最新第2章计算机系统教学讲义ppt课件.ppt

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1、第2章计算机系统主要内容2.1计算机的硬件系统2.2计算机的软件系统2.3微型计算机及其硬件系统2系统软件应用软件计算机系统分为：硬件+软件硬件软件32.1.2计算机硬件的组成从1946年第一台计算机诞生至今，虽然计算机硬件的结构和制造技术都有很大发展，但都没有脱离冯·诺依曼型计算机的基本思想，即计算机硬件由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成。从计算机系统的角度看，计算机的硬件也可以描述成：主机+外部设备7冯.诺依曼思想：二进制存储程序五大模块存储器数据流控制流运算器外存储器输出设备内存储器输入设备控制器5个基本功能部件的相互关系8计算机硬

2、件：主机+外设主机外设输入设备输出设备外存设备网络设备92.1.2计算机硬件的组成1．运算器运算器是进行算术运算和逻辑运算的部件，主要由算术逻辑单元和一组寄存器组成。在控制器的控制下，它对取自内存储器或寄存器组中的数据进行算术或逻辑运算，再将运算的结果送到内存储器或寄存器组中。2．控制器控制器的功能是控制计算机各部件协调工作而自动执行程序。计算机要自动执行一个程序，就是在控制器的控制下，从第一条指令开始，逐条读取指令、分析指令、执行指令直至执行到程序的最后一条停机指令即完成程序。控制器和运算器合在一起称为中央处理单元（CentralProcessing

3、Unit，CPU），它是计算机的核心部件。10处理器—控制器和运算器处理器控制器运算器控制整个计算机所有部件的工作执行算术运算和逻辑运算五大模块之一五大模块之二112.1.2计算机硬件的组成3．存储器（1）内存储器内存储器可以与CPU直接进行信息交换，用于存放当前CPU要用的数据和程序，存取速度快、价格高、存储容量较小。内存储器与CPU构成了主机。（2）外存储器外存储器用来存放要长期保存的程序和数据，属于永久性存储器，需要时应先调入内存。相对内存而言外存的容量大、价格低，但存取速度慢，它连在主机之外故称外存。4．输入设备输入是指利用某种设备将数据转换成

4、计算机可以接收的编码的过程，所使用的设备称为输入设备。5．输出设备输出设备的任务是将信息传送到中央处理机之外的介质上，以人们或其他机器所能接受的形式输出。12存储器存储器是计算机存储数据和程序的记忆单元集合，每个记忆单元由8位二进制位组成，可读写其中的数据。存储器存储器通常分为内存储器和外存储器存放大量信息的外存储器信息交流中心内存储器五大模块之三13内存储器的分类及应用内存由半导体存储器芯片组成，芯片有多种类型：半导体存储器只读存储器(ROM)随机存取存储器(RAM)静态随机存取存储器SRAM动态随机存取存储器DRAM不可在线改写内容的ROM快擦除存

5、储器（FlashROM）（用作Cache存储器）（用作主存储器）每个存储单元(cell)由6个晶体管组成只要加上电源，信息就能一直保持对电器干扰相对不很敏感比DRAM更快，也更贵每个存储单元由1个电容和1个晶体管组成.每10-100ms必须刷新一次对电器干扰比较敏感比SRAM慢，但便宜（用作BIOS存储器）(图形卡、硬盘控制器)14每个记忆单元由8位二进制位组成。1KB=210B=1024B1MB=210KB=1024KB1GB=210MB=1024MB1TB=210GB=1024GB字节BYTE76543210位Bit15输入输出设备常用输入设备：键

6、盘、鼠标、扫描仪、光笔、数字化仪等。常用输出设备：显示器、打印机、绘图仪等。五大模块之四、五16硬件系统计算机硬件系统组成主机外部设备中央处理器内存储器控制器运算器外存储器输入设备输出设备2.1.2计算机硬件的组成172.1.3计算机的工作原理指令和程序在计算机中的执行过程要执行程序，首先将程序和程序所操作的数据放入内存。执行程序就是依次执行组成程序的一条条指令。计算机在执行程序中的每条指令时，先将要执行的指令从内存中取出到CPU内，然后通过控制器对该指令进行分析译码，判断该指令要完成的操作，最后向相关部件发出完成该指令的控制信号以完成相应的操作。内存

7、CPU指令取指周期:执行周期:有关部件动作CPU译码控制信号18指令是什么？指令就是命令，它用来规定CPU执行什么操作。指令是构成程序的基本单位，程序是由一连串指令组成的指令采用二进位表示，大多数情况下，指令由两个部分组成：操作码操作数地址指出CPU应执行何种操作的一个命令词，例如加、减、乘、除、取数、存数等指出该指令所操作(处理)的数据或者数据所在位置举例:100206把02存储单元和06存储单元中的内容相加，和数保存在02单元2.1.3计算机的工作原理19CPU的结构和任务CPU主要由运算器、控制器和寄存器组3个部分组成CPU的任务：取指令并完成指

8、令所规定的操作寄存器组运算器中央处理器指令计数器指令寄存器控制器数据程序指令1指令2指令k指令