计算机系统与工作原理1

第一节

计算机系统组成及工作原理计算机系统组成及工作原理

一、计算机的系统组成

二、计算机的工作原理一、计算机系统组成中央处理器（CPU）存储器主机输入设备输出设备外部设备系统软件应用软件硬件系统软件系统计算机系统(驱体)(灵魂)主板硬盘

……

硬件系统：是构成计算机的各种物理设备或器件的总称，是计算机中那些看得见、摸得着的实体．1、计算机的硬件显示器键盘鼠标主机返回电源光驱软驱

显示卡网卡CPU

主板硬盘内存条主机主板

主板又叫MotherBoard（母板）。它其实就是一块电路板，上面密密麻麻都是各种电路。它可以说是PC机的神经系统，CPU、内存、显示卡、声卡等等都是直接安装在主板上的，而硬盘、软驱等部件也需要通过接线和主板联接。如果说CPU是电脑的心脏，那么，主板就是血管和神经，有了主板，电脑的CPU才能控制硬盘、软驱等周边设备。

中央处理器（CPU）：由控制器和运算器构成，它是一种超大规模的集成电路，具有运算、处理和控制的功能，是计算机的核心部件。常用的CPU的型号有Pentium(奔腾)、AMD速龙、Core（酷睿）等等。中央处理器运算器：是计算机的“信息加工厂”。相当于计算机的“算盘”，用于快速高效计算。控制器：相当于计算机的“指挥部”，下达控制命令，协调计算机工作整个计算机的指挥中心，它取出程序中的指令，经分析后，便按要求发出信号，使各部分协调一致。返回运算器+控制器=CPU存储器存储器：分为内存储器和外存储器内存储器，也称内存。相当于计算机内部的存储中心内存是电脑的核心部件之一，重要性仅次于CPU；是电脑的一个临时存储器，它只负责电脑数据的中转，不能永久保存数据；存储器容量的基本单位是字节（B），常见的容量单位有KB（千字节），MB（兆字节），GB（千兆字节），它们之间的换算关系为：1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=1024MB通常内存容量为:512MB、1G、2G、4G内存储器内存只读存储器（ROM）随机存储器（RAM）ROM：它存储的信息一般由计算机厂家确定，通常是计算机启动时的引导程序、系统的基本输入输出系统等重要信息，这些信息只能读取，不能修改。重新启动计算机后，ROM中的信息不会丢失RAM:主要用来随时存储计算机中正在进行处理的数据，这些数据不仅允许被读取，还允许被修改。重新启动计算机后，RAM中的信息将全部丢失。我们平常所说的内存容量，指的就是RAM的容量。返回外存储器外存储器：主要用来存放需要保存的信息。

常用的外存储器有：软磁盘、硬磁盘、光盘、闪盘（U盘）光盘返回软磁盘硬磁盘闪盘（U盘）扫描仪投影仪音箱麦克风手写板打印机计算机的其他帮手显示器键盘鼠标输入设备：主要作用是把程序和数据等信息转换成计算机适用的编码并顺序送往内存储器。输出设备：主要作用是把计算机处理的数据、计算结果等内部信息按人们要求的形式输出。输入设备：键盘、鼠标、扫描仪、手写板、麦克风输出设备：显示器、打印机、投影仪、音箱返回1、计算机的硬件4、练习1、一个完整的计算机系统包括_______A.主机、键盘和显示器B.计算机与外部设备C.硬件系统和软件系统D.系统软件与应用软件C√课后、拓展课堂练习4、练习2、统一指挥和协调计算机工作的部件是_______A.主存储器 B.硬盘C.运算器 D.控制器D√课后、拓展课堂练习4、练习3、下列存储设备中，属于内存储器的是_______A.光盘 B.U盘C.硬盘 D.内存D√课后、拓展课堂练习4、练习4、下列设备中，属于输入设备的有______________A.摄像头 B.打印机C.U盘 D.扫描仪E.数码相机 F.麦克风G.触摸屏 A、D、E、F、G√课后、拓展√√√√课堂练习4、练习5、(填空)如果让你把一张照片输入到计算机内，你会选用________________；通过_____________可以使照片的内容再现。课后、拓展扫描仪、数码相机打印机、显示器课堂练习探索活动：利用所学知识，给自己配置一台计算机！离开软件，计算机就无法工作。“软件系统是计算机系统的灵魂”，是发挥计算机功能的关键，用户通过计算机软件使用计算机，而硬件是计算机系统的基础，是软件的载体。2、计算机软件软件系统软件应用软件2、计算机的软件计算机软件是计算机系统中程序、数据和相关技术文档资料的总称．．软件是用来指挥计算机工作的命令语言。计算机系统包括软件系统和硬件系统，没有软件系统的计算机称为“裸机”。系统软件是一种管理计算机硬件和为应用软件提供运行环境的软件。如常见的Windows98、WindowsXP、

