计算机系统组成与工作原理PPT课件.pptx

第2章计算机系统组成与工作原理 2020 3 21 1 2 1计算机系统组成 2 1 1冯 诺依曼计算机结构2 1 2计算机的硬件与软件系统2 1 3计算机的基本工作原理 2020 3 21 2 2 1 1冯 诺依曼计算机结构 1945年6月 冯 诺依曼提出在数字计算机内部的存储器中存放程序的概念 这是所有现代电子计算机的模板 称为 冯 诺依曼结构 按此结构建造的电脑称为存储程序计算机 StoredProgramComputer 又称为通用计算机 即冯 诺依曼计算机 冯诺依曼理论要点是 数字计算机的数制采用二进制 计算机按照程序顺序执行 这个理论称为冯诺依曼体系结构 2020 3 21 3 冯 诺依曼计算机结构 五大基本组成部件 计算机必须具备五大基本组成部件 包括运算器 控制器 存储器 输入 输出设备 运算器和控制器又称为中央处理器 CPU CenterProcessUnit 是计算机结构的中心 2020 3 21 4 输入设备作用是将外部信息转换成能被计算机识别的信息 输入计算机 计算机的输入设备常见的有键盘 鼠标 扫描仪 话筒等 存储器数据和程序以二进制代码形式不加区别存放在存储器中 存放位置由地址指定 地址码也是二进制形式其作用是将计算机中经过处理的信息进行存储 存储器分为内存储器 外存储器 运算器运算器是执行各种算术运算和逻辑运算的主要部件 运算器的基本操作包括加 减 乘 除四则运算和与 或 非等逻辑运算 又叫做算术逻辑运算器 ALU 2020 3 21 5 控制器控制器是根据存放在存储起中的指定序列即程序来工作的 并由一个程序计数器控制指令的执行 控制器具有判断能力 能根据计算结果选择不同的动作流程 是计算机的指挥中心 根据事先给定的命令发出控制信息 使整个电脑指令执行过程一步一步地进行 是计算机的神经中枢 输出设备将计算机中经过处理后的信息通过输出设备转换成能被识别的信息 即输出结果 常见输出设备有显示器 打印机等 2020 3 21 6 2 1 2计算机的硬件与软件系统 一个完整的计算机系统通常是由硬件系统和软件系统组成硬件系统就是构成计算机的物理设备 也由机械 电器件构成的实体部件 软件指硬件上运行的各种程序及相应文档资料 1 硬件系统五大部件 输入设备 存储器 控制器 运算器 输出设备 2020 3 21 7 内存储器 简称内存或主存内存储器也称主存储器 简称主存 它直接与CPU相连接 存储容量较小 但速度快 用来存放当前运行程序的指令和数据 并直接与CPU交换信息 内存储器由许多存储单元组成 每个单元能存放一个二进制数 或一条由二进制编码表示的指令 存储器的存储容量以字节为基本单位 每个字节都有自己的编号 称为 地址 如要访问存储器中的某个信息 就必须知道它的地址 然后再按地址存入或取出信息 2020 3 21 8 度量信息存储容量 8位二进制码 8bits 称为一个字节 Byte 简称B 字节是计算机中数据处理和存储容量的基本单位1024个字节 1K字节 1KB 1024K个字节 1兆字节 1MB 1024M个字节 1G字节 1GB 1024G个字节 1TB现在微机主存容量大多在G字节以上 2020 3 21 9 外存储器 外存储器 简称外存或辅存 外存储器又称辅助存储器 简称辅存 它是内存的扩充 外存存储容量大 价格低 但存储速度较慢 一般用来存放大量暂时不用的程序 数据和中间结果 需要时 可成批地和内存储器进行信息交换 外存只能与内存交换信息 不能被计算机系统的其它部件直接访问 外存通常是磁性介质或光盘 像硬盘 软盘 磁带 CD等 能长期保存信息 并且不依赖于电来保存信息 但是由机械部件带动 速度与CPU相比就显得慢的多 2020 3 21 10 2 软件系统 分为 系统软件 应用软件 2020 3 21 11 系统软件 操作系统 操作系统 OperatingSystem OS 是管理 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 以最大限度发挥计算机的作用和效能的一组庞大的管理控制程序 操作系统通常包括四方面管理功能 处理器管理 存储管理 设备管理 文件管理 常见操作系统有 Window7 WindowsServer OS 2 Linux MacOS Unix等 2020 3 21 12 系统软件 语言处理系统 要使计算机按要求工作 必须使计算机理解各种命令和数据 而且还能将运算处理后的结果显示出来 语言处理系统 通常称为程序设计语言 是人与计算机交流信息的语言工具 提供让用户按自己需要编制程序的功能 计算机语言通常分为三类 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 汇编语言一种面向机器的程序设计语言 是一种把机器语言符号化的语言 高级语言与具体的计算机指令系统无关的计算机语言高级语言是面向解题过程或者面向对象的语言 它采用命令关键字及表达式等 按照一定语法规则编写程序 语句比较接近人类使用的自然语言 英文 和数学表达式 2020 3 21 13 常用的高级语言 Basic C C Pascal Cobol VB Net C Net VisualC Delphi PowerBuilder Java等 2020 3 21 14 高级语言的翻译方式 用高级语言编写的程序 源程序 不能被计算机直接识别 接收 执行 需用翻译程序将其翻译成机器指令程序 