計(jì)算機(jī)發(fā)展與進(jìn)制

大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)

第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)湖北醫(yī)藥學(xué)院計(jì)算機(jī)教研室I1

本科教學(xué)安排（針對(duì)等級(jí)考試）

理論課：

第一章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)（4學(xué)時(shí)）

第二章操作系統(tǒng)基礎(chǔ)（2學(xué)時(shí)）

第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)|湖北醫(yī)藥學(xué)院計(jì)算機(jī)教研室|2

實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排

練習(xí)計(jì)算機(jī)實(shí)際操作能力

1、掌握操作系統(tǒng)Windows2000的使用（6學(xué)時(shí)）

2、學(xué)會(huì)Office辦公自動(dòng)化軟件的使用

（6學(xué)時(shí)）

上課地點(diǎn)：5號(hào)教學(xué)樓6樓計(jì)算機(jī)機(jī)房

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第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

第一章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)

1.1計(jì)算機(jī)概述

1.2計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成

1.3轉(zhuǎn)換及信息編碼

|湖北醫(yī)藥學(xué)院計(jì)算機(jī)教研室|4

第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

1.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展

1.早期計(jì)算工具的發(fā)展

2.早期計(jì)算機(jī)的發(fā)展

3.現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的發(fā)展

4.微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展

5.未來(lái)新型計(jì)算機(jī)

6.計(jì)算機(jī)的分類

第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)|湖北醫(yī)藥學(xué)院計(jì)算機(jī)教研室|5

1.1.1早期計(jì)算工具的發(fā)展

1642年，萊斯?帕斯卡發(fā)明的加法器

19世紀(jì)初，巴貝奇發(fā)明的差分機(jī)和分析機(jī)

第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)I湖北醫(yī)藥學(xué)院計(jì)算機(jī)教研室\~6

CharlesBabbage

LL2計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程

1.計(jì)算機(jī)3c如〃匕"）：俗稱電腦，是一種由高

度精密和復(fù)雜的電子線路所構(gòu)成的、能對(duì)信息

進(jìn)行高速和自動(dòng)處理的現(xiàn)代化電子設(shè)備。是進(jìn)

行信息處理的工具。

2.人類歷史上第一臺(tái)計(jì)算機(jī):

1946年2月，誕生于美國(guó)，名為：ENIAC（愛(ài)尼亞

克）

主要結(jié)構(gòu)部件：電子管、繼電器、電阻電容

主要性能指標(biāo)：5000次/秒運(yùn)算

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第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

世界上第臺(tái)計(jì)算機(jī)

F名稱為EN1AC

?5000次加、減運(yùn)算/秒

■體重30噸

|占地170m2

r18800個(gè)電子管

■1500個(gè)繼電器

i功率140KW

|湖北醫(yī)藥學(xué)院計(jì)算機(jī)教研室|9

第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

ENIAC缺陷：

第一個(gè)缺陷：發(fā)熱量大

由于使用了大量分立的電子元器件，且每一種電子器件工作時(shí)都會(huì)

產(chǎn)生大量的熱能，所以機(jī)器發(fā)熱很快，即使專門配置了一臺(tái)冷卻設(shè)

備，其穩(wěn)定工作時(shí)間也只有幾小時(shí)。

第二個(gè)缺陷：不能自動(dòng)執(zhí)行工作

其工作時(shí)，必須由專家和工程技術(shù)人員通過(guò)開關(guān)和插線來(lái)控制其工

作過(guò)程，即它不是自動(dòng)工作的。

|湖北醫(yī)藥學(xué)院計(jì)算機(jī)數(shù)研室|10

第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

為了使計(jì)算機(jī)技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向社會(huì)，美籍匈牙數(shù)

學(xué)家馮?諾伊曼(Von.Neuman)提出了“電子延遲存貯

自動(dòng)計(jì)算機(jī)”的設(shè)想，即在計(jì)算機(jī)中引入存貯信息的部

件——存貯器，并把指揮計(jì)算機(jī)工作的命令有序地存入

計(jì)算機(jī)，然后通過(guò)程序控制計(jì)算機(jī)自動(dòng)工作。

1951年，基于這一思想的第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)EDVAC研

制成功，從此，計(jì)算機(jī)

