计算机组成与基本工作原理ppt课件.ppt

《计算机组成与基本工作原理ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、计算机系统组成与基本工作原理计算机系统结构JohnvonNeumann冯诺依曼1949EDSAC一、计算机工作原理冯·诺依曼计算机——存储程序工作原理计算机的两个基本能力：一是能够存储程序，二是能够自动地执行程序。计算机是利用“存储器”（内存）来存放所要执行的程序的，而称之为CPU的部件可以依次从存储器中取出程序中的每一条指令，并加以分析和执行，直至完成全部指令任务为止。程序和指令指令是一组计算机能识别并能执行的各种基本操作命令。所有的指令的集合称为计算机的指令系统。程序是为完成某项工作而用某种计算机语言编写的一组指令的集合。机器指令格式操作码操作数机器执行什么操

2、作执行对象（具体数、存放位置）PC+1计算机执行指令的过程：将要执行的指令从内存调入CPU，由CPU对该条指令进行分析译码，判断该指令所要完成的操作，然后向相应部件发出完成操作的控制信号，从而完成该指令的功能。程序的执行过程：CPU从内存中读取一条指令到CPU内执行，该指令执行完，再从内存读取下一条指令到CPU内执行。CPU不断地读取指令、执行指令，直至执行完所有的指令。整个过程由计算机协同操作完成。计算机工作原理二、计算机硬件系统一台计算机应由五个基本部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。这五大部分通过系统总线完成指令所传达的操作。计算机硬件系统基

3、本结构微型计算机的硬件组成主机是包含电源、存储设备和电路板的机箱，其中电路板上有计算机的主处理器和内存。显示器是计算机的主要输出设备，它将来自计算机显卡的电信号转换为屏幕上的彩色亮点，从而形成图像。硬盘驱动器一般安装在系统单元内，当其工作时，机箱上的指示灯会亮。软盘驱动器将数据写到软盘上，当其工作时，其指示灯就亮，警告用户此时不要取出软盘。CD-ROM和DVD驱动器采用激光技术从光盘上读取数据。鼠标是一种输入指示设备，帮助用户操作对象并选择菜单项。键盘作为多数计算机的主要输入设备。声卡位于系统单元内，提供到扬声器、麦克风和耳机的连接。1、主机主机是计算机系统的核心，

4、主要由中央处理器（CPU）、内存、输入输出设备接口（I/O接口）、总线和扩展槽等构成，通常被封装在主机箱内。主机机箱外观图（1）主板主板(MotherBoard,mainBoard,SystemBoard)是微型计算机中最大的一块集成电路板，是其它部件和外部设备的连接载体。（2）中央处理器中央处理器CPU（CentralProcessingUnit）又称中央处理单元。CPU由控制器和运算器组成，通常集中在一块芯片上，是计算机系统的核心设备。计算机以CPU为中心，输入和输出设备与存储器之间的数据传输和处理都通过CPU来控制执行。中央处理器组成之控制器控制器是对输入的指

5、令进行分析，并统一控制计算机的各个部件完成一定的任务的部件。它一般由指令寄存器、指令译码器、时序电路和控制电路组成。运算器运算器又称算术逻辑单元ALU（ArithmeticLogicUnit）。运算器的主要任务是执行各种算术运算和逻辑运算。计算机所完成的全部运算都是在运算器中进行的，根据指令所规定的寻址方式，运算器从存储器或寄存器中取得操作数，进行计算后，送回到指令所指定的寄存器中。运算器的核心部件是加法器和若干个寄存器，加法器用于运算，寄存器用于存储参加运算的各种数据以及运算后的结果。中央处理器CPUCPU是计算机的心脏，用来实现程序控制功能（自动从内存中读入指令

6、和自动执行指令）。CPU结构示意图地址总线标志寄存器指令寄存器数据暂存器控制电路指令译码器地址寄存器指令指针寄存器R1R2R3R4寄存器组运算器PC数据总线控制总线ALU存储器是一种具有保存和存取信息（程序、数据）的设备/器件，是计算机系统不可或缺的资源。现代微型计算机的存储系统结构：高速缓存--主存--外存为什么采用这种结构？指令执行速度依赖于内存读写速度高速CPU需配置高速内存大软件需配置大容量内存高速度低成本大容量（3）存储器与存储系统矛盾CPU高速缓存M1M2...Mn外存2外存1...外存n主存外存寄存器SRAMDRAM硬盘、光盘、U盘等信息的存储单位位（

7、Bit）：度量数据的最小单位字节（Byte）：最常用的基本单位K字节1K=1024byteM（兆）字节1M=1024KG（吉）字节1G=1024MT（太）字节1T=1024Gb7b6b5b4b3b2b1b010010101=27+24+22+20=149认识计算机内存与处理器直接相连的存放数据的器件称为内存，不直接与处理器相连的介质如磁盘称为外存。随机存取存储器RAM存放操作系统指令、软件指令、处理数据，分为DRAM和SRAM。特点：可以读写，存取任一单元所需的时间相同，通电时存储器内的内容可以保持，断电后，存储的内容立即消失。虚拟内存计算机使用磁盘空间来模拟内