计算机文化基础 第2章

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1、第2章计算机的组成与工作原理2.1计算机的基本组成2.2计算机的软件系统2.3计算机的基本工作原理2.4微机系统的组成及主要性能指标2.5多媒体计算机的构成思考题2.1计算机的基本组成2.1.1计算机的基本组成现在各类计算机（硬件系统）都是由5大基本部件组成，它们分别是:★运算器;★控制器;★存储器;★输入设备;★输出设备。它们之间的关系如图2.2所示。外存储器输入设备内存储器输出设备运算器控制器CPU主机图2.2计算机的基本硬件结构图图2.2中的实线为控制（信息）流，虚线为数据（信息）流。2.1.2计算机各部件的主要功能1.运算器（

2、ALU:ArithmeticalandLogicalUnit）运算器的主要功能就是对二进制数据进行算术运算和逻辑运算，所以也称算术逻辑单元。2.控制器（CU：ControlUnit）控制器是整个计算机的控制枢纽，用于控制计算机各部件协调地工作。3.存储器（Memory）存储器是计算机用来存放程序和数据的记忆装置。4.输入设备（InputDevice）常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、触摸屏等。5.输出设备（OutputDevice）常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪和音响等。2.2计算机的软件系统2.2.1系统软件（System

3、Software）1．操作系统（OS：OperatingSystem）操作系统是对计算机的硬件和软件资源进行控制和管理的程序，是系统软件的核心（见图2.3）。应用软件系统软件操作系统硬件系统用户图2.3用户与计算机系统各层次之间的关系2．程序设计语言和语言处理程序人要使用计算机，就必须与计算机进行交流，要交流就必须使用“语言”，这种语言就称为计算机语言。(1)机器语言（MachineLanguage）。(2)汇编语言（AssemblyLanguage）。汇编程序汇编语言源程序机器语言目标代码链接执行（汇编）图2.4汇编过程(3)高级语

4、言（High-levelProgrammingLanguage）。编译方式是将高级语言源程序通过编译程序翻译成机器语言目标代码（见图2.5）。解释方式是通过解释程序对高级语言源程序进行逐句解释，解释一句就执行一句，但不产生机器语言目标代码（见图2.6）。(4)语言处理程序。将计算机不能直接执行的非机器语言源程序翻译成能直接执行的机器语言的语言翻译程序总称为语言处理程序。3．工具软件工具软件包括编辑、链接程序，计算机测试和诊断程序，数据库管理软件及网络软件等。编译程序高级语言源程序机器语言目标代码链接执行（编译）图2.5编译过程解释程序

5、高级语言源程序执行（解释）图2.6解释过程2.2.2应用软件（ApplicationSoftware）应用软件是为解决某种专门问题而设计的软件。它包括应用软件包和面向问题的应用软件，如办公自动化软件包Office97中包含的Word、Excel和PowerPoint，CAD、CAM及CAI软件，网络应用软件（如Outlook），以及为解决科研及生产中的实际问题而由用户设计的应用程序，均属于应用软件。2.3计算机的基本工作原理1．存储程序和程序控制计算机工作时先要把程序和所需数据送入计算机内存，然后存储起来，这就是“存储程序”的概念。运

6、行时，计算机根据事先存储的程序指令，在程序的控制下由CPU周而复始地取出指令，分析指令，执行指令，直至完成全部操作。2．二进制计算机中，程序（指令）和数据都是以二进制形式表示的。其中，数据的非数值型信息（如字符、文、字声音、图像等）要经过编码变成二进制数码。计算机只能直接执行以二进制形式表示的机器语言指令，2.4微机系统的组成及主要性能指标2.4.1微机系统的组成地址总线（AB）内存储器I/O接口外存储器I/O接口I/O设备CPU数据总线（DB）控制总线（CB）图2.7微机系统的硬件组成1．总线（Bus）一般微机的总线包括：地址总线、

7、数据总线和控制总线等3种。(1)地址总线（AB:AddressBus）:用来传送CPU寻址存储单元和外设接口的地址信息。(2)数据总线（DB:DataBus）：用于在CPU与存储器和I/O接口之间双向传送数据。(3)控制总线（CB:ControlBus）：用于传送各种控制信号。总线的性能指标主要体现在总线宽度、总线工作频率和数据传输率上，其中数据传输率是最主要的。(1)总线宽度：数据总线的数量，用bit（位）表示，如8位、16位、32位和64位。(2)数据传输率：每秒钟在总线上传输的最多字节数，它是总线工作频率与总线宽度的字节数之积。

8、如PCI总线的工作频率为33MHz，总线宽度为32位，则最大传输率为132MB/S。(3)总线工作频率：它是反映总线工作快慢的一个重要参数，它和总线宽度一起决定总线上传输信息的速率。表2.1微机总线主要性能表ISA（PC