技術(shù)真正進(jìn)入了實(shí)用發(fā)展階段。

|湖北醫(yī)藥學(xué)院計(jì)算機(jī)教研室|11

第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

1.1.3現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的發(fā)展

□第一代：電子管計(jì)算機(jī)時(shí)代

□第二代：晶體管計(jì)算機(jī)時(shí)代

□第三代：中小規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)

時(shí)代

□第四代：（超）大規(guī)模集成電路計(jì)算

機(jī)時(shí)代

□未來(lái)的計(jì)算機(jī)時(shí)代

第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)|湖北醫(yī)藥學(xué)院計(jì)算機(jī)教研室|12

第一代:電子管計(jì)算機(jī)(1946~1957)

件

輯

邏

元電子管

存

內(nèi)

延遲線或磁芯

存

外

紙帶、卡片或磁帶

度

工

作

速幾千?幾萬(wàn)次/秒

件

軟

機(jī)器語(yǔ)言或匯編語(yǔ)言

用

應(yīng)

型

代科學(xué)計(jì)算

機(jī)

表ENIAC

|湖北醫(yī)藥學(xué)院計(jì)算機(jī)教研室

第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

第—4弋：晶體管計(jì)算機(jī)(1958?1963)

邏輯元件晶體管

內(nèi)存磁芯

外存磁帶或磁盤

工作速度幾十萬(wàn)次/秒

軟件高級(jí)算法語(yǔ)言

應(yīng)用事務(wù)管理及工業(yè)控制

代表機(jī)型IBM7000系列

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第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)\14

第三代：集成電路計(jì)算機(jī)（34797。）

件中小規(guī)模集成電路

內(nèi)

存半導(dǎo)體存儲(chǔ)器

外

存

磁帶或磁盤

工

度

軟

件幾十萬(wàn)?幾千萬(wàn)次/秒

高級(jí)算法語(yǔ)言、操

作系統(tǒng)

用計(jì)算、管理及控制

代表機(jī)型IBMSystem/360

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第i章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)|乃

第四代：大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)

（1971年至今）

邏輯元件（超）大規(guī)模集成電路

內(nèi)存半導(dǎo)體存儲(chǔ)器

外存磁盤和光盤

工作速度幾百萬(wàn)?幾千萬(wàn)次/秒

軟件操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件

應(yīng)用以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為特征

微型計(jì)算機(jī)屬于第四代計(jì)算機(jī)

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第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)\16

計(jì)算機(jī)發(fā)展的4個(gè)時(shí)代

年份電路特點(diǎn)

第一代1946~1957電子管磁鼓、磁帶

第二代1958~1963晶體管磁芯、磁盤

第三代1964~1970集成電路終端訪問(wèn)

大、超大規(guī)模集

第四代1971~現(xiàn)今個(gè)人計(jì)算機(jī)

成電路

第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)湖北醫(yī)藥學(xué)院計(jì)算機(jī)教研室|17

微機(jī)的發(fā)展

微機(jī)(PersonalComputer)的發(fā)展

和CPU(中央處理器)緊密相聯(lián)

第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)I湖北醫(yī)藥學(xué)院計(jì)算機(jī)教研室\18

第

一

臺(tái)

微

電

腦

ltai

Ar

800

8

學(xué)計(jì)算

藥院

機(jī)教研宓\19

邁堂形界面的個(gè)人電腦

)輸入手段

多樣化

交互界面

友好化

1.1.4微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展

年代時(shí)間位數(shù)代表性芯片

第19728位jntel8008

第二憶^973—8位Intel8085M6i00

Z80

第三代1978—[16位Intel8086M68000

Z8000

第四代1985-32>fF[lntel80386Hp32

Pentium系列）

64位AMD

微處理器集成度發(fā)展示意圖

晶

體

管

數(shù)

目

100M

10M

晶摩

爾

定

體I1M

律

管■

100K

數(shù)■

|10K

每18個(gè)月芯片能力增長(zhǎng)一倍

第1章討算機(jī)^教研室|23

微處理器(CPU)

改進(jìn)微處理器

的兩種方法:

