計算機系統(tǒng)組成課件資料

1、計算機系統(tǒng)的組成和工作原理主講人：楊金梅2016年9月18日計算機的出生和發(fā)展過程第一臺計算機ENIAC，1946誕生于美國賓夕法尼亞大學(xué)。發(fā)展階段邏輯元件主要特點第一代（1946-1959）電子管每秒運算5千-4萬次，使用機器語言和匯編語言，多用于數(shù)值計算，用于軍事和科研第二階段（1959-1964）晶體管每秒運算10萬次-300萬次，體積小、功耗降低，壽命延長；使用機器語言、匯編語言，用于數(shù)值計算、管理等第三階段（1964-1972）中小規(guī)模集成電路每秒運算達(dá)到1000萬次，體積更小、功耗及價格下降，壽命更長；使用機器語言、匯編語言、高級語言，用于數(shù)值計算、管理、實時處理等領(lǐng)域第四階段（1

2、972至今）大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路每秒運算可達(dá)100億次，耗電少、體積小、可靠性高、適應(yīng)性強、使用機器語言、匯編語言、高級語言；用于數(shù)值計算、實時處理、社會管理、多媒體及網(wǎng)絡(luò)通信等復(fù)習(xí)舊知識計算機的特點（1）高速、精確的運算能力（2）準(zhǔn)確的邏輯判斷能力（3）強大的存儲能力（4）自動化程度高 （5）網(wǎng)絡(luò)與通信功能計算機的應(yīng)用領(lǐng)域 （1）科學(xué)計算 （2）數(shù)據(jù)/信息處理 （3）過程控制 （4）計算機輔助 （5）網(wǎng)絡(luò)通信 （6）人工智能（AI） （7）多媒體應(yīng)用 （8）嵌入式系統(tǒng)請一位同學(xué)上講桌請其他同學(xué)對這位同學(xué)進行描述（概述）小游戲：頭腦風(fēng)暴(衣著、外貌) ？新課引入：計算機系統(tǒng)的組成 從觀察一

3、位同學(xué)到觀察計算機，可以從多個角度來描述 運算器 中央處理器 主 機 控制器 內(nèi)存儲器 硬件 外存儲器 外部設(shè)備 輸入設(shè)備 輸出設(shè)備 操作系統(tǒng) 系統(tǒng)軟件 語言處理程序 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 軟件 支撐軟件各種系統(tǒng)開發(fā)工具 科學(xué)計算程序 信息管理程序 應(yīng)用軟件 輔助設(shè)計程序 文字處理程序 過程控制程序等計算機系統(tǒng)圖1 計算機系統(tǒng)的基本組成 一個完整的計算機系統(tǒng)是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成，計算機硬件與軟件相互依存，缺一不可計算機的硬件系統(tǒng)硬件：是組成計算機的物理設(shè)備的總稱，由各種器件和電子線路組成。是計算機進行工作的物質(zhì)基礎(chǔ)。硬件外設(shè)主機CPU輸入設(shè)備輸出設(shè)備內(nèi)存磁盤硬盤光盤軟盤顯示卡閃存掃描儀鍵盤

4、鼠標(biāo)主板打印機音箱顯示器存儲攝像頭數(shù)碼相機 1. 運算器（算術(shù)邏輯部件ALU） 執(zhí)行算術(shù)運算和邏輯運算。例如：5+7*2 2. 控制器 控制器是計算機的指揮中心，它的主要作用是按照人們預(yù)先確定的操作步驟，控制微機各部件步調(diào)一致地自動工作。五大功能部件：運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。 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(nèi)存儲器（主存儲器）存儲器分為三種 外存儲器（輔助存儲器） 高速緩沖存儲器cache 4. 輸入設(shè)備 輸入設(shè)備用來接收用戶輸入的原始數(shù)據(jù)和程序，并將它們轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎銠C能識別的形式（二進制數(shù)）存放到內(nèi)存中。常用的輸入設(shè)備有

5、鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀等。 5. 輸出設(shè)備 輸出設(shè)備用于將存放在內(nèi)存中由計算機處理的結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)槿藗兯芙邮艿男问健３Ｓ玫妮敵鲈O(shè)備有顯示器、打印機、繪圖儀等。 計算機硬件是可見可摸的，那么計算機的軟件又是怎樣的呢計算機軟件系統(tǒng)軟件：是在硬件設(shè)備上運行的各種程序以及有關(guān)資料的總稱?！奥銠C”：沒有軟件的計算機通常稱為“裸機”。 軟件按其功能可以分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類。1. 系統(tǒng)軟件 參與構(gòu)成計算機系統(tǒng)、供用戶直接使用，以擴展計算機硬件功能，使其管理協(xié)調(diào)整個系統(tǒng)，彌補用戶操作習(xí)慣與計算機硬件、計算機設(shè)備的操作方法之間的鴻溝的軟件。 系統(tǒng)軟件一般是由計算機廠家或?qū)I(yè)軟件開發(fā)商提供的，是計算機系統(tǒng)的一個

6、重要的組成部分。它主要包括操作系統(tǒng)（DOS、UNIX、Win98、Win2000、WinNT、WindowsXP等）、程序設(shè)計語言。 文字處理軟件 Word WPS表格處理軟件 Excel輔助設(shè)計軟件 AutoCAD實時控制軟件2. 應(yīng)用軟件 它是為計算機在特定領(lǐng)域中的應(yīng)用而開發(fā)的專用軟件，是用戶為解決各類實際應(yīng)用問題而編制的專用軟件的總稱。據(jù)你所認(rèn)識的計算機能完成什么？ 1、輸入 2、處理 3、輸出 4、存儲計算機能夠完成的基本操作和主要功能：2.計算機工作原理馮諾依曼 馮諾依曼1 （John von Neumann，19031957），20世紀(jì)最重要的數(shù)學(xué)家之一，在現(xiàn)代計算機、博弈論、核武器和生化武器等諸多領(lǐng)域內(nèi)有杰出建樹的最偉大的科學(xué)全才之一，被后人稱為“計算機之父”和“博弈論之父”。2 馮諾依曼工作原理馮諾依曼參與設(shè)計第一臺計算機ENIAC時提出了“存儲程序”和“程序控制”的概念，設(shè)計原理簡要概況為一下三點：計算機系統(tǒng)包括運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大基本部件計算機內(nèi)部采用二進制來表示數(shù)據(jù)和指令，每條指令一般都具有一個操作碼和地址碼