课件第1分计算机基础知识.ppt

1.3 计算机系统的组成与工作原理 1.3.1冯·诺依曼计算机体系结构 采用二进制数; 程序与数据都存放在内存中; 硬件组成: 控制器, 运算器,内存储器, 输入设备, 输出设备 五大功能部分. * 大学计算机基础 * 操作系统: Windows、Unix、Linux 语言处理程序: C, Pascal, VB, 编译程序 实用程序: 诊断程序、排错程序等 办公软件包、管理信息系统等 输入设备: 键盘, 鼠标, 扫描仪 输出设备: 显示器, 打印机 外存储器: 软盘, 硬盘, 光盘, 闪存盘(U盘) 网络设备: 网卡, 调制解调器等 外部设备 主机 内存 CPU 控制器 运算器 (寄存器) 随机存储器 (RAM) 只读存储器 (ROM) (高速缓冲存储器 Cache) 软件 硬件 计算机系统 系统软件 应用软件 * * 1.3.2 计算机硬件系统 ① 程序计数器(PC): 存放当前要执行的指令地 址;对程序中的指令进行计数,并能自动加 1. ② 指令寄存器(IR): 保存当前正在执行的指令. 指令从内存取出经数据寄存器(DR)送往(IR). ③ 指令译码器(IE): 识别指令的功能, 分析指令的操作要求. ④ 时序控制电路: 生成时序信号, 协调计算机各部件在指令执行周期的工作. ⑤ 操作控制电路: 产生各种控制操作命令. 1. 控制器（ CU） 主要功能:控制整个计算机所有部件的协调工作。 * 大学计算机基础 * 2. 运算器（ALU） 主要功能: 算术运算(加, 减, 乘, 除) 逻辑运算(与, 或, 非, 关系比较) 运算器 算术逻辑单元 算术运算和逻辑运算 累 加 器 暂存操作数和运算结果 状态寄存器 存放算术逻辑单元工 作中产生的状态信息 通用寄存器 暂存操作数或数据地址 * * 3. 存储器 存储器 外存储器 存储大量数据 (软、硬磁盘,光盘) 内存储器 信息交流中心 (ROM, RAM) 计算机存储 数据和程序 的记忆单元的集合. 数据可从中读出/写入.存储器可分为内存储器(主存)和外存储器(辅存). * 大学计算机基础 * ⑴ 内存储器 只读存储器(ROM) 信息只能读出, 通常情况下不能写入, 断电不丢失所保存的信息. 随机存取存储器(RAM) 信息可随意地读出或写入, 断电其中保存的信息即丢失, 是内存储器的主体. * 大学计算机基础 * 高速缓冲存储器(Cache) 介于CPU和RAM之间的一种高速存储器, 用于解决CPU(几ns)和内存(50ns)之间工作速度的匹配问题, 以提高整个系统的效率. CPU Cache RAM CPU和内存储器构成计算机的主机。 * 大学计算机基础 * (2) 外存储器 外存储器又称辅助存储器（Auxiliary Memory），是内存储器的补充和后援，主要用于存放计算机当前不处理的程序和大量的数据。 保存在外存储器中的程序和数据只在需要时，才会调入到内存中。外存储器不与计算机系统的其它部件直接交换数据，只和内存交换数据，并且不是按单个数据进行存取，而是成批地进行数据交换 。 * 大学计算机基础 * 4. 输入设备 键盘、鼠标、扫描仪、光笔、数码相机、数字化仪等 5. 输出设备 显示器、打印机、绘图仪等. 激光打印机 针式打印机 绘图仪 * 大学计算机基础 * CPU 存储器 运算器 输 出 设 备 控制器 输 入 设 备 外存储器 内存储器 * 大学计算机基础 * 1.3.3 计算机软件系统 计算机软件系统是操作、运行、管理、维护计算机所需要的各种应用程序及其相关数据和技术文档资料的集合. 通常将软件分为两大类. 1. 系统软件 ⑴ 操作系统(Operating System, OS) 管理、控制计算机系统的所有软、硬件资源, 提供用户与计算机交流信息的界面, 方便用户操作, 使用计算机系统的各种资源和功能, 以最大限度的发挥计算机的作用和效能的一组庞大的管理控制程序. * 大学计算机基础 * 功能完善的操作系统, 通常包括五个方面的管理功能: ① 处理机管理（处理机的分配和运行） ② 作业管理（用户程序、数据及作业控制信息 。包括：作业调度、作业控制。） ③ 存储管理（主存的分配和回收、提高主存的利用率、“扩充”主存容量和存储保护 ） ④ 设备管理（I/0设备。缓冲管理、设备调度、设备驱动等） ⑤ 文件管理（管理文件存储空间 、现对文件的各种控制操作 、文件信息的共享 ） (详细介绍见第2章操作系统基础) * 大学计算机基础 * 计算机语言可分为三大类： ① 机器语言 计算机系统能够识别，能直接接收并执行的程序设计语言。每一条语句就是一条由若干位