1.提高工作速度

2.同時(shí)處理

更多的數(shù)據(jù)

第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)I湖北醫(yī)藥學(xué)院計(jì)算機(jī)教研室\24

計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)

計(jì)算機(jī)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)向我們展示了它總的發(fā)展

趨勢(shì)是：

巨型化，微型化，網(wǎng)絡(luò)化，智能化

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第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

未來(lái)新型計(jì)算機(jī)

英特爾公司聯(lián)合創(chuàng)始人戈登-摩爾(GordonMoore)提出的IT業(yè)第

一定律摩爾定律：芯片制造商大約每18個(gè)月就會(huì)把擠在指甲蓋那么

大的硅片的晶體管數(shù)量增加一倍。

計(jì)算機(jī)自誕生以來(lái)數(shù)十年的事實(shí)表明了這個(gè)理論的無(wú)比正確性。

但未來(lái)隨著硅片的集成度越來(lái)越高，總存在物理上的極限。摩爾定

律不可能永遠(yuǎn)持續(xù)下去。因?yàn)樾酒捏w積越來(lái)越小，并且已經(jīng)接近

原子的體積，這就是一個(gè)根本性的障礙。

因此，科學(xué)家們尋求全新概念的計(jì)算機(jī)。

如：超導(dǎo)計(jì)算機(jī)、量子計(jì)算機(jī)、光子計(jì)算機(jī)、生物計(jì)算機(jī)、神經(jīng)

計(jì)算機(jī)。

有興趣的同學(xué)可以自行閱讀書中相關(guān)材料

1.1.5未來(lái)新型計(jì)算機(jī)

?超導(dǎo)計(jì)算機(jī)

＞量子計(jì)算機(jī)

＞光子計(jì)算機(jī)

＞生物計(jì)算機(jī)

A神經(jīng)計(jì)算機(jī)

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第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)|27

1.1.6計(jì)算機(jī)的類型

1、按應(yīng)用特點(diǎn)分:專用和通用計(jì)算機(jī)

2、按處理對(duì)象分：數(shù)字、模擬和數(shù)字模

擬混合計(jì)算機(jī)

3、按計(jì)算機(jī)規(guī)模和處理能力分：巨型機(jī)、

大型機(jī)、小型機(jī)、微型機(jī)

第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)湖北醫(yī)藥學(xué)院計(jì)算機(jī)教研室|28

1.2計(jì)算機(jī)基本工作原理及系統(tǒng)組成

A計(jì)算機(jī)的基本工作原理

?指令和指令系統(tǒng)

A微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

?非馮?諾依曼計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

|湖北醫(yī)藥學(xué)院計(jì)算機(jī)教研室|29

第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

計(jì)算機(jī)的計(jì)算模型

計(jì)算機(jī)是使用相應(yīng)的程序來(lái)完成任何設(shè)定好

的任務(wù)。

圖靈機(jī)是一種思想模型，

它由三部分組成：

一個(gè)控制器，一條可以無(wú)限延

伸的帶子和一個(gè)在帶子上左右

移動(dòng)的讀寫頭。

為紀(jì)念圖靈對(duì)計(jì)算機(jī)的貢獻(xiàn),

美國(guó)計(jì)算機(jī)博物館于1966年

設(shè)立了“圖靈獎(jiǎng)”

|湖北醫(yī)藥學(xué)院計(jì)算機(jī)教研室|30

第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

1.2.1計(jì)算機(jī)的基本工作原理

計(jì)算機(jī)的基本工作原理是由美籍匈牙利

科學(xué)家馮?諾依曼于1946年首先提出的。

＞采用二進(jìn)制的形式表示數(shù)據(jù)和指令

＞采用存儲(chǔ)程序方式

?計(jì)算機(jī)由運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、控制器、輸入設(shè)備、

輸出設(shè)備5大部件組成

第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)|湖北醫(yī)藥學(xué)院計(jì)算機(jī)教研室|31

