1.2计算机基本结构和原理解读.pptx

计算机应用基础 网址：00 主讲人: Computer Base Series Course 第1章第2节 课堂目标 认识作为信息技术基本工具之一的计算机的硬件结构概貌； 理解二进制数的基本原理以及与计算机内部的信息存储的关系； 计算机系统的基本组成：硬件和软件 硬件构成：中央处理单元、输入接口和设备、输出接口和设备、以及存储器等 软件组成：程序、文件以及有关的文档资料 了解计算机 基本工作原理、理解基本结构及其发展的趋势， 将有利于在计算机技术高速发展的形势下，跟上它前进的步伐。 1.2 计算机基本结构和原理 1.2 计算机基本结构和原理 1.2.1计算机基本结构 冯.诺依曼：本世纪最伟大的科学家之一。 1913年出生于匈牙利首都布 达佩斯，6岁能心算8位数除法，17岁发表了第一篇数学论文，不久后掌握七种语言，又在最 新数学分支——集合论、泛函分析等理论研究中取得突破性进展。 1928年，美国数学泰斗韦伯伦教授聘请这位26岁的柏林大学讲师到美国任教， 冯.诺依曼从此到美国定居。 1933年，他与爱因斯坦一起被聘为普林斯顿 大学高等研究院的第一批终身教授。 1.2 计算机基本结构和原理 1.2.1计算机基本结构 1．基本组成 组成：存储器、运算器、控制器、输入设备与输出设备等五大部分 运算器、控制器制作在同一芯片内合称“中央处理器（CPU）” 早期的以控制器、运算器为机器的中心 快速中央处理在等待慢速的外围设备 控制器的负担过重 现在计算机改成以主存储器为中心 系统的输入／输出与CPU的运算并行 多种输入和输出并行 （外）存储器 （内）存储器 中央处理器（CPU） 控制器 输入 设备 输出 设备 运算器 计算机硬件基本组成框图 执行算术 和逻辑运算的 部件 计算机的指挥中心，负 责对控制指令进行分析， 然后发出操作控制信号， 控制并协调计算机各个 部分的工作。 主要是存放程序和数据。存 储器有内存和外存，外存 是存放程序和数据的“仓库” 可以长时间保存大量信息， 但是程序必须调入内存方 可执行，待处理的数据也 只有进入内存后才能被程 序加工。 运算器：执行算术和逻辑运算的部件。 控制器：计算机的指挥中心，负责对控制指令进行分析，然后发出操作控制信号，控制并协调计算机各个部分的工作。 CPU：控制器和运算器被集成 在 一块超大规模集成电路芯片中被称为中央处理器（Central Processing Uint) 存储器:主要是存放程序和数据。程序是计算机操作的依据，数据是计算机操作的对象。为了实现自动计算，各种信息必须预先存放在计算机的某个地方，即存储器。存储器有内存和外存，外存是存放程序和数据的“仓库”可以长时间保存大量信息，但是程序必须调入内存放可执行，待处理的数据也只有进入内存后才能被程序加工。 输入输出设备：(input/output)简称I/O设备，它们实现了外部世界与主机之间的信息交换，提供了人机交互的硬件环境。 几种类型的CPU 1．2 计算机基本结构和原理 1．2．1计算机基本结构 2．二进制编码 计算机内部采用二进制编码 1．2 计算机基本结构和原理 1．2．1计算机基本结构 2．二进制编码 (1)十进制转换成其他进制： 1．2 计算机基本结构和原理 1．2．1 计算机基本结构 2．二进制编码 （2）其他进制转换为十进制：由于进位的关系，任何进制的数中，各位数字表示的值是该数字本身乘以所在位置的“权值”，例如十进制156中的个位6表示6×100，十位5表示5×101，百位数1表示1×102，同理2进制数1001011表示的值变成十进制就是：1×26+0×25+0×24+1×23+0×22+1×21+1×20=75。 1．2 计算机基本结构和原理 1．2．1计算机基本结构 ☆不同进制数的转换与运算 利用WINDOWS操作系统中的 “计算器”程序完成转换. 1．2 计算机基本结构和原理 1．2．1计算机基本结构 3．程序和数据的存储 存储器中有许多存放指令或数据的存储单元。每一个存储单元都有一个地址的编号，地址编号由小到大顺序增加，对该存储单元取用或存入的二进制信息称为该地址的内容，可以按地址去寻找访问存储单元里的内容。 1．2 计算机基本结构和原理 1．2．1计算机基本结构 3．程序和数据的存储 存储器：存放程序和数据的部件。 存储器可分为两类： 随机存取：按地址存取，如内存 顺序存取：依次存取，如磁带 内存(或称主存)基本单位：字节 Byte 内存地址：每个存储单元都有一个唯一的序号 存储器系统 在一般计算机中主要有两种存储系统 Cache存储系统 主存储器 高速缓冲存储器 虚拟存储系统 主存储器 磁盘存储