計算機系統(tǒng)組成和工作原理

計算機系統(tǒng)組成和工作原理第一頁，共24頁。學習目標（1）掌握計算機系統(tǒng)的組成部分及其功能。（2）能對計算機常見硬件進行識別。（3）了解計算機軟件和硬件之間的關系。（4）掌握計算機軟件系統(tǒng)兩個組成部分。（5）了解計算機的工作原理。第二頁，共24頁。

1、誰知道第一臺電子計算機的名字？并能介紹一下它的基本情況呢？世界上第一臺現(xiàn)代電子計算機“埃尼阿克”（ENIAC），誕生于1946年2月14日的美國賓夕法尼亞大學。ENIAC長30.48米，寬1米，占地面積約170平方米，30個操作臺，約相當于10間普通房間的大小，重達30噸，耗電量150千瓦，造價48萬美元。2、現(xiàn)在的計算機與第一臺計算機比較有哪些優(yōu)越性？無論從運算速度還是占地面積以及處理信息的能力都達到了很高的水平。

第三頁，共24頁。一、計算機系統(tǒng)的基本組成硬件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)+計算機系統(tǒng)=你知道一臺完整的計算機系統(tǒng)的組成嗎？4第四頁，共24頁。

1.硬件(Hardware)：

構成計算機的所有實際物理裝置的總稱。如中央處理器、存儲器、主板及各種外部設備，是構成計算機的物質基礎。

這些硬件的“有機結合的整體”稱為硬件系統(tǒng)(Hardwaresystem)

計算機系統(tǒng)的基本組成5第五頁，共24頁。計算機組成簡圖顯示器鍵盤主機音箱鼠標打印機第六頁，共24頁。7第七頁，共24頁。硬件系統(tǒng)主機外部設備內存儲器（主存）：中央處理器（CPU)運算器控制器輸入設備（鼠標、鍵盤、掃描儀等）輸出設備（顯示器、打印機、繪圖儀、音箱等）ROM、RAM、Cache外存儲器（軟盤、硬盤、光盤、U盤等）第八頁，共24頁。1.運算器（算術邏輯部件ALU）是計算機對數(shù)據(jù)進行加工處理的部件，可執(zhí)行算術運算和邏輯運算。2.控制器

控制器是計算機的指揮中心，用來控制計算機各部件協(xié)調工作，并使整個處理過程有條不紊地進行。

計算機硬件組成與功能★運算器和控制器合稱為中央處理器，簡稱CPU，CPU是計算機的核心部件，相當于人的大腦。第九頁，共24頁。3.存儲器存儲器是計算機用來存儲信息的重要功能部件。主要功能是存放程序和數(shù)據(jù)。內存儲器（主存儲器）

外存儲器（輔助存儲器）高速緩沖存儲器cache存儲器只儲讀存器(ROM)：只能讀出不能寫入，斷電后信息不會丟失。隨機存儲器(RAM)：可隨時讀寫，斷電后會丟失數(shù)據(jù)。軟盤、光盤、U盤、移動硬盤等★中央處理器CPU和內存儲器合稱為主機。區(qū)別第十頁，共24頁。

從存儲器中取出信息稱為讀出；將信息存入存儲器稱為寫入。存儲器讀出信息后，原內容保持不變；向存儲器寫入信息后，則原內容被新內容所代替。

內存和外存的區(qū)別：

內存用于存放計算機當前正待運行的程序和數(shù)據(jù)，速度較快、容量較小，可直接與中央處理器CPU交換信息。外存用于存放暫時不用的程序和數(shù)據(jù)，速度相對較慢，容量較大，價格較低，不能直接與中央處理器CPU交換信息，但它可以與內存交換信息。因此，外存儲器中的程序和數(shù)據(jù)必須先調入內存方可被CPU訪問。

第十一頁，共24頁。1001101011001100001010110101000110010110存儲容量：位字節(jié)位：每一個二進制數(shù)0和1所占的數(shù)位，是信息存儲的最小單位，英文名bit（比特）。字節(jié)：8個二進制位，是計量存儲容量的基本單位，英文名Byte，簡稱B。1B=8bit1KB=1024B1MB=1024KB1GB=1024MBK（千）、M（兆）、

G（千兆，吉）、T（兆兆，太拉）第十二頁，共24頁。

4.輸入設備

輸入設備用來接收用戶輸入的原始數(shù)據(jù)和程序，并將它們轉變?yōu)橛嬎銠C能識別的形式（二進制數(shù)）存放到內存中。常用的輸入設備有鍵盤、鼠標、掃描儀、攝像頭等。