馮?諾依曼

?約翰?馮?諾依曼(JohnVonNouma,1903-

1957),美藉匈牙利人，1903年12月28日生

于匈牙利的布達(dá)佩斯。1921年至1923年在蘇

黎世大學(xué)學(xué)習(xí)。在1926年以優(yōu)異的成績(jī)獲得

了布達(dá)佩斯大學(xué)數(shù)學(xué)博士學(xué)位，此時(shí)馮?諾依

曼年僅22歲。1927年至1929年，馮.諾依曼相

繼在柏林大學(xué)和漢堡大學(xué)擔(dān)任數(shù)學(xué)講師。

1930年接受了普林斯頓大學(xué)客座教授的職位,

1931年成為該校終身教授。是美國(guó)國(guó)家科學(xué)

院、秘魯國(guó)立自然科學(xué)院和意大利國(guó)立林且

學(xué)院等院的院士。1954年他任美國(guó)原子能委

員會(huì)委員；1951年至1953年任美國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)主

席。1957年2月8日，在華盛頓去世，終年54

歲。

|湖北醫(yī)藥學(xué)院計(jì)算機(jī)教研室

第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)|32

馮?諾依曼理論要點(diǎn)：

?1.數(shù)字計(jì)算機(jī)的數(shù)制采用二進(jìn)制

?2.計(jì)算機(jī)按照程序的順序執(zhí)行

存儲(chǔ)程序工作原理：

計(jì)算機(jī)是利用“存儲(chǔ)器”（內(nèi)存）來(lái)存放所要

執(zhí)行的程序的，CPU可以依次從存儲(chǔ)器中取出程序

中的每一條指令，并加以分析和執(zhí)行，直至完成

全部指令任務(wù)為止。

第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)|湖北醫(yī)藥學(xué)院計(jì)算機(jī)教研室|33

馮?諾依曼結(jié)構(gòu)框圖

反操二數(shù)據(jù)流

饋?zhàn)?/p>

信

號(hào)命

一■m

令

入r處理

程序+-

備r士身蔣

口

-?

H內(nèi)）存儲(chǔ)器

數(shù)據(jù)，

is

請(qǐng)響響R請(qǐng)

求應(yīng)應(yīng)求

信信信信

號(hào)號(hào)號(hào)號(hào)

I

湖北醫(yī)藥學(xué)院計(jì)算機(jī)教研室

\34

第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

1,輸入設(shè)備

?:?輸入設(shè)備是計(jì)算機(jī)中用來(lái)輸入各種信息（如:

數(shù)據(jù)、字符、命令等）的部件。常用的輸入

設(shè)備有：鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀、光筆、數(shù)碼

相機(jī)等。其中，鍵盤為基本輸入設(shè)備。

?:?目前微機(jī)上所用的鍵盤分為兩種，一種是臺(tái)

式機(jī)配備的101（或104）鍵鍵盤，另一種是

筆記本電腦上配備的84鍵鍵盤。

|湖北醫(yī)藥學(xué)院計(jì)算機(jī)教研室|35

第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

2.輸出設(shè)備

輸出設(shè)備是計(jì)算機(jī)中輸出各種信息的部

件。

常用的輸出設(shè)備有：顯示器、打印機(jī)、

磁盤驅(qū)動(dòng)器、繪圖儀、揚(yáng)聲器等。

硬盤、軟盤驅(qū)動(dòng)器即是輸入設(shè)備，又是

輸出設(shè)備。

|湖北醫(yī)藥學(xué)院計(jì)算機(jī)教研室|36

第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

3,存儲(chǔ)器

?:?存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)中用于存放各種信息的部

件，相當(dāng)于計(jì)算機(jī)中的“倉(cāng)庫(kù)”。

?:?在這個(gè)“倉(cāng)庫(kù)”中，整個(gè)存儲(chǔ)空間被有規(guī)

律地分為若干小單元——存儲(chǔ)單元，而每

一存儲(chǔ)單元中存放的都是一組二進(jìn)制數(shù)。

?:?同時(shí)為了便于管理和使用存儲(chǔ)單元，人們

給每一單元都安排宥相應(yīng)的位置編號(hào)，這

種編號(hào)莪們麻之為存槽單元地址，簡(jiǎn)森地

癥。

|湖北醫(yī)藥學(xué)院計(jì)算機(jī)教研室|37

第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

?:?存儲(chǔ)器主要功能:存放程序與數(shù)據(jù)，相當(dāng)于

“信息倉(cāng)庫(kù)”