目标程序 才能执行 翻译方式分为两类 编译 解释 编译方式是用编译程序将源程序完整地翻译成等价的目标程序后 再执行该目标程序 编译后得到的目标程序执行速度快 运行效率高 解释方式是用解释程序将源程序逐句翻译 翻译一句执行一句 边翻译边执行 解释执行方式的运行速度慢 效率低 易于调试修改程序 编译程序和解释程序都属于语言处理程序 2020 3 21 15 系统软件 3 数据库管理系统 DataBaseManagementSystem 向用户提供按照一定的结构组织 管理 加工 处理各类数据的能力 如Dbase FoxBase FoxPor Access Oracle SQLServer DB2等 4 服务程序用于调试 检测 诊断 维护计算机软 硬件的程序 如连接程序Link 编辑程序Editor 诊断测试程序Qaplus Pcbench Winbench Wintest等 2020 3 21 16 应用软件 应用软件是在系统软件的支持下 为了某种特定用途为开发出来的软件程序及相关文档 分为应用软件包和用户程序 应用软件包是利用计算机解决某类问题而设计的程序的集合 应用软件有很多种 各种字处理软件Word WPS WordStar 电子表格软件Excel Lotus1 2 3 辅助设计软件如AutoCAD 中旺CAD等 图像处理软件PhotoShop CorelDraw AutoCAD 媒体播放软件ReaPlayer WindowsMediaPlayer 各种人事 图书 学籍 销售客户关系管理等管理信息系统 其它 2020 3 21 17 2 1 3计算机的基本工作原理 1 指令 指令系统 程序指令是一组能被计算机识别并执行的二进制数据代码 是让计算机完成某个操作的命令 指令系统一台计算机的所有指令集合 指令系统与计算机的中央处理器CPU密切相关 决定了计算机硬件系统的基本功能和主要性能 CPU不同 其指令系统也不相同 程序用户根据解决某项问题所需的步骤 选择适当的指令 将它们按照某种顺序进行排列 计算机依次执行这些序列来完成预定的任务 这种按照一定要求组织构成的可完成若干项操作的指令序列就是程序 2020 3 21 18 2 计算机的工作原理 程序与数据一样存贮 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是计算机最基本的工作原理 称为冯 诺依曼原理 2020 3 21 19 2 2微型计算机系统 2 2 1微型计算机系统概述2 2 2微型计算机系统的硬件与软件2 2 3微型计算机的主要性能指标 2020 3 21 20 2 2 1微机系统概述 以微处理器为基础 配以内存储器及输入输出 I 0 接口电路和相应的辅助电路构成的裸机 特点是体积小 灵活性大 价格便宜 使用方便 由微型计算机配以相应的外围设备 如键盘 鼠标 打印机 显示器 及其他专用电路 电源 面板 机架以及足够的软件构成的系统叫做微型计算机系统 完整的微机是一个系统 主要由计算机硬件系统和计算机软件系统两大部分组成 计算机硬件系统是基础 只有硬件和软件相结合才能充分发挥计算机系统的作用 2020 3 21 21 2 2 2微机系统的硬件与软件 硬件主板系统主板是最大的一块集成电路板 主板是微型计算机系统中各种设备的连接载体 所谓主板结构就是根据主板上各元器件的布局排列方式 尺寸大小 形状 所使用的电源规格等制定出的通用标准 所有的主板厂商都必须遵循 微处理器微处理器用一片或少数几片大规模集成电路组成的中央处理器 这些电路执行控制部件和算术逻辑部件的功能 微处理器与传统的中央处理器相比 具有体积小 重量轻和容易模块化等优点微处理器可以分为 4位微处理器 8位微处理器 16位微处理器 32位微处理器以及最新的64位微处理器 2020 3 21 22 内存只读存储器 ROM ReadOnlyMemory 随机存储器 RAM RandomAccessMemory 内存对数据的读写速度用内存主频表示 它代表着该内存所能达到的最高工作频率 内存主频越高在一定程度上代表着内存所能达到的速度越快硬盘容量转速其它 光驱 键盘 鼠标 显示器 打印机 绘图仪 触摸屏 2020 3 21 23 软件 操作系统 Windows系列 Linux系列等程序语言 C C Java 汇编 C 办公软件 微软Office系列产品 包括Word Excel PowerPoint等 WPS 苹果iWork GoogleDocs等媒体播放器 可以播放电影 音乐 包括百度影音 Realplayer WindowsMediaPlayer 暴风影音等软件 通信工具 QQ MSN 飞信 微信 编程 程序开发软件 Java JDK JCreatorPro JavaIDE工具 eclipse Visualstudio Net 2020 3 21 24 防火墙和杀毒软件 McAFee 金山毒霸 卡巴斯基 诺顿 360安全卫士 阅读器 CajViewer AdobeReader 输入法 紫光输入法 智能ABC 五笔 拼音 搜狗 网络电视 pplive PPNtv ppstream QQLive uusee系统优化 保护工具 Windows清理助手 Windows优化大师 超级兔子 奇虎360安全卫士 数据恢复文件EasyRecoveryPro 硬件检测工具 GHOST 下载软件 Thunder WebThunder eMule Flashget 202