計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成和工作原理課件

1、第1章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成和工作原理教學(xué)重點(diǎn)：計(jì)算機(jī)的組成教學(xué)難點(diǎn)：計(jì)算機(jī)的工作原理授課課時(shí)：1學(xué)時(shí)第1頁(yè)，共14頁(yè)。 運(yùn)算器 中央處理器 主 機(jī) 控制器 內(nèi)存儲(chǔ)器 硬件 外存儲(chǔ)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(yǔ)言處理程序 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 軟件 科學(xué)計(jì)算程序 信息管理程序 應(yīng)用軟件 輔助設(shè)計(jì)程序 文字處理程序 過(guò)程控制程序等計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 2.1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成2.1.1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述圖1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成第2頁(yè)，共14頁(yè)。硬件：是組成計(jì)算機(jī)的物理設(shè)備的總稱，由各種器件和電子線路組成。是計(jì)算機(jī)進(jìn)行工作的物質(zhì)基礎(chǔ)。軟件：是在硬件設(shè)備上運(yùn)行的各種程序以及有關(guān)資料的總稱?！奥銠C(jī)”

2、：沒(méi)有軟件的計(jì)算機(jī)通常稱為“裸機(jī)”。計(jì)算機(jī)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(chǔ)第3頁(yè)，共14頁(yè)。裸機(jī)操作系統(tǒng)各種語(yǔ)言處理程序各種實(shí)用程序軟件包用戶圖2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次圖2.1.2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次關(guān)系第4頁(yè)，共14頁(yè)。2.3.1 計(jì)算機(jī)軟件概述 軟件：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各程序、有關(guān)文件及運(yùn) 行時(shí)所需的數(shù)據(jù)的總稱。 程序：是指以計(jì)算機(jī)可以識(shí)別和執(zhí)行的操作 表示的處理步驟。 文檔：是指用自然語(yǔ)言或者形式化語(yǔ)言所編寫的用來(lái)描述程序內(nèi)容、組成、設(shè)計(jì)、功能、規(guī)則、開(kāi)發(fā)情況、測(cè)試結(jié)構(gòu)和使用方法的文字資料和圖表。2.3 計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)第5頁(yè)，共14頁(yè)。2.3.3 計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展

3、 1、匯編語(yǔ)言的出現(xiàn) 2、高級(jí)語(yǔ)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(kù)管理系統(tǒng)的出現(xiàn)第6頁(yè)，共14頁(yè)。 2.3.4 計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的發(fā)展 計(jì)算機(jī)語(yǔ)言就是用戶用來(lái)編寫程序的語(yǔ)言，它是人們與計(jì)算機(jī)之間交換信息的工具，實(shí)際上也是人們指揮計(jì)算機(jī)工作的工具。 計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的發(fā)展分為4個(gè)階段： 機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言、高級(jí)語(yǔ)言和智能性語(yǔ)言。第7頁(yè)，共14頁(yè)。(1) 第一代語(yǔ)言機(jī)器語(yǔ)言定義：是最初級(jí)且依賴于硬件的語(yǔ)言。是由0和1組成的二進(jìn)制代碼表示的語(yǔ)言，是計(jì)算機(jī)唯一能直接識(shí)別并執(zhí)行的語(yǔ)言。特征：“面向機(jī)器”的語(yǔ)言，可以被計(jì)算機(jī)直接接收?qǐng)?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(yè)，共14頁(yè)

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

5、能性語(yǔ)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(kù)管理系統(tǒng)等領(lǐng)域。第11頁(yè)，共14頁(yè)。3. 指令系統(tǒng)：計(jì)算機(jī)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(chǔ)單元之間、存儲(chǔ)單元與存儲(chǔ)單元之間的數(shù)據(jù)傳輸。運(yùn)算類指令：算術(shù)運(yùn)算指令和邏輯運(yùn)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(jī)與外設(shè)之間交換信息、用于控制外設(shè)的工作、測(cè)試外設(shè)狀態(tài)和輸入/輸出數(shù)據(jù)。第12頁(yè)，共14頁(yè)。2.4.2 儲(chǔ)存程序原理 程序存儲(chǔ)在內(nèi)存中。計(jì)算機(jī)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