｛兩種狀態(tài)｝

讀操作

:從存儲(chǔ)器取信息，不破壞原有的內(nèi)容

J寫操作

信息寫入存儲(chǔ)器,原來(lái)的內(nèi)容被抹掉

第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)湖北醫(yī)藥學(xué)院計(jì)算機(jī)教研室|38

4.運(yùn)算器

主要功能：算術(shù)運(yùn)算及邏輯運(yùn)算

何謂算術(shù)運(yùn)算呢？就是平常的加、減、乘、除等

運(yùn)算，只不過(guò)數(shù)字是二進(jìn)制而已。

何謂邏輯運(yùn)算呢？就是邏輯判斷、邏輯比較及其

他的基本邏輯運(yùn)算等等。

在計(jì)算機(jī)中，無(wú)論是算術(shù)運(yùn)算還是邏輯運(yùn)算，最

終都被轉(zhuǎn)換成加法運(yùn)算來(lái)完成，所以加法運(yùn)算是基本運(yùn)

算。

運(yùn)算器的數(shù)據(jù)取自內(nèi)存，運(yùn)算結(jié)果又送回內(nèi)存。

運(yùn)算器對(duì)內(nèi)存的讀寫操作均在控制器之下完成。

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第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

5.控制器

發(fā)出各種控制信號(hào)，指揮系統(tǒng)各部件有

條不紊地工作，自動(dòng)地執(zhí)行程序。

控制器由程序計(jì)數(shù)器、指令寄存器、指

令譯碼器和操作控制器組成。

|湖北醫(yī)藥學(xué)院計(jì)算機(jī)教研室|40

第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

馮?諾依曼理論要點(diǎn)

存儲(chǔ)程序工作原理：

計(jì)算機(jī)的兩個(gè)基本能力：一是能

夠存儲(chǔ)程序，二是能夠自動(dòng)地執(zhí)行程

序。

計(jì)算機(jī)是利用“存儲(chǔ)器”（內(nèi)存）

來(lái)存放所要執(zhí)行的程序的，而稱之為

CPU的部件可以依次從存儲(chǔ)器中取出

程序中的每一條指令，并加以分析和JohnvonNeumann

馮?諾依曼

執(zhí)行，直至完成全部指令任務(wù)為止。

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第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

指令和指令系統(tǒng)

A指令：是能被計(jì)算機(jī)識(shí)別并執(zhí)行的二進(jìn)制代碼,

由操作碼與操作數(shù)組成。

A指令系統(tǒng)：即一臺(tái)計(jì)算機(jī)所有指令的集合，包

括數(shù)據(jù)傳送指令、數(shù)據(jù)處理指令、程序控制指

令、輸入、輸出指令和其他指令。

A指令的執(zhí)行

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第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

一.指令是能被計(jì)算機(jī)識(shí)別并執(zhí)行的

二進(jìn)制代碼，它規(guī)定計(jì)算機(jī)能完成的某一

種操作。

指令由操作碼與操作數(shù)（或地址碼）

組成

第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)I湖北醫(yī)藥學(xué)院計(jì)算機(jī)教研室\43

操作碼通常包括兩部分內(nèi)容:

1.指令的操作種類。如運(yùn)算操作（加、減、乘、

除等）、數(shù)據(jù)傳送、移位、轉(zhuǎn)移、輸入輸出操作等。

2.操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型。如果采用自定義數(shù)據(jù)表

示法，在操作碼中不必指出操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型，只

需要指出指令的操作種類即可。

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第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

一個(gè)地址碼通常包括三部分內(nèi)容

一個(gè)地址碼通常包括三部分內(nèi)容，而且，在一條指令中，經(jīng)常包括

有兩個(gè)或兩個(gè)以上的地址碼。

1.操作數(shù)的地址。

對(duì)于間接尋址方式，給出間接地址；對(duì)于立即數(shù)尋址方式，在地址

碼部分直接給出操作數(shù)；對(duì)于寄存器尋址方式，給出通用寄存器

編號(hào)；對(duì)于變址尋址方式，給出變址寄存器編號(hào)。

2.地址的附加信息。如偏移量、塊長(zhǎng)度、跳距等。

3.尋址方式。如直接尋址、間接尋址、立即數(shù)尋址、變址尋址、

自動(dòng)增量尋址、自動(dòng)減量尋址、相對(duì)尋址等。

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第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

