計算機系統(tǒng)組成和工作原理課件

1、第1章 計算機系統(tǒng)的組成和工作原理教學(xué)重點：計算機的組成教學(xué)難點：計算機的工作原理授課課時：1學(xué)時第1頁，共14頁。 運算器 中央處理器 主 機 控制器 內(nèi)存儲器 硬件 外存儲器 外部設(shè)備 輸入設(shè)備 輸出設(shè)備 操作系統(tǒng) 系統(tǒng)軟件 語言處理程序 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 軟件 科學(xué)計算程序 信息管理程序 應(yīng)用軟件 輔助設(shè)計程序 文字處理程序 過程控制程序等計算機系統(tǒng) 2.1 計算機系統(tǒng)的組成2.1.1 計算機系統(tǒng)概述圖1 計算機系統(tǒng)的基本組成第2頁，共14頁。硬件：是組成計算機的物理設(shè)備的總稱，由各種器件和電子線路組成。是計算機進行工作的物質(zhì)基礎(chǔ)。軟件：是在硬件設(shè)備上運行的各種程序以及有關(guān)資料的總稱?！奥銠C”

2、：沒有軟件的計算機通常稱為“裸機”。計算機能夠完成的基本操作和主要功能： 1、輸入 2、處理 3、輸出 4、存儲第3頁，共14頁。裸機操作系統(tǒng)各種語言處理程序各種實用程序軟件包用戶圖2 計算機系統(tǒng)層次圖2.1.2 計算機系統(tǒng)的層次關(guān)系第4頁，共14頁。2.3.1 計算機軟件概述 軟件：計算機系統(tǒng)中各程序、有關(guān)文件及運 行時所需的數(shù)據(jù)的總稱。 程序：是指以計算機可以識別和執(zhí)行的操作 表示的處理步驟。 文檔：是指用自然語言或者形式化語言所編寫的用來描述程序內(nèi)容、組成、設(shè)計、功能、規(guī)則、開發(fā)情況、測試結(jié)構(gòu)和使用方法的文字資料和圖表。2.3 計算機軟件系統(tǒng)第5頁，共14頁。2.3.3 計算機軟件的發(fā)展

3、 1、匯編語言的出現(xiàn) 2、高級語言的出現(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)第6頁，共14頁。 2.3.4 計算機語言的發(fā)展 計算機語言就是用戶用來編寫程序的語言，它是人們與計算機之間交換信息的工具，實際上也是人們指揮計算機工作的工具。 計算機語言的發(fā)展分為4個階段： 機器語言、匯編語言、高級語言和智能性語言。第7頁，共14頁。(1) 第一代語言機器語言定義：是最初級且依賴于硬件的語言。是由0和1組成的二進制代碼表示的語言，是計算機唯一能直接識別并執(zhí)行的語言。特征：“面向機器”的語言，可以被計算機直接接收執(zhí)行。由它編寫的程序不易閱讀，而且指令代碼不易記憶。 第8頁，共14頁

4、。(2)第二代語言匯編語言定義：是用字母和符號等助記符表示指令和操作數(shù)地址的計算機語言,又稱為符號語言。特征：便于閱讀和書寫，編程速度、檢查調(diào)試有進步，但仍然是“面向機器”的語言，但計算機不能識別和直接運行匯編程序。 機器語言和匯編語言都是面向機器的語言，一般稱為低級語言。 第9頁，共14頁。 (3)第三代語言高級語言定義：人工創(chuàng)造的各種計算機都通用的、接近于人類“自然語言”的程序設(shè)計語言，又稱“算法語言”。特征：各種計算機都通用，源程序必須翻譯成二進制代碼方可執(zhí)行，面向過程的語言，不依賴于機器。獨立于計算機的硬件，各類計算機都通用，易于人們的理解和掌握。第10頁，共14頁。(4)第四代語言智

5、能性語言特征：具有一定的智能。 重要應(yīng)用于商品化人工智能系統(tǒng)、專家系統(tǒng)和面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等領(lǐng)域。第11頁，共14頁。3. 指令系統(tǒng)：計算機所能執(zhí)行的全部指令的集合。指令的分類 按功能劃分為4類:數(shù)據(jù)傳輸類指令：包括寄存器與寄存器之間、寄存器與存儲單元之間、存儲單元與存儲單元之間的數(shù)據(jù)傳輸。運算類指令：算術(shù)運算指令和邏輯運算指令。程序控制類指令：用于控制程序的流向，包括轉(zhuǎn)移指令、轉(zhuǎn)子指令、中斷指令等。輸入輸出類指令（I/O指令）：用于主機與外設(shè)之間交換信息、用于控制外設(shè)的工作、測試外設(shè)狀態(tài)和輸入/輸出數(shù)據(jù)。第12頁，共14頁。2.4.2 儲存程序原理 程序存儲在內(nèi)存中。計算機執(zhí)行程序，就是從內(nèi)存中讀出一條指令到CPU內(nèi)執(zhí)行，執(zhí)行完后