3.1 计算机简单工作原理
计算机组成原理教案(第三章)
3.主存物理地址的存储空间分布
以奔腾PC机主存为例，说明主存物理地址的存储空间概念
3.3.1只读存储器
1.ROM的分类
只读存储器简称ROM，它只能读出，不能写入。它的最 大优点是具有不易失性。
根据编程方式不同，ROM通常分为三类：
只读存 储器
定
义
优
点
缺
点
掩模式
数据在芯片制造过程中就 确定
可靠性和集成度高，价 不能重写 格便宜
存储 周期 存储 器带 宽
连续启动两次操作所需 间隔的最小时间
单位时间里存储器所存 取的信息量,
主存的速
度
数据传输速率 位/秒，字 技术指标 节/秒
3.2.1 SRAM存储器
1.基本存储元
六管SRAM存储元的电路图及读写操作图
2.SRAM存储器的组成
SRAM存储器的组成框图
存储器对外呈现三组信号线，即地址线、数据线、读/写控制线
主存地址空间分布如图所示。
3.3.2闪速存储器
1.什么是闪速存储器
闪速存储器是一种高密度、非易失性的读/写半导体存储器
2.闪速存储器的逻辑结构
28F256A的逻辑方框图
3.闪速存储器的工作原理
闪速存储器是在EPROM功能基础上增加了电路的电擦除和重新 编程能力。 28F256A引入一个指令寄存器来实现这种功能。其作用是： (1)保证TTL电平的控制信号输入； (2)在擦除和编程过程中稳定供电； (3)最大限度的与EPROM兼容。 当VPP引脚不加高电压时，它只是一个只读存储器。 当VPP引脚加上高电压时，除实现EPROM通常操作外，通过指 令寄存器，可以实现存储器内容的变更。 当VPP=VPPL时，指令寄存器的内容为读指令，使28F256A成 为只读存储器，称为写保护。
计算机科学概论重点
《计算机科学概论》知识梳理1.1 学生应具备的素质和能力•5个方面的能力–自学能力–自控能力–创新能力–表达能力–组织能力1.1 学生应具备的素质和能力•计算机专业人才的“专业基本能力”归纳为四个方面：一是计算思维能力；二是算法设计与分析能力；三是程序设计与实现能力；四是计算系统的认知、开发及应用能力。
其中，科学型人才以第一、第二种能力为主，以第三、第四种能力为辅；工程型和应用型人才则以第三、第四种能力为主，以第一、第二种能力为辅。
在计算机专业背景中知识、能力与素质三者之间的关系•大学生的主要任务是学习知识、提高能力和培养素质，为事业的成功及个人才智的展现做好充分准备。
•能力主要包括自学能力、自控能力、创新能力、表达能力和组织能力，素质主要包括品德素质、文化素质、心理素质、专业素质和身体素质。
•计算机专业的学生，在比较扎实的掌握计算机基本理论、基本知识及先进的软硬件开发环境的基础上，要具备较好的程序设计能力、较强的系统开发及维护能力、较强的网络组建及维护能力，了解计算机领域的发展趋势。
•计算机专业是一个实践性很强的专业，在学好理论知识的同时，一定要重视实践知识的学习，注重提高实践能力和创新能力。
1.2 计算机专业知识体系•公共基础知识模块主要开设树立科学的世界观、培养高尚的道德情操和良好的心理素质、增强法制观念等方面的课程，大学语文、大学英语、大学体育等课程也属于该模块。
•学科基础知识模块主要开设数学和电子学方面的课程等主要学科基础课程的知识点。
专业知识模块主要开设硬件类课程和软件类课程。
1.3 计算机专业实践教学体系•实践教学的形式–课程实验–课程设计–科研训练–毕业设计与毕业论文1.3 计算机专业实践教学体系•1·3·1 课程实验–与理论教学课程配合的实验课程，主要是以单元实验为主，辅以适当的综合性实验。
–单元实验是为理解某个知识点而设计的实验项目，综合性实验是为综合理解多个知识点而设计的实验项目。
第3章_计算机硬件-大学计算机(第4版)-高敬阳-清华大学出版社
3.1 冯诺依曼模型
用一个算盘，一张纸，一支笔来计算 y=ax+b-c这个题目
算盘计算中用到：
1)纸:用于存储解题的原 始信息;
计算机与算盘类似相应部件
1)运算器:在计算机中 相当于算盘功能的部件；
2)存储器:在计算机中 相当于纸那样具有“记忆” 功能的部件;
2)算盘:用于对数据进行加、
3.2 计算机硬件组成 3.2.2 存储器
3.2 计算机硬件组成
3.2.2 存储器
内存储器的主要性能指标： （1）存储容量。 （2）存取时间：又称存储访问时间，是指从启动一次存储
