团队课程4电脑工作原理–电脑内部的运作

1、团队课程(4)计算机工作原理 计算机内部的运作,2-1 计算机系统的组成 2-2 计算机的基本架构与运作 2-3 数据的表示与储存,2-1 计算机系统的组成,2-1.1 计算机硬件 2-1.2 计算机软件 2-1.3 数据和用户,本节重点,第二章 计算机工作原理-计算机内部的运作 / 2-1 计算机系统的组成,计算机硬件（1/3,第二章 计算机工作原理-计算机内部的运作 / 2-1 计算机系统的组成,计算机硬件（2/3,计算机主机 电脑运作的中枢 例如：中央处理器、内存、主板等,第二章 计算机工作原理-计算机内部的运作 / 2-1 计算机系统的组成,计算机硬件（3/3,计算机外设设备 泛指主机

2、以外的所有计算机设备 例如：键盘、鼠标、屏幕、打印机等,第二章 计算机工作原理-计算机内部的运作 / 2-1 计算机系统的组成,计算机软件（1/3,第二章 计算机工作原理-计算机内部的运作 / 2-1 计算机系统的组成,计算机软件（2/3,系统软件 目的：(1)使计算机系统有效运作 (2)使用者能有效使用计算机资源 包含操作系统与工具软件,第二章 计算机工作原理-计算机内部的运作 / 2-1 计算机系统的组成,计算机软件（3/3,应用程序 目的：处理或解决某些特定问题 包含软件包与项目开发软件,第二章 计算机工作原理-计算机内部的运作 / 2-1 计算机系统的组成,数据与用户,数据经计算机处理

3、后，转换成有用的信息 计算机的用户 系统管理者 程序设计师 一般使用者,第二章 计算机工作原理-计算机内部的运作 / 2-1 计算机系统的组成,2-2 计算机的基本架构与运作,2-2.1 计算机的基本架构 2-2.2 CPU的构造,本节重点,第二章 计算机工作原理-计算机内部的运作 / 2-2 计算机的基本架构与运作,计算机的基本架构（1/5,计算机的组成单元,第二章 计算机工作原理-计算机内部的运作 / 2-2 计算机的基本架构与运作,计算机的基本架构（2/5,计算机组成单元 输入单元 - 计算机接受指令及数据输入的管道 中央处理单元 - 计算机进行数据运算及处理的地方 - 整部计算机进行运

4、作的核心 - 包括控制单元与算术/逻辑单元,第二章 计算机工作原理-计算机内部的运作 / 2-2 计算机的基本架构与运作,接下页,计算机的基本架构（3/5,计算机组成单元 记忆单元 - 计算机存放程序与数据的地方 输出单元 - 计算机输出数据的管道,第二章 计算机工作原理-计算机内部的运作 / 2-2 计算机的基本架构与运作,计算机的基本架构（4/5,第二章 计算机工作原理-计算机内部的运作 / 2-2 计算机的基本架构与运作,总线的种类,计算机的基本架构（5/5,总线的线路 资料总线（Data Bus） 地址总线（Address Bus） 控制总线（Control Bus,第二章 计算机工作

5、原理-计算机内部的运作 / 2-2 计算机的基本架构与运作,CPU的构造（1/5,CPU的组成 控制单元 - 负责控制及协调计算机 各单元间的相互运作 算术/逻辑单元 - 算术单元-负责数据的运算 逻辑单元-负责数据的逻辑判断,第二章 计算机工作原理-计算机内部的运作 / 2-2 计算机的基本架构与运作,接下页,CPU的构造（2/5,CPU的组成 暂存器 - 负责暂时储存CPU运算中的数据及记录程序 的执行状态 - 种类： (1)累加器 (4)指令缓存器 (2)地址缓存器 (5)程序计数器 (3)一般用途缓存器 (6)旗标缓存器,第二章 计算机工作原理-计算机内部的运作 / 2-2 计算机的基