5.輸出設備

輸出設備用數(shù)據(jù)的輸出，把各種計算結果、數(shù)據(jù)或信息以數(shù)字、字符、圖像、聲音等形式表示出來。常用的輸出設備有顯示器、打印機、繪圖儀、

音箱、投影儀等。

第十三頁，共24頁。計算機硬件系統(tǒng)由運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備五大部分組成。

計算機的硬件系統(tǒng)第十四頁，共24頁。1.控制器控制輸入設備將數(shù)據(jù)和程序從輸入設備輸入到內存儲器。2.在控制器控制下,從存儲器取出指令送入控制器。3.控制器分析指令，控制運算器、存儲器執(zhí)行指令規(guī)定的操作。4.運算結果由控制器送存儲器保存或送輸出設備輸出。5.返回第2步，繼續(xù)取下一條指令，直至程序結束。①取出指令②分析指令③執(zhí)行指令④形成下一條指令地址計算機的工作過程15第十五頁，共24頁。

2.軟件(Software)：

為用戶管理和使用計算機而編制的各種程序及其數(shù)據(jù)和文檔資料。如操作系統(tǒng)、辦公軟件等。軟件是可記錄的，可以存儲在介質上。

將計算機中所有程序的集合稱為軟件系統(tǒng)(SoftwareSystem)。

計算機系統(tǒng)的基本組成16第十六頁，共24頁。系統(tǒng)軟件：

系統(tǒng)軟件是支持計算機用戶能方便的使用和管理計算機的軟件。

軟件系統(tǒng)：

是對軟件集合的統(tǒng)稱,它包括系統(tǒng)軟件和應用軟件。注意兩個概念：計算機系統(tǒng)的基本組成17第十七頁，共24頁。操作系統(tǒng)是控制其它程序運行、管理系統(tǒng)資源并為用戶提供操作界面的系統(tǒng)軟件的集合。如（Windows操作系統(tǒng)、Linux操作系統(tǒng)）

程序是由指令序列組成，告訴計算機如何完成一個具體的任務。如：Qbasic語言、C語言等。（1）系統(tǒng)軟件：第十八頁，共24頁。文字處理軟件WordWPS表格處理軟件Excel輔助設計軟件AutoCAD實時控制軟件（2）應用軟件

它是為計算機在特定領域中的應用而開發(fā)的專用軟件，是用戶為解決各類實際應用問題而編制的專用軟件的總稱。第十九頁，共24頁。

3.硬件和軟件的關系

相互依賴關系硬件是軟件的基礎，離開硬件，軟件無法運行。軟件是在硬件的基礎上對硬件功能的擴充與完善。計算機系統(tǒng)的基本組成20第二十頁，共24頁。

計算機軟件的發(fā)展

1、匯編語言的出現(xiàn)

2、高級語言的出現(xiàn)

3、操作系統(tǒng)的形成

4、網(wǎng)絡軟件、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的出現(xiàn)第二十一頁，共24頁。計算機系統(tǒng)硬件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)主機外部設備系統(tǒng)軟件應用軟件存儲系統(tǒng)中央處理器（CPU)運算器（產(chǎn)生控制信號，控制整個計算機工作）控制器（執(zhí)行算術運算和邏輯運算）只讀存儲器（ROM)隨機存儲器（RAM)輸入設備（鼠標、鍵盤、掃描儀、手寫板、數(shù)碼相機等）輸出設備（顯示器、打印機、繪圖儀、音箱等）外存儲器（硬盤、軟盤、磁帶、光盤、U盤等）操作系統(tǒng)語言處理程序數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)………DOS操作系統(tǒng)Windows操作系統(tǒng)網(wǎng)絡操作系統(tǒng)（UNIX、Linux）編譯程序解釋程序匯編程序文字處理程序圖形處理軟件多媒體處理軟件財務軟件輔助設計軟件…………——計算機系統(tǒng)組成原理簡圖第二十二頁，共24頁。練習一、填空

（1）內存儲器一般可以分為__________和___________兩類。

（2）奔騰Ⅰ、奔騰Ⅱ、奔騰Ⅲ、奔騰Ⅳ是指計算機______的型號。（3）常見的外存儲器有______、______和______等幾種。（4）軟件系統(tǒng)分為