計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與工作原理1

第一節(jié)

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成及工作原理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成及工作原理

一、計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)組成

二、計(jì)算機(jī)的工作原理一、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成中央處理器（CPU）存儲(chǔ)器主機(jī)輸入設(shè)備輸出設(shè)備外部設(shè)備系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件硬件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(驅(qū)體)(靈魂)主板硬盤(pán)

……

硬件系統(tǒng)：是構(gòu)成計(jì)算機(jī)的各種物理設(shè)備或器件的總稱，是計(jì)算機(jī)中那些看得見(jiàn)、摸得著的實(shí)體．1、計(jì)算機(jī)的硬件顯示器鍵盤(pán)鼠標(biāo)主機(jī)返回電源光驅(qū)軟驅(qū)

顯示卡網(wǎng)卡CPU

主板硬盤(pán)內(nèi)存條主機(jī)主板

主板又叫MotherBoard（母板）。它其實(shí)就是一塊電路板，上面密密麻麻都是各種電路。它可以說(shuō)是PC機(jī)的神經(jīng)系統(tǒng)，CPU、內(nèi)存、顯示卡、聲卡等等都是直接安裝在主板上的，而硬盤(pán)、軟驅(qū)等部件也需要通過(guò)接線和主板聯(lián)接。如果說(shuō)CPU是電腦的心臟，那么，主板就是血管和神經(jīng)，有了主板，電腦的CPU才能控制硬盤(pán)、軟驅(qū)等周邊設(shè)備。

中央處理器（CPU）：由控制器和運(yùn)算器構(gòu)成，它是一種超大規(guī)模的集成電路，具有運(yùn)算、處理和控制的功能，是計(jì)算機(jī)的核心部件。常用的CPU的型號(hào)有Pentium(奔騰)、AMD速龍、Core（酷睿）等等。中央處理器運(yùn)算器：是計(jì)算機(jī)的“信息加工廠”。相當(dāng)于計(jì)算機(jī)的“算盤(pán)”，用于快速高效計(jì)算?？刂破鳎合喈?dāng)于計(jì)算機(jī)的“指揮部”，下達(dá)控制命令，協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)工作整個(gè)計(jì)算機(jī)的指揮中心，它取出程序中的指令，經(jīng)分析后，便按要求發(fā)出信號(hào)，使各部分協(xié)調(diào)一致。返回運(yùn)算器+控制器=CPU存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器：分為內(nèi)存儲(chǔ)器和外存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)器，也稱內(nèi)存。相當(dāng)于計(jì)算機(jī)內(nèi)部的存儲(chǔ)中心內(nèi)存是電腦的核心部件之一，重要性僅次于CPU；是電腦的一個(gè)臨時(shí)存儲(chǔ)器，它只負(fù)責(zé)電腦數(shù)據(jù)的中轉(zhuǎn)，不能永久保存數(shù)據(jù)；存儲(chǔ)器容量的基本單位是字節(jié)（B），常見(jiàn)的容量單位有KB（千字節(jié)），MB（兆字節(jié)），GB（千兆字節(jié)），它們之間的換算關(guān)系為：1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=1024MB通常內(nèi)存容量為:512MB、1G、2G、4G內(nèi)存儲(chǔ)器內(nèi)存只讀存儲(chǔ)器（ROM）隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）ROM：它存儲(chǔ)的信息一般由計(jì)算機(jī)廠家確定，通常是計(jì)算機(jī)啟動(dòng)時(shí)的引導(dǎo)程序、系統(tǒng)的基本輸入輸出系統(tǒng)等重要信息，這些信息只能讀取，不能修改。重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī)后，ROM中的信息不會(huì)丟失RAM:主要用來(lái)隨時(shí)存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)中正在進(jìn)行處理的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)不僅允許被讀取，還允許被修改。重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī)后，RAM中的信息將全部丟失。我們平常所說(shuō)的內(nèi)存容量，指的就是RAM的容量。返回外存儲(chǔ)器外存儲(chǔ)器：主要用來(lái)存放需要保存的信息。