6、本架构与运作,接下页,CPU的构造（3/5,CPU的组成 快取内存 - 负责存放CPU最近经常 需使用的数据或指令,第二章 计算机工作原理-计算机内部的运作 / 2-2 计算机的基本架构与运作,CPU的构造（4/5,计算机执行指令的步骤,第二章 计算机工作原理-计算机内部的运作 / 2-2 计算机的基本架构与运作,CPU的构造（5/5,机器周期（又称指令周期） 指令时间 执行时间,第二章 计算机工作原理-计算机内部的运作 / 2-2 计算机的基本架构与运作,2-3 数据的表示与储存,2-3.1 数字系统 2-3.2 数据的储存单位 2-3.3 数据表示法,本节重点,第二章 计算机工作原理-计算

7、机内部的运作 / 2-3 数据的表示与储存,数字系统（1/6,数字系统 计量事物及处理数据所使用的数制 例如：人类常用的十进制数系统、计算机内部所使用的二进制数系统,第二章 计算机工作原理-计算机内部的运作 / 2-3 数据的表示与储存,数字系统（2/6,基数：数制进位的单位 权值：每一个数字所在位置所代表的值 数值：数字 权值的总和,第二章 计算机工作原理-计算机内部的运作 / 2-3 数据的表示与储存,10进位数字系统 基数：10 使用数字：09共10个 权值,第二章 计算机工作原理-计算机内部的运作 / 2-3 数据的表示与储存,数字系统（3/6,数字系统（4/6,2进位数字系统 基数：

8、2 使用数字：01共2个 权值,第二章 计算机工作原理-计算机内部的运作 / 2-3 数据的表示与储存,数字系统（5/6,8进位数字系统 基数：8 使用数字：07共8个 权值,第二章 计算机工作原理-计算机内部的运作 / 2-3 数据的表示与储存,数字系统（6/6,16进位数字系统 基数：16 使用数字：09及英文字母AF共16个 权值,第二章 计算机工作原理-计算机内部的运作 / 2-3 数据的表示与储存,数字系统的转换（1/12,十进制转二进制（(29.75)10为例） 整数部分：连除2，由下往上取余数 小数部分：连乘2，由上而下取乘数的整数部分 例,第二章 计算机工作原理-计算机内部的运

9、作 / 2-3 数据的表示与储存,数字系统的转换（2/12,二进制转十进制（(11101.11)2为例） 将各数字所代表的数值乘以其权值的加总 例,第二章 计算机工作原理-计算机内部的运作 / 2-3 数据的表示与储存,11101.11)2 =124+123+122+021+120+12-1+12-2 =16+8+4+0+1+0.5+0.25 =(29.75)10,数字系统的转换（3/12,十进制转八进制（(29.75)10为例） 整数部分：连除8，由下往上取余数 小数部分：连乘8，由上而下取乘数的整数部分 例,第二章 计算机工作原理-计算机内部的运作 / 2-3 数据的表示与储存,数字系统的

10、转换（4/12,八进制转十进制（(35.6)8为例） 将各数字所代表的数值乘以其权值的加总 例,第二章 计算机工作原理-计算机内部的运作 / 2-3 数据的表示与储存,35.6)8 =381+580+68-1 =24+5+0.75 =(29.75)10,数字系统的转换（5/12,十进制转十六进制（(29.75)10为例） 整数部分：连除16，由下往上取余数 小数部分：连乘16，由上而下取乘数的整数部分 例,第二章 计算机工作原理-计算机内部的运作 / 2-3 数据的表示与储存,数字系统的转换（6/12,十六进制转十进制（(1D.C)16为例） 将各数字所代表的数值乘以其权值的加总 例,第二章

