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计算机系统计算机基础 计算机系统计算机基础全文共50页，当前为第1页。 主 要 内 容 2.1 计算机的硬件系统 2.2 计算机的软件系统 2.3 微型计算机及其硬件系统 计算机系统计算机基础全文共50页，当前为第2页。 输入设备：键盘、鼠标、扫描仪 输出设备：显示器、打印机 外 存：软、硬盘、光盘、闪存 网络设备：网卡、调制解调器等 计算机系统 软件 外部设备 系统软件 应用软件 硬件 运算器 寄存器 控制器 主机 内存 CPU 随机存储器(RAM) 只读存储器(ROM) 高速缓冲存储器 操作系统：Windows、Unix、Linux 语言处理程序：C、Pascal、VB等 实用程序：诊断程序、排错程序等 办公软件包、数据库管理系统 计算机系统的组成 计算机系统计算机基础全文共50页，当前为第3页。 2.1.1 冯·诺依曼计算机的基本组成 2.1.2 计算机硬件的组成 2.1.3 计算机的工作原理 2.1 计算机硬件系统 计算机系统计算机基础全文共50页，当前为第4页。 2.1.1 冯·诺依曼计算机的基本组成 1944年8月，冯·诺依曼（Von Neumann）提出了一个全新的存储程序、程序控制的通用电子计算机的方案。该方案主要的3条思想是： 计算机的硬件由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备5个基本功能部件组成。 在计算机中，程序和数据都用二进制代码表示。它既便于硬件的物理实现，而且运算规则又简单，故可简化计算机结构，提高可靠性和运算速度。 把程序和处理问题所需的数据，均以二进制的形式按一定顺序预先存放到计算机的存储器里，计算机运行程序时，依次从存储器里逐条取出指令，执行一系列基本操作，完成该指令所规定的复杂运算。这一切工作都是在控制器的控制下完成的，这就是存储程序、程序控制的工作原理。 存储程序实现了计算机的自动计算，成为计算机与计算器及其他计算工具的本质区别，同时也确定了冯·诺依曼型计算机的基本结构。 冯·诺依曼的上述思想奠定了现代计算机系统结构的基础，所以人们将采用这种设计思想的计算机称为冯·诺依曼型计算机。 计算机系统计算机基础全文共50页，当前为第5页。 2.1.2 计算机硬件的组成 从1946年第一台计算机诞生至今，虽然计算机硬件的结构和制造技术都有很大发展，但都没有脱离冯·诺依曼型计算机的基本思想，即计算机硬件由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成。 从计算机系统的角度看，计算机的硬件也可以描述成： 主机+外部设备 计算机系统计算机基础全文共50页，当前为第6页。 冯.诺依曼思想： 二进制 存储程序 五大模块 存储器 数据流 控制流 运算器 外存储器 输 出 设 备 内存储器 输 入 设 备 控制器 5个基本功能部件的相互关系 计算机系统计算机基础全文共50页，当前为第7页。 计算机硬件：主机+外设 主机 外设 输入设备 输出设备 外存设备 网络设备 计算机系统计算机基础全文共50页，当前为第8页。 2.1.2 计算机硬件的组成 1．运算器 运算器是进行算术运算和逻辑运算的部件，主要由算术逻辑单元和一组寄存器组成。在控制器的控制下，它对取自内存储器或寄存器组中的数据进行算术或逻辑运算，再将运算的结果送到内存储器或寄存器组中。 2．控制器 控制器的功能是控制计算机各部件协调工作而自动执行程序。计算机要自动执行一个程序，就是在控制器的控制下，从第一条指令开始，逐条读取指令、分析指令、执行指令直至执行到程序的最后一条停机指令即完成程序。 控制器和运算器合在一起称为中央处理单元（Central Processing Unit，CPU），它是计算机的核心部件。 计算机系统计算机基础全文共50页，当前为第9页。 处理器—控制器和运算器 处 理 器 控制器 运算器 控制整个计算机所有部件的工作 执行算术运算和逻辑运算 五大模块之一 五大模块之二 计算机系统计算机基础全文共50页，当前为第10页。 2.1.2 计算机硬件的组成 3．存储器 （1）内存储器 内存储器可以与CPU直接进行信息交换，用于存放当前CPU要用的数据和程序，存取速度快、价格高、存储容量较小。内存储器与CPU构成了主机。 （2）外存储器 外存储器用来存放要长期保存的程序和数据，属于永久性存储器，需要时应先调入内存。相对内存而言外存的容量大、价格低，但存取速度慢，它连在主机之外故称外存。 4．输入设备 输入是指利用某种设备将数据转换成计算机可以接收的编码的过程，所使用的设备称为输入设备。 5．输出设备 输出设备的任务是将信息传送到中央处理机之外的介质上，以人们或其他机器所能接受的形式输出。 计算机系统计算机基础全文共50页，当前为第11页。 存储器 存储器是计算机存储数据和程序的记忆单元集合， 每个记忆单元由8位二进制位组成，可读写其中的数据