器操作到完成该操作所经历的时间。通常用存取时间 的倒数来表示速度，如存取时间6ns的内存实际频率为 1/6ns=166MHz。 （3）存储周期：是指连续启动两次读操作所需间隔的最小 时间。通常，存储周期略大于存取时间。 （4）存储器带宽：是单位时间里存储器所存取的信息量， 通常以“位每秒”或“字节每秒”为单位。
3.2 计算机硬件组成
3.2.2 存储器
目前主要采用DRAM作为主存。在高、中档微机系统 中， DRAM芯片不是直接安装在主板上，而是由若干 DRAM芯片构成内存条,插入主板上的内存插槽使用。
内存条规格有多种，容量是其主要指标。目前主流的 内存为8GB/条，也有16GB/条的。主板上的内存条插槽数 一般为1—4个。主存的容量可以根据用户需要配置。
3.2 计算机硬件组成 3.2.2 存储器
CPU、内存、外存 运算性能比较 :
CPU
运
cache
算
速
主存（内存）
度
依
次 降
硬盘
IDE
低
IDE
光驱
计算机简单工作原理教案
计算机简单工作原理教案一、教学目标1. 理解计算机的基本工作原理。
2. 掌握计算机的组成部分及其功能。
3. 理解计算机的工作流程。
二、教学内容1. 计算机的基本概念和定义。
2. 计算机的组成部分及其功能。
3. 计算机的工作原理和工作流程。
三、教学步骤及内容1. 引入（约5分钟）介绍计算机在现代社会中的重要性和广泛应用，并提出学习计算机工作原理的重要性。
2. 计算机的基本概念和定义（约10分钟）2.1 计算机的定义：计算机是一种能够按照指令执行数据处理任务的电子设备。
2.2 计算机的基本概念：硬件和软件。
2.3 计算机的分类：个人计算机、服务器、超级计算机等。
3. 计算机的组成部分及其功能（约30分钟）3.1 中央处理器（CPU）：负责执行指令和控制计算机的运行。
3.2 存储器：用于存储数据和程序。
3.3 输入设备：用于将外部信息输入到计算机中。
3.4 输出设备：用于将计算机处理的结果输出给用户。
3.5 辅助存储设备：用于长期存储大量数据和程序。
4. 计算机的工作原理和工作流程（约45分钟）4.1 计算机的工作原理：输入、处理、输出。
4.2 计算机的工作流程：4.2.1 输入阶段：将外部信息通过输入设备输入到计算机中。
4.2.2 处理阶段：CPU根据指令对输入数据进行处理。
4.2.3 输出阶段：将处理结果通过输出设备呈现给用户。
5. 总结与拓展（约10分钟）5.1 总结计算机的基本工作原理和组成部分。
5.2 拓展：介绍计算机的发展历程和未来发展趋势。
四、教学资源1. 计算机硬件和软件示意图。
2. 计算机组成部分的实物模型或图片。
3. 多媒体投影仪、电脑和幻灯片。
五、教学评估1. 学生的参与度和反馈。
2. 学生对计算机工作原理的理解程度。
3. 学生对计算机组成部分及其功能的掌握程度。
4. 学生对计算机工作流程的理解和应用能力。
六、教学延伸1. 组织学生参观计算机实验室，让学生亲自操作计算机，加深对计算机工作原理的理解。
计算机运算原理
计算机运算原理
计算机运算原理是指计算机进行数据处理和运算的基本原理。
计算机运算是通过执行一系列的算术和逻辑操作来实现的。
首先，计算机运算需要使用二进制数来表示和处理数据。
在计算机中，所有的数据都是以二进制形式表示的，其中0和1分别表示逻辑上的“假”和“真”。
其次，计算机运算包括算术运算和逻辑运算。
算术运算是指对数据进行加、减、乘、除等数学运算，而逻辑运算是通过对数据进行与、或、非等逻辑运算来实现不同的逻辑结果。
计算机运算需要使用运算器和控制器来完成。
运算器包括算术逻辑单元(ALU)和寄存器，它们负责进行具体的运算操作，如加法、乘法等。
控制器负责控制和协调运算器的工作，它根据程序中的指令来决定何时执行什么样的运算操作。
计算机运算过程中使用的指令集是通过指令和数据组成的。
指令是计算机执行某个操作的命令，数据则是指令操作的对象。
计算机通过解码指令，提取操作码和操作数，并根据操作码指示的操作对操作数进行相应的处理。
最后，计算机运算还需要考虑数据的存储和传输。
计算机内部的数据存储是通过寄存器和内存来实现的，而数据的传输则需要使用总线进行。
总线是计算机各个部件之间传输数据和信号的通道，它包括数据总线、地址总线和控制总线等。
通过运算器和控制器的协调工作，计算机能够实现各种复杂的运算和处理任务。
计算机运算原理的理解和掌握对于深入了解计算机工作原理和优化程序性能具有重要意义。
计算机简单工作原理教案