、指令系統(tǒng)

一臺(tái)計(jì)算機(jī)的所有指令的集合，稱為該計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)。

不同類型的計(jì)算機(jī)，指令系統(tǒng)的指令條數(shù)有所不同。但無(wú)論何

種類型的計(jì)算機(jī)，指令系統(tǒng)都應(yīng)具有以下功能的指令。

1、指令傳送指令。將數(shù)據(jù)在內(nèi)存與CPU之間進(jìn)行傳送

2、數(shù)據(jù)處理指令。數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算、邏輯或關(guān)系運(yùn)算

3、程序控制指令?？刂瞥绦蛑兄噶畹膱?zhí)行順序，如條件轉(zhuǎn)移、

無(wú)條件轉(zhuǎn)移、調(diào)用子程序、返回、停止等

4、輸入、輸出指令用來(lái)實(shí)現(xiàn)外部設(shè)備與主機(jī)之間的數(shù)據(jù)

5、其他指令對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件管理、如檢查系統(tǒng)硬件是否缺少等

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第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

三、指令的執(zhí)行

A馮氏原理：人們預(yù)先編好程序，利用輸入設(shè)

備把程序輸入內(nèi)存，計(jì)算機(jī)在控制器控制下,

從內(nèi)存中逐條取出程序交運(yùn)算器執(zhí)行。把結(jié)

果回送入內(nèi)存、或由輸出設(shè)備輸出。

A執(zhí)行步驟：取指令、分析指令、執(zhí)行指令、

程序計(jì)數(shù)器加1

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第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

程序在計(jì)算機(jī)基本工作原理

①取指令：從存貯器中讀出

要執(zhí)行的指令并送往CPU的指

令寄存器（REG）。

②分析指令：將指令送往指

令譯碼器，翻譯出指令微操作,

③執(zhí)行指令：CPU發(fā)出控制信

號(hào)，指揮相應(yīng)部件完成規(guī)定的

操作。

為執(zhí)行下一條指令做準(zhǔn)備。

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第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

微機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)由微處理器、存儲(chǔ)器、各種輸

入/輸出接口電路以及系統(tǒng)總線組成。

微型機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：

微

處

理

器

PU

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計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)

A馮?諾依曼結(jié)構(gòu)（程序存儲(chǔ)式電子數(shù)字自動(dòng)計(jì)算機(jī)

方案）——計(jì)算機(jī)硬件體系結(jié)構(gòu)由五個(gè)基本部件:

輸入器、輸出器、控制器、運(yùn)算器和存儲(chǔ)器組成。

A非馮?諾依曼結(jié)構(gòu)：是由數(shù)據(jù)而不是由指令來(lái)驅(qū)動(dòng)

程序執(zhí)行的體系結(jié)構(gòu)。

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第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

非馮?諾依曼計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

非馮?諾依曼結(jié)構(gòu)是一種由數(shù)據(jù)而不是

由指令來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行的體系結(jié)構(gòu)。

＞數(shù)據(jù)流計(jì)算機(jī)

＞歸約計(jì)算機(jī)

＞基于面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言的計(jì)算機(jī)

＞智能計(jì)算機(jī)

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第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

非馮?諾依曼結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的優(yōu)、缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

支持高度的并行操作；

與VLSI技術(shù)相適應(yīng)；

有利于提高軟件生產(chǎn)力。

缺點(diǎn)：

＞操作開銷太大；

＞不能有效利用以前馮氏計(jì)算機(jī)累積起來(lái)的豐富資源。

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第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)|52

1.2.2計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成

中央處理器（CPU施藉

r主機(jī)

