1、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成和工作原理

1、2.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成與功能學(xué)習(xí)目標(biāo)（1）掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成部分及其功能。（2）能對(duì)計(jì)算機(jī)常見硬件進(jìn)行識(shí)別。（3）了解計(jì)算機(jī)軟件和硬件之間的關(guān)系。（4）掌握計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)兩個(gè)組成部分。（5）了解計(jì)算機(jī)的工作原理。1、誰知道第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)的名字？并能介紹一下它的基本情況呢？世界上第一臺(tái)現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)“埃尼阿克”（ENIAC），誕生于1946年2月14日的美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)。ENIAC長(zhǎng)30.48米，寬1米，占地面積約170平方米，30個(gè)操作臺(tái)，約相當(dāng)于10間普通房間的大小，重達(dá)30噸，耗電量150千瓦，造價(jià)48萬美元。2、現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)與第一臺(tái)計(jì)算機(jī)比較有哪些優(yōu)越性？無論從運(yùn)算速度還是占地面積

2、以及處理信息的能力都達(dá)到了很高的水平。4一、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成硬件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)+計(jì)算機(jī)系統(tǒng)=你知道一臺(tái)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成嗎？5 1. 硬件(Hardware)：構(gòu)成計(jì)算機(jī)的所有實(shí)際物理裝置的總稱。 如中央處理器、存儲(chǔ)器、主板及各種外部設(shè)備，是構(gòu)成計(jì)算機(jī)的物質(zhì)基礎(chǔ)。 這些硬件的“有機(jī)結(jié)合的整體”稱為硬件系統(tǒng)(Hardware system) 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成計(jì)算機(jī)組成簡(jiǎn)圖顯示器鍵盤主機(jī)音箱鼠標(biāo)打印機(jī)7硬件系統(tǒng)主機(jī)外部設(shè)備內(nèi)存儲(chǔ)器（主存）：中央處理器（CPU)運(yùn)算器控制器輸入設(shè)備（鼠標(biāo)、鍵盤、掃描儀等）輸出設(shè)備（顯示器、打印機(jī)、繪圖儀、音箱等）ROM、RAM、Cache外存儲(chǔ)器（軟盤、硬

3、盤、光盤、 U盤等） 1. 運(yùn)算器（算術(shù)邏輯部件ALU） 是計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理的部件，可執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。 2. 控制器 控制器是計(jì)算機(jī)的指揮中心，用來控制計(jì)算機(jī)各部件協(xié)調(diào)工作，并使整個(gè)處理過程有條不紊地進(jìn)行。 計(jì)算機(jī)硬件組成與功能 運(yùn)算器和控制器合稱為中央處理器，簡(jiǎn)稱CPU，CPU是計(jì)算機(jī)的核心部件，相當(dāng)于人的大腦。 3. 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)用來存儲(chǔ)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(chǔ)器（主存儲(chǔ)器） 外存儲(chǔ)器（輔助存儲(chǔ)器） 高速緩沖存儲(chǔ)器cache存儲(chǔ)器只儲(chǔ)讀存器(ROM)：只能讀出不能寫入，斷電后信息不會(huì)丟失。隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)：可隨時(shí)讀寫，斷電后會(huì)丟失數(shù)據(jù)

4、。軟盤、光盤、U盤、移動(dòng)硬盤等 中央處理器CPU和內(nèi)存儲(chǔ)器合稱為主機(jī)。區(qū)別 從存儲(chǔ)器中取出信息稱為讀出；將信息存入存儲(chǔ)器稱為寫入。存儲(chǔ)器讀出信息后，原內(nèi)容保持不變；向存儲(chǔ)器寫入信息后，則原內(nèi)容被新內(nèi)容所代替。 內(nèi)存和外存的區(qū)別： 內(nèi)存用于存放計(jì)算機(jī)當(dāng)前正待運(yùn)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(shí)不用的程序和數(shù)據(jù)，速度相對(duì)較慢，容量較大，價(jià)格較低，不能直接與中央處理器CPU交換信息，但它可以與內(nèi)存交換信息。因此，外存儲(chǔ)器中的程序和數(shù)據(jù)必須先調(diào)入內(nèi)存方可被CPU訪問。 1001101011001100001010110101000110010110

