计算机基本工作原理

1、内容提要内容提要计算机系统依靠程序控制计算机系统依靠程序控制 计算机系统的基本结构计算机系统的基本结构 教学目的要求教学目的要求：了解微型计算机的系统组成、基本工作原理 教学重点：教学重点：计算机系统的基本结构 教学难点：教学难点：“二进制”思想 当世界上第一台电子计算机“ENIAC”诞生不久，美籍匈牙利数学家冯诺依曼就对计算机提出了重大的改进理论，主要思想有两点：一是数据运算与存储应以二进制为基础；二是计算机应采用“存储程序”和“程序控制”的方式工作。一个完整的计算机系统组成如下图所示： 计算机系统输入设备（键盘、鼠标、扫描仪）输出设备（显示器、打印机）外存储器（硬盘、光盘、闪盘）硬件软件主

2、机外设中央处理器内存储器运算器控制器系统软件操作系统、设备驱动程序、数据库管理系统等支撑软件各种系统开发工具应用软件CAD、CAI、CAM、 Office、管理信息系统等 指令：指令：是对计算机进行程序控制的最小单位。 程序：程序：是为完成一项特定的任务而用某种语言编写的一组指令序列。 存储程序：存储程序：就是把解决问题的程序和需要加工处理的原始数据存入存储器中。John von Neumann冯冯 诺依曼诺依曼 按冯诺依曼描述的工作原理，计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部件组成。 （控制器控制器输入输入设备设备输出输出设备设备数据流数据流地址地址控制流控制流运算器运算器

3、 计算机的两个基本能力：一是能够存储程序，二是能够自动地执行程序。 计算机工作时，控制器从存储器中按程序设计的顺序逐条读出指令，并发出与各条指令相对应的控制信号，指挥和控制计算机各个部分协调工作，使得整个信息处理过程在程序控制下自动实现。冯诺依曼提出的理论，解决了计算机运算自动化的问题和速度配合问题，对计算机的发展起到了决定性的作用。迄今，计算机还是采用这个工作原理工作。 看得见模得着的电子的或机械的部件。 （1）运算器：是对信息进行加工和处理的部件，它主要由算术逻辑运算单元和寄存器组两部分组成。能够完成各种算术运算（加、减、乘、除）和逻辑运算（逻辑与、或、非）。在运算过程中，运算器不断得到由

4、存储器提供的数据，运算后又把结果送回存储器保存起来。整个运算过程是在控制器统一指挥下，按程序中编排的操作顺序进行的。（2）控制器：负责发出各种控制信号，指挥各个部件协调地工作。运算器和控制器集成在一块芯片上，构成中央处理器（CPU）。（3）存储器：用于存放输入设备送来的程序以及运算器送来的运算结果，它分为内存储器外存储器。内存是主机的一部分，用来存放正在执行的程序和数据，可与CPU直接交换信息，特点是容量小、速度快。外存储器属于外部设备，用来存放运算的原始数据和运算的结果，特点是容量大、存取速度较慢。（4）输入设备：将原始数据和人们编好的程序输入到计算机的部件。它由输入装置与输入接口两部分组成。（5）输出设备：将计算机的工作结果以数字、字符、图表等形式表现出来，它由输出装置和输出接口两部分组成。 为了对计算机发出运行、维护、管理指令而编制的程序以及有关的数据和文档和集合。 （1）系统软件：主要用于计算机系统内部的管理、控制和维护计算机的各种资源，以及扩大计算机功能和方便用户使用各程序的软件集合。（2）支撑软件：用于协助用户开发软件的工具性软件。（3）应用软件：为了解决各种