L內(nèi)存儲(chǔ)喘髓鬣牖

計(jì)［輸入設(shè)備——鍵盤、鼠標(biāo)、光筆、掃描儀

算i外部設(shè)刊輸出設(shè)備—顯示器、打印機(jī)、繪圖儀

機(jī)L外存儲(chǔ)器——硬盤、軟盤、光盤

系

統(tǒng)”操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)

「系統(tǒng)軟件

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言

軟件《

文字處理軟件信息管理軟件

i應(yīng)用軟當(dāng)圖形軟件輔助設(shè)計(jì)軟件

k種程序包

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第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)|53

計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的組成

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微機(jī)硬件的基本組成:主機(jī)、顯示器、鍵盤、

鼠標(biāo)、音箱等

從外觀看，一臺(tái)微機(jī)由主機(jī)和外部設(shè)備

組成。如下圖所示：

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微型計(jì)算機(jī)主機(jī)構(gòu)成

CPU

系統(tǒng)主板（又稱主機(jī)板或母板）

硬盤驅(qū)動(dòng)器

CD-ROM驅(qū)動(dòng)器

軟盤驅(qū)動(dòng)器

顯示器適配器

內(nèi)存

電源

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(-)CPU系統(tǒng)

在計(jì)算機(jī)中)運(yùn)算器(Arithmetic

LogicUnit-ALU)和控制器兩部件合稱為

中央處理單元(CPU—CentralProcessing

Unit),它是計(jì)算機(jī)的核心部件)是計(jì)算機(jī)

的“心臟”，其性能的高低直接決定了計(jì)

算機(jī)整機(jī)的檔次。由于微機(jī)中這兩個(gè)部件

被微縮、被集成在一塊半導(dǎo)體芯片上)

所以又叫它微處理器(MPU-----Micro

ProcessingUnit)

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第i章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

1.中央處理器CPU：是整個(gè)微型

機(jī)的核心，它是執(zhí)行對(duì)信息的處理

與控制的一個(gè)大規(guī)模集成電路芯片。r

CPU可分為：

①針腳式Socket

②插卡式Slot

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pentL

Socket

CPU(CentralProcessingUnit)

r運(yùn)算器

CPU

微處理器<

<控制器

運(yùn)算器和數(shù)據(jù)線的位數(shù)反映了CPU的檔次。

80386以下的CPU為16位，80386及以上的CPU為32位

的CPU。

CPU的功能是計(jì)算機(jī)主要技術(shù)指標(biāo)之一，人們習(xí)慣用

CPU的檔次來(lái)大體表示微機(jī)的規(guī)格。

第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)I湖北醫(yī)藥學(xué)院計(jì)算機(jī)教研室\61

Intel8086/8088、80286、80386、80486、

Pentium、PentiumMMX>PentiumPro和

PentiumII、PentiumIIIPentiumIV

AMDDuron

Athlon（阿斯龍系列）

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第i章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

CPU

?、.??.?*.,

>?2?3

AAMD口

.■>????3

S3.33

MS

AE

LM

AB

YL

SE

1D

I

N

嚴(yán)心0

AthlonXP的正面AthlonXP的背面

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第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

2.CPU的性能指標(biāo):

ACPU執(zhí)行指令的速度：即CPU每秒所能執(zhí)行

的指令條數(shù)；一般CPU的工作頻率越高執(zhí)

行指令的速度也就越快。

ACPU的字長(zhǎng)：即CPU一次所能處理的數(shù)據(jù)的

二進(jìn)制位數(shù)。

?指令本身的功能強(qiáng)弱及復(fù)雜程度。

第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)|湖北醫(yī)藥學(xué)院計(jì)算機(jī)教研室|64

(-)主板系統(tǒng)

主板(mainboard)是位于主機(jī)箱底部的

一塊大型印刷電路板，有CPU插槽/插座、內(nèi)

存插槽、局域總線的擴(kuò)展總線、高速緩存、

時(shí)鐘和CMOS主板BIOS、軟/硬盤、串口、

并口等外設(shè)接口、控制芯片等。

①芯片組(Chipset)

②各種插座、插槽、擴(kuò)展槽

③各種外設(shè)接口

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第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)|65

內(nèi)存條

CPU插座

串行接口

AGP擴(kuò)展槽

芯片組

PCI擴(kuò)展槽

芯