5、存儲(chǔ)容量：位字節(jié)位：每一個(gè)二進(jìn)制數(shù)0和1所占的數(shù)位，是信息存儲(chǔ)的最小單位，英文名bit（比特）。字節(jié)：8個(gè)二進(jìn)制位，是計(jì)量存儲(chǔ)容量的基本單位，英文名Byte，簡(jiǎn)稱B。1B=8bit 1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB K（千）、M（兆）、 G（千兆，吉）、T（兆兆，太拉） 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?jì)算機(jī)能識(shí)別的形式（二進(jìn)制數(shù)）存放到內(nèi)存中。常用的輸入設(shè)備有鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀、攝像頭等。 5. 輸出設(shè)備 輸出設(shè)備用數(shù)據(jù)的輸出，把各種計(jì)算結(jié)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(shè)備有顯示器、打印機(jī)

6、、繪圖儀、 音箱、投影儀等。 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大部分組成。 計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)1. 控制器控制輸入設(shè)備將數(shù)據(jù)和程序從輸入設(shè)備輸入到內(nèi)存儲(chǔ)器。2.在控制器控制下, 從存儲(chǔ)器取出指令送入控制器。3.控制器分析指令，控制運(yùn)算器、存儲(chǔ)器執(zhí)行指令規(guī)定的操作。4. 運(yùn)算結(jié)果由控制器送存儲(chǔ)器保存或送輸出設(shè)備輸出。 5.返回第 2 步，繼續(xù)取下一條指令，直至程序結(jié)束。15取出指令分析指令 執(zhí)行指令 形成下一條指令地址計(jì)算機(jī)的工作過程 16 2. 軟件(Software)：為用戶管理和使用計(jì)算機(jī)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

7、，可以存儲(chǔ)在介質(zhì)上。 將計(jì)算機(jī)中所有程序的集合稱為軟件系統(tǒng)(Software System)。 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成17系統(tǒng)軟件：系統(tǒng)軟件是支持計(jì)算機(jī)用戶能方便的使用和管理計(jì)算機(jī)的軟件。 軟件系統(tǒng)： 是對(duì)軟件集合的統(tǒng)稱,它包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。 注意兩個(gè)概念：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成操作系統(tǒng)是控制其它程序運(yùn)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(jì)算機(jī)如何完成一個(gè)具體的任務(wù)。如：Qbasic語言、C語言等。（1）系統(tǒng)軟件：文字處理軟件 Word WPS表格處理軟件 Excel輔助設(shè)計(jì)軟件 AutoCAD實(shí)時(shí)

8、控制軟件（2）應(yīng)用軟件 它是為計(jì)算機(jī)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(shí)際應(yīng)用問題而編制的專用軟件的總稱。20 3. 硬件和軟件的關(guān)系 相互依賴關(guān)系硬件是軟件的基礎(chǔ)，離開硬件，軟件無法運(yùn)行。 軟件是在硬件的基礎(chǔ)上對(duì)硬件功能的擴(kuò)充與完善。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成 計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展 1、匯編語言的出現(xiàn) 2、高級(jí)語言的出現(xiàn) 3、操作系統(tǒng)的形成 4、網(wǎng)絡(luò)軟件、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的出現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)主機(jī)外部設(shè)備系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件存儲(chǔ)系統(tǒng)中央處理器（CPU)運(yùn)算器（產(chǎn)生控制信號(hào)，控制整個(gè)計(jì)算機(jī)工作）控制器（執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算）只讀存儲(chǔ)器（ROM)隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM)輸入設(shè)備（鼠標(biāo)、鍵盤、掃描儀、手寫板、數(shù)碼相機(jī)等）輸出設(shè)備（顯示器、打印機(jī)、繪圖儀、音箱等）外存儲(chǔ)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(luò)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(cái)務(wù)軟件輔助設(shè)計(jì)軟件計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成原理簡(jiǎn)圖練習(xí)一、填空（1）內(nèi)存儲(chǔ)器一般可以分為_ 和_兩類。（2）奔騰、奔騰、奔騰、奔騰是指計(jì)算機(jī)_的型號(hào)。（3）常見的外存儲(chǔ)器有_、_和_等幾種。（4）軟