Vista、Unix、Linux、OS/2系统。系统软件返回应用软件是指在计算机硬件和系统软件的支持下，为解决某一专门的实际问题而设计的软件。比如：office办公软件、flash动画制作软件。应用软件文字处理软件WordWPS表格处理软件Excel辅助设计软件AutoCADps迅雷暴风影音应用软件首页小结中央处理器（CPU）存储器主机输入设备输出设备外部设备系统软件应用软件硬件系统软件系统计算机系统(驱体)(灵魂)主板硬盘

……知识拓展例：想一想第一台计算机叫什么名字？它是在哪个地方诞生？第一台计算机的诞生世界上第一台计算机叫埃尼阿克(ENIAC)

1946年诞生在美国宾夕法尼亚大学共使用了18000个电子管、6万个电阻器、1万个电容器、6千个开关等元件组成。耗电量为140千瓦总体积约90立方米，重达30吨，占地170平方米，需要用一间30多米长的大房间才能存放。性能：运算速度为每秒5000次加法，或者400次乘法

知识拓展从第一台电子计算机面世到现在，计算机按照其逻辑部件的组成来化分，经历了4个时代的发展。第一代（1946年~1958年）：电子管阶段第二代（1959年~1964年）：晶体管阶段第三代（1965年~1970年）：集成电路阶段

第四代（1971年~现在）：大规模/超大规模集成电路阶段微型计算机基础知识知识拓展计算机的分类按规模划分巨型机大型机小型机微型机（个人计算机，pc机，微机）高性能计算机（国防，科学计算）小型服务器知识拓展2网络化分布在不同地理区域的计算机通过通信线路连成一个网络系统,达到共享资源.如因特网.1多媒体化：多媒体技术是利用计算机处理声音、图像、文字、视频等信息所使用的技术。如语音输入、数字电影、网络视频会议。2计算机的发展方向目前计算机有以下几个主要的发展方向:知识拓展4

巨型化运算速度更高,存储容量更大,功能更强的巨型机.(天文研究.飞机设计等)5微型化计算机普及家庭生活,微型机已从台式发展到掌上机.(家用电器等)3智能化计算机具有更多的类似人的智能.如会学习,会判断和思考等.知识拓展计算机的特点知识拓展计算机是一种高度自动化的信息处理设备。主要特点有：运算速度快；自动连续的高度计算；计算精度高；记忆能力强，存储容量大；可靠的逻辑判断能力；可靠性高，通用性强。二、计算机处理信息的过程

例：一道数学题：5+3=?想一想计算机是如何计算并且得出结果的？思考：计算机哪些硬件参与了工作？冯·诺依曼：冯·诺依曼（JohnvonNeumann，1903－1957），美籍匈牙利人，他参与了世界第一台电子计算ENIAC计算机的研制工作，是他奠定了现代计算机的基本结构，这一结构又称冯·诺依曼结构，这一结构的特点之一：就是计算机硬件系统由运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备五大部件组成。当前最先进的计算机都采用的是冯诺依曼体系结构。所以冯·诺依曼是当之无愧的数字计算机之父。拓展：冯·诺依曼结构“冯·诺依曼计算机工作原理”：

1.计算机完成任务是由事先编号的程序完成的；2.计算机的程序被事先输入到存储器中，程序运算的结果，也被存放在存储器中。

3.计算机能自动连续地完成程序。

4.程序运行的所需要的信息和结果可以通过输入\输出设备完成。

5.计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备所组成；一、概述1、计算机

数据流控制流

输入设备输出设备控制器运算器存储器冯·喏依曼思想：计算机应由五大模块组成；程序与数据一样存放在内存；指令在存储器中按执行顺序存放；机器以运算器为中心。它的功能是算术运算和逻辑运算它的作用是控制整个计算机的各个部件有条不紊的工作存储器分为内存储器和外存储器两种，内存用于存放要执行的程序和数据。用来接收用户输入的数据和程序，并将它们转换为二进制编码存放到内存中