11、计算机工作原理-计算机内部的运作 / 2-3 数据的表示与储存,1D.C)16 =1161+D160+C616-1 =16+13+0.75 =(29.75)10,数字系统的转换（7/12,二进制转八进制（(11101.11)2为例） 将二进位数每3个为一组转换成对应的八进制数（分组位数不足时，整数部分向左补0，小数部分向右补0） 例,第二章 计算机工作原理-计算机内部的运作 / 2-3 数据的表示与储存,数字系统的转换（8/12,八进制转二进制（(35.6)8为例） 将每个八进制数字转换成每3个存一组的二进制数 例,第二章 计算机工作原理-计算机内部的运作 / 2-3 数据的表示与储存,数字系

12、统的转换（9/12,二进制转十六进制（(11101.11)2为例） 将二进位数每4个为一组转换成对应的十六进制（分组位数不足时，整数部分向左补0，小数部分向右补0） 例,第二章 计算机工作原理-计算机内部的运作 / 2-3 数据的表示与储存,数字系统的转换（10/12,十六进制转二进制（(1D.C)16为例） 将每个十六进制数转换成每4个存一组的二进制数 例,第二章 计算机工作原理-计算机内部的运作 / 2-3 数据的表示与储存,数字系统的转换（11/12,八进制转十六进制（(3416)8为例） 将八进位数转换成每3个为一组转换成对应的二进制数后，再将二进制数每4个为一组转换成对应的十六进制数

13、 例,第二章 计算机工作原理-计算机内部的运作 / 2-3 数据的表示与储存,数字系统的转换（12/12,十六进制转八进制（(70E)16为例） 将十六进位数转换成每4个为一组二进制数，再以每3个为一组转换成对应的八进制数 例,第二章 计算机工作原理-计算机内部的运作 / 2-3 数据的表示与储存,数据的储存单位（1/2,位（Bit） 每一个位只能储存一个1或0 字节（Byte） 八个位合成一组 字组（word） CPU一次能处理的数据位数 字组越长，CPU处理数据的速度就越快,第二章 计算机工作原理-计算机内部的运作 / 2-3 数据的表示与储存,数据的储存单位（2/2,储存单位的换算 1K

14、ilo Byte（KB）= 1024 bytes = 210 bytes 1Mega Byte（MB）= 1024 KB = 220 bytes 1Giga Byte（GB）= 1024 MB = 230 bytes 1Tera Byte（TB）= 1024 GB = 240 bytes 1000 bytes = 1K 1000 K = 1M,第二章 计算机工作原理-计算机内部的运作 / 2-3 数据的表示与储存,数据表示法,第二章 计算机工作原理-计算机内部的运作 / 2-3 数据的表示与储存,正整数的表示法,若计算机以2bytes（= 16 bits）来表示正整数，则可表示的范围为0655

15、35（= 216） 例如：(56)10,第二章 计算机工作原理-计算机内部的运作 / 2-3 数据的表示与储存,负整数的表示法（1/3,符号位表示法 最左位用来表示正（0）、负号（1） 有2种表示法可用来表示0，会造成运算及电路设计上的困扰,第二章 计算机工作原理-计算机内部的运作 / 2-3 数据的表示与储存,负整数的表示法（2/3,1的补码法 将一个数的每一位取其反相（即1变0，0变1） 有2种表示法可用来表示0 ，会造成运算及电路设计上的困扰,第二章 计算机工作原理-计算机内部的运作 / 2-3 数据的表示与储存,负整数的表示法（3/3,2的补码法 将一个数的每一位取其反相，再加1,第二章 计算机工作原理-计算机内部的运作 / 2-3 数据的表示与储存,字符数据表示法（1/4,ASCII 以8 bits来表示一个字符 可用来表示英文字母大小写、阿拉伯数字、各种符号 可分为可见字符及不可见字符两类,第二章 计算机工作原理-计算机内部的运作 / 2-3 数据的表示与储存,字符数据表示法（2/4,EBCDIC 以8 bits来表示一个字符 主要使用在IBM的大型计算机上,第二章 计算机工作原理-计算机内部的运作 / 2-3 数据的表示与储存,字符数据表示法（3/