③计算机的工作过程是由存储程序控制的计算机能够自动地完成运算或处理过程的基础是存储程序和程序控制，存储程序与程序控制原理是冯•诺依曼思想的核心。机器指令格式操作码操作数机器执行什么操作执行对象（具体数、存放位置）指令是对计算机进行程序控制的最小单位所有的指令的集合称为计算机的指令系统程序是为完成一项特定任务而用某种语言编写的一组指令序列。第二章计算机的基本组成和工作原理计算机的工作过程略第二章计算机的基本组成和工作原理系统软件管理、控制和维护计算机，并支持应用程序运行的各种软件。硬件系统用户系统软件应用软件系统软件软件用户特点：通用性、基础性2.3计算机软件系统计算机软件系统包括系统软件和应用软件。第二章计算机的基本组成和工作原理系统软件分类系统软件操作系统语言处理程序数据库管理系统支持软件汇编程序编译程序解释程序编辑程序连接程序诊断程序调试程序第二章计算机的基本组成和工作原理操作系统共享计算机系统的资源管理者硬件资源软件资源五大管理功能：处理机管理（CPU管理）存储器管理（内存管理）设备管理（输入输出管理）文件管理（信息管理）用户与计算机之间的接口操作系统类型：WindowsUnixDosLinux第二章计算机的基本组成和工作原理程序设计语言机器语言用二进制表示的、计算机惟一能理解和直接执行的程序语言。汇编语言将机器语言“符号化”的程序设计语言。高级语言面向问题求解过程的程序设计语言。第二章计算机的基本组成和工作原理语言处理程序通常把高级语言或汇编语言编写的程序称为源程序。汇编程序、编译程序、解释程序汇编程序“汇编”机器语言目标程序汇编语言源程序编译程序“编译”机器指令目标程序高级语言源程序高级语言源程序解释一句，执行一句。不产生目标程序解释程序“解释”第二章计算机的基本组成和工作原理应用软件①程序库主要用于数值计算和统计分析（SPSS、SAS）②软件包针对某种应用而设计的应用程序（WPS、AutoCAD)③套装软件具有不同功能的一组程序（MicrosoftOffice）第二章计算机的基本组成和工作原理2.4微型计算机的结构①CPU②存储器③主板微型机的结构组成⑤各种接口适配器⑥电源⑦主机箱④软盘、硬盘、光盘驱动器第二章计算机的基本组成和工作原理CPUIntel、AMD、VIA公司第二章计算机的基本组成和工作原理存储器存取速度更快单位价格更高存储容量更大CPU高速缓存(Cache)主存辅存内存第二章计算机的基本组成和工作原理主板AT、ATX结构第二章计算机的基本组成和工作原理软盘、硬盘、光盘驱动器第二章计算机的基本组成和工作原理各种接口适配器显示卡调制解调器卡网卡声卡第二章计算机的基本组成和工作原理电源为系统装置的各个部件和键盘提供工作所需的电源。第二章计算机的基本组成和工作原理主机箱卧式、立式第二章计算机的基本组成和工作原理微型机最常用的外部设备的使用显示器鼠标打印机外部存储器键盘第二章计算机的基本组成和工作原理显示器又称监视器