常用的外存儲(chǔ)器有：軟磁盤(pán)、硬磁盤(pán)、光盤(pán)、閃盤(pán)（U盤(pán)）光盤(pán)返回軟磁盤(pán)硬磁盤(pán)閃盤(pán)（U盤(pán)）掃描儀投影儀音箱麥克風(fēng)手寫(xiě)板打印機(jī)計(jì)算機(jī)的其他幫手顯示器鍵盤(pán)鼠標(biāo)輸入設(shè)備：主要作用是把程序和數(shù)據(jù)等信息轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)適用的編碼并順序送往內(nèi)存儲(chǔ)器。輸出設(shè)備：主要作用是把計(jì)算機(jī)處理的數(shù)據(jù)、計(jì)算結(jié)果等內(nèi)部信息按人們要求的形式輸出。輸入設(shè)備：鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、掃描儀、手寫(xiě)板、麥克風(fēng)輸出設(shè)備：顯示器、打印機(jī)、投影儀、音箱返回1、計(jì)算機(jī)的硬件4、練習(xí)1、一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括_______A.主機(jī)、鍵盤(pán)和顯示器B.計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備C.硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)D.系統(tǒng)軟件與應(yīng)用軟件C√課后、拓展課堂練習(xí)4、練習(xí)2、統(tǒng)一指揮和協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)工作的部件是_______A.主存儲(chǔ)器 B.硬盤(pán)C.運(yùn)算器 D.控制器D√課后、拓展課堂練習(xí)4、練習(xí)3、下列存儲(chǔ)設(shè)備中，屬于內(nèi)存儲(chǔ)器的是_______A.光盤(pán) B.U盤(pán)C.硬盤(pán) D.內(nèi)存D√課后、拓展課堂練習(xí)4、練習(xí)4、下列設(shè)備中，屬于輸入設(shè)備的有______________A.攝像頭 B.打印機(jī)C.U盤(pán) D.掃描儀E.數(shù)碼相機(jī) F.麥克風(fēng)G.觸摸屏 A、D、E、F、G√課后、拓展√√√√課堂練習(xí)4、練習(xí)5、(填空)如果讓你把一張照片輸入到計(jì)算機(jī)內(nèi)，你會(huì)選用________________；通過(guò)_____________可以使照片的內(nèi)容再現(xiàn)。課后、拓展掃描儀、數(shù)碼相機(jī)打印機(jī)、顯示器課堂練習(xí)探索活動(dòng)：利用所學(xué)知識(shí)，給自己配置一臺(tái)計(jì)算機(jī)！離開(kāi)軟件，計(jì)算機(jī)就無(wú)法工作?！败浖到y(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的靈魂”，是發(fā)揮計(jì)算機(jī)功能的關(guān)鍵，用戶通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件使用計(jì)算機(jī)，而硬件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是軟件的載體。2、計(jì)算機(jī)軟件軟件系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件2、計(jì)算機(jī)的軟件計(jì)算機(jī)軟件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中程序、數(shù)據(jù)和相關(guān)技術(shù)文檔資料的總稱．．軟件是用來(lái)指揮計(jì)算機(jī)工作的命令語(yǔ)言。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)，沒(méi)有軟件系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)稱為“裸機(jī)”。系統(tǒng)軟件是一種管理計(jì)算機(jī)硬件和為應(yīng)用軟件提供運(yùn)行環(huán)境的軟件。如常見(jiàn)的Windows98、WindowsXP、

Vista、Unix、Linux、OS/2系統(tǒng)。系統(tǒng)軟件返回應(yīng)用軟件是指在計(jì)算機(jī)硬件和系統(tǒng)軟件的支持下，為解決某一專門(mén)的實(shí)際問(wèn)題而設(shè)計(jì)的軟件。比如：office辦公軟件、flash動(dòng)畫(huà)制作軟件。應(yīng)用軟件文字處理軟件WordWPS表格處理軟件Excel輔助設(shè)計(jì)軟件AutoCADps迅雷暴風(fēng)影音應(yīng)用軟件首頁(yè)小結(jié)中央處理器（CPU）存儲(chǔ)器主機(jī)輸入設(shè)備輸出設(shè)備外部設(shè)備系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件硬件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(驅(qū)體)(靈魂)主板硬盤(pán)

……知識(shí)拓展例：想一想第一臺(tái)計(jì)算機(jī)叫什么名字？它是在哪個(gè)地方誕生？第一臺(tái)計(jì)算機(jī)的誕生世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)叫埃尼阿克(ENIAC)

1946年誕生在美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)共使用了18000個(gè)電子管、6萬(wàn)個(gè)電阻器、1萬(wàn)個(gè)電容器、6千個(gè)開(kāi)關(guān)等元件組成。耗電量為140千瓦總體積約90立方米，重達(dá)30噸，占地170平方米，需要用一間30多米長(zhǎng)的大房間才能存放。性能：運(yùn)算速度為每秒5000次加法，或者400次乘法

