随着计算机技术的发展

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1、随着计算机技术的发展，计算机应用已渗透到我们工作和生活的周围。为了更好地使用计算机，必须了解计算机的系统组成、工作原理、计算机的数制和信息表示等计算机的基础知识。 计算机系统的组成    一个完整的计算机系统是由硬件系统和软件系统两部分组成的，见下图。 计算机系统的硬件组成 运算器    运算器的主要功能是算术运算和逻辑运算。计算机中最主要的工作是运算，大量的数据运算任务是在运算器中进行的。    运算器又称算术逻辑单元（ArithmeticandlogicUnit，简称ALU）。     控制器    控制器是计算机的神经中枢和指挥中心，只有在

2、它的控制之下整个计算机才能有条不紊地工作，自动执行程序。控制器的功能是依次从存储取出指令、翻译指令、分析指令、向其他部件发出控制信号、指挥计算机各部件协同工作。    控制器由程序计数器（PC）、指令寄存器（IP）、指令译码器（ID）、时序控制电路以及微操作控制电路等组成。     存储器内存储器    内存储器简称内存（又称主存）。用户通过输入设备输入的程序和数据最初送入内存，控制器执行的指令和运算器处理的数据取自内存，运算的中间结果和最终结果保存在内存中，输出设备输出的信息来自内存，内存中的信息如要长期保存应送到外存储器中。总之，内存要与计算

3、机的各个部件打交道，进行数据传送。因此，内存的存取速度直接影响计算机的运算速度。外存储器    外存储器设置在主机外部，简称外存（又称辅存）。常用的外存是磁盘、磁带、光盘等。    外存与内存有许多不同之处。一是外存不怕停电。如磁盘上的信息可以保持几年，甚至几十年，CD-ROM可以永久保存。二是外存的容量不像内存那样受多种限制，可以大得多，如当今硬盘的容量有50GB、60GB等。三是外存速度慢，内存速度快。    由于外存储器安装在主机外部，所以也可以归属外部设备。存储器的有关术语简述如下：·位（Bit）：代码只有"0"和"1"，在CPU中都是一

4、位。·字节（Byte）：8个二进制位为一个字节。为了便于衡量存储器的大小，统一以字节（Byte简写为B）为单位。容量一般用KB、MB、GB、TB来表示，它们之间的关系是1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=1024MB，1TB=1024GB，其中1024=210。·字长：CPU在单位时间内(同一时间)能一次处理的二进制数的位数叫字长。所以32位的CPU就能在单位时间内处理字长为32位的二进制数据。·地址（address）：在微机中，整个内存被分成一个个字节，每个字节都有一个唯一的地址来标识。     输入设备    输入设备用来接受用

5、户输入的原始数据和程序，并将它们转变为计算机可以识别的形式（二进制）存放到内存中。常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、光笔、数字化仪、麦克风等。     输出设备    输出设备用于将存放在内存中由计算机处理的结果转变为人们所能接受的形式。常用的输出设备有：显示器、打印机、绘图仪、音响等。 计算机的指令系统     指令的组成    指令是能被计算机识别并执行的二进制代码，它规定了计算机能完成的某一种操作。一条指令通常由两个部分组成：    操作码    操作数操作码：指明该指令要完成的操作的类型或性质。操作数：指明操作对象的内容或所在的单元地址

6、。     指令的功能    一台计算机的所有指令的集合，称为该计算机的指令系统。不同的计算机类型，指令系统的指令条数有不同。但无论哪种类型计算机的计算机，指令系统都应具有以下功能的指令：数据传送指令：将数据在内存与CPU之间进行传送。数据处理指令：数据进行算术、逻辑或关系运算程序控制指令：控制程序中指令的执行顺序。输入输出指令：用来实现外部设备与主机之间的数据传输。其它功能指令：对计算机的硬件进行管理等。 计算机的工作原理    计算机的工作过程实际上是快速地执行指令的过程。当计算机在工作时，有两种信息在执行指令的过程中流动：数据流和控制流。 

7、   数据流是指原始数据、中间结果、结果数据、源程序等。控制流是由控制器对指令进行分析、解释后向各部件发出的控制命令，指挥各部件协调地工作。 指令的执行过程（1）取指令按照指令计数器中的地址，从内存储器中取出指令并送往指令寄存器。（2）分析指令对指令寄存器中存放的指令进行分析，由译码器对操作码进行译码，将指令的操作码转换成相应的控制电位信号；由地址码确定操作数地址。（3）执行指令由操作控制线路发出完成该操作所需要的一系列控制信息，去完成该指令所要求的操作。（4）下一指令一条指令执行完成，指令计数器加1或将转移地址码送入程序计数器，然后回到（1）。

8、一条指令执行过程如下（重复演示）：