计算机系统的组成(共22张PPT).pptx

计算机系统是信息技术的基础，由硬件和软件两大部分构成。硬件是物理实体，包括电子元器件和机械部件，如运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备。冯·诺依曼计算机模型定义了计算机的五大基本部件： 1. 运算器：执行算术和逻辑运算的单元，包括算术逻辑单元ALU，负责处理加法、减法、乘法、除法以及逻辑操作。 2. 存储器：分为内存和外存。内存又分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。RAM存储常用和当前使用的程序及数据，断电后数据丢失；ROM则存储固定信息，如开机自检程序，断电后数据仍保留。 3. 控制器：从内存中取出指令，解析并控制其他部件执行指令。 4. 输入设备：如键盘、鼠标，用于向计算机输入数据。 5. 输出设备：如显示器、打印机，显示或打印处理结果。 软件方面，它包括各种程序和指令集合，用于控制计算机的操作。存储程序控制方式是计算机工作的核心，程序预先存储在内存中，计算机按照指令顺序执行，实现自动化处理。 在微型计算机系统中，CPU（中央处理器）是核心，集成了运算器和控制器。运算器执行算术和逻辑运算，而控制器负责指令的读取和解码，控制整个系统的运行。存储器中，Cache作为高速缓冲，提升了CPU访问数据的速度，通过预读取技术减少等待时间。 此外，计算机使用二进制系统来表示数据和程序，简化了设计并提高了效率。存储程序的概念使得计算机可以执行预先编写的各种任务，只需更换程序即可改变计算机的功能。 现代计算机的架构基于冯·诺依曼体系，但也存在局限，如串行顺序处理导致的速度限制。为了克服这些问题，后续发展出了多级存储体系，如Cache、主存和外存，以平衡速度和成本。存储器的性能指标包括容量、存取时间和性价比，以及可靠性。 计算机系统的复杂性和高效性体现在硬件和软件的紧密协作上，每个组成部分都有其特定的角色，共同实现信息的处理和存储。理解这些基础知识对于掌握计算机科学至关重要。