知識(shí)拓展從第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)面世到現(xiàn)在，計(jì)算機(jī)按照其邏輯部件的組成來(lái)化分，經(jīng)歷了4個(gè)時(shí)代的發(fā)展。第一代（1946年~1958年）：電子管階段第二代（1959年~1964年）：晶體管階段第三代（1965年~1970年）：集成電路階段

第四代（1971年~現(xiàn)在）：大規(guī)模/超大規(guī)模集成電路階段微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)知識(shí)拓展計(jì)算機(jī)的分類按規(guī)模劃分巨型機(jī)大型機(jī)小型機(jī)微型機(jī)（個(gè)人計(jì)算機(jī)，pc機(jī)，微機(jī)）高性能計(jì)算機(jī)（國(guó)防，科學(xué)計(jì)算）小型服務(wù)器知識(shí)拓展2網(wǎng)絡(luò)化分布在不同地理區(qū)域的計(jì)算機(jī)通過(guò)通信線路連成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),達(dá)到共享資源.如因特網(wǎng).1多媒體化：多媒體技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)處理聲音、圖像、文字、視頻等信息所使用的技術(shù)。如語(yǔ)音輸入、數(shù)字電影、網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議。2計(jì)算機(jī)的發(fā)展方向目前計(jì)算機(jī)有以下幾個(gè)主要的發(fā)展方向:知識(shí)拓展4

巨型化運(yùn)算速度更高,存儲(chǔ)容量更大,功能更強(qiáng)的巨型機(jī).(天文研究.飛機(jī)設(shè)計(jì)等)5微型化計(jì)算機(jī)普及家庭生活,微型機(jī)已從臺(tái)式發(fā)展到掌上機(jī).(家用電器等)3智能化計(jì)算機(jī)具有更多的類似人的智能.如會(huì)學(xué)習(xí),會(huì)判斷和思考等.知識(shí)拓展計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)知識(shí)拓展計(jì)算機(jī)是一種高度自動(dòng)化的信息處理設(shè)備。主要特點(diǎn)有：運(yùn)算速度快；自動(dòng)連續(xù)的高度計(jì)算；計(jì)算精度高；記憶能力強(qiáng)，存儲(chǔ)容量大；可靠的邏輯判斷能力；可靠性高，通用性強(qiáng)。二、計(jì)算機(jī)處理信息的過(guò)程

例：一道數(shù)學(xué)題：5+3=?想一想計(jì)算機(jī)是如何計(jì)算并且得出結(jié)果的？思考：計(jì)算機(jī)哪些硬件參與了工作？馮·諾依曼：馮·諾依曼（JohnvonNeumann，1903－1957），美籍匈牙利人，他參與了世界第一臺(tái)電子計(jì)算ENIAC計(jì)算機(jī)的研制工作，是他奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)又稱馮·諾依曼結(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)之一：就是計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)由運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、控制器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備五大部件組成。當(dāng)前最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)都采用的是馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)。所以馮·諾依曼是當(dāng)之無(wú)愧的數(shù)字計(jì)算機(jī)之父。拓展：馮·諾依曼結(jié)構(gòu)“馮·諾依曼計(jì)算機(jī)工作原理”：

1.計(jì)算機(jī)完成任務(wù)是由事先編號(hào)的程序完成的；2.計(jì)算機(jī)的程序被事先輸入到存儲(chǔ)器中，程序運(yùn)算的結(jié)果，也被存放在存儲(chǔ)器中。

3.計(jì)算機(jī)能自動(dòng)連續(xù)地完成程序。

4.程序運(yùn)行的所需要的信息和結(jié)果可以通過(guò)輸入\輸出設(shè)備完成。

5.計(jì)算機(jī)由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備所組成；一、概述1、計(jì)算機(jī)

數(shù)據(jù)流控制流

輸入設(shè)備輸出設(shè)備控制器運(yùn)算器存儲(chǔ)器馮·喏依曼思想：計(jì)算機(jī)應(yīng)由五大模塊組成；程序與數(shù)據(jù)一樣存放在內(nèi)存；指令在存儲(chǔ)器中按執(zhí)行順序存放；機(jī)器以運(yùn)算器為中心。它的功能是算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算它的作用是控制整個(gè)計(jì)算機(jī)的各個(gè)部件有條不紊的工作存儲(chǔ)器分為內(nèi)存儲(chǔ)器和外存儲(chǔ)器兩種，內(nèi)存用于存放要執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)。用來(lái)接收用戶輸入的數(shù)據(jù)和程序，并將它們轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制編碼存放到內(nèi)存中