计算机简单工作原理教案标题：计算机简单工作原理教案引言概述：计算机是现代社会不可或者缺的工具，了解计算机的工作原理对于提高计算机应用能力至关重要。
本文将介绍一份简单的计算机工作原理教案，匡助初学者快速掌握计算机的基本原理。
一、计算机的基本组成部份1.1 中央处理器（CPU）：负责执行计算机程序中的指令，是计算机的大脑。
1.2 内存（RAM）：存储计算机程序和数据，是CPU进行计算的暂时存储器。
1.3 硬盘：存储长期数据，包括操作系统、应用程序和用户文件。
二、计算机的工作原理2.1 数据输入：用户通过输入设备（键盘、鼠标等）将数据输入到计算机中。
2.2 数据处理：CPU根据程序指令对输入的数据进行处理，包括算术运算、逻辑运算等。
2.3 数据输出：处理后的数据通过输出设备（显示器、打印机等）呈现给用户。
三、计算机的运行过程3.1 启动过程：用户按下电源按钮后，计算机会进行自检、加载操作系统等启动过程。
3.2 程序执行：用户运行程序时，CPU会根据程序指令逐步执行，直至程序结束。
3.3 关机过程：用户关闭计算机时，系统会保存数据、关闭程序，并最终关闭计算机。
四、计算机的存储方式4.1 内存存储：RAM用于暂时存储程序和数据，速度快但容量有限。
4.2 硬盘存储：硬盘用于长期存储数据，容量大但速度较慢。
4.3 光盘存储：光盘用于备份数据或者安装软件，容量适中但速度较慢。
五、计算机的网络连接5.1 有线连接：通过网线连接计算机和局域网或者互联网，速度快但受限于线缆长度。
5.2 无线连接：通过Wi-Fi连接计算机和局域网或者互联网，灵便但受限于信号范围。
5.3 蓝牙连接：通过蓝牙连接计算机和外部设备，如手机、耳机等。
总结：通过学习计算机的基本组成部份、工作原理、运行过程、存储方式和网络连接，初学者可以更深入地了解计算机的运作方式，提高计算机应用能力。
希翼这份简单的计算机工作原理教案能够匡助读者快速入门计算机领域。
计算机科学概论(第3版)聂永萍课件第3章 计算机系统组成
类型 ATX、Micro ATX
2023/9/7
27
性耗比为主的CPU改变了主板架构
北桥芯片主要 功能，如内存控制 器、图形处理器、 PCI-E控制器等， 被整合到CPU内部， 而北桥芯片其他功 能和南桥芯片一起， 被整合为平台控制 器（PCH芯片）。
2023/9/7
28
接口
CPU与外部设备、存储器的连接和数据交换都需要 概念 通过接口设备来实现，前者被称为Input/Output接
DVI-D DVI-I
音频输出接口
说明
模拟音频输出接口分为蓝、绿、粉、橙、黑、灰 共6色接口
颜色 2声道
4声道
6声道
8声道
蓝色 声道输入 声道输入
声道输入
声道输入
绿色 声道输出 前置扬声器输出 前置扬声器输出 前置扬声器输出
粉色 麦克风输入 麦克风输入
麦克风输入
麦克风输入
橙色
中置和重低音 中置和重低音
负责处理低速信号，通常处理与I/O总线的通信。 南桥 在主板上的位置通常距离CPU插槽较远，位于外部 芯片 设备接口比较集中的位置
主板构成示意
CPU是大脑 芯片组是心脏，由 南桥、北桥构成
主板架构
概念
对主板的尺寸大小、形状、各元器件的布局、排列 方式等制定出标准，所有主板厂商都必须遵循。
作用 解决散热、噪声问题
微型计算机将运算器和控制器合起来称为中央处理单 元(CPU)。
运算器
执行算术运算 和逻辑运算
CPU
控制器
控制计算机所 有部件的工作
2023/9/7
7
存储器
作用:
存储器是存放数据和程序的记忆装置。每个记忆单 元由8位二进制位组成，可读写其中的数据
计算机计算原理
计算机计算原理计算机计算原理是指计算机进行计算的基本原理和方法。
计算机计算原理主要包括数字逻辑、算术运算、存储器、控制器等方面的内容。
在计算机科学与技术领域中，计算机计算原理是非常重要的基础知识，它关乎着计算机系统的设计、性能优化和应用效果。
数字逻辑是计算机计算原理的基础，它是指利用数字信号进行逻辑运算的原理。
数字逻辑包括与门、或门、非门等基本逻辑门，通过这些逻辑门的组合可以实现各种逻辑运算，如与运算、或运算、非运算等。
数字逻辑的设计和实现是计算机硬件系统的基础，它直接影响着计算机系统的性能和功能。
算术运算是计算机进行数值计算的基本原理。
计算机通过算术逻辑单元(ALU)来实现加法、减法、乘法、除法等数值运算，这些运算是计算机进行复杂计算的基础。
算术运算的实现需要考虑运算的精度、速度和稳定性等因素，这直接关系着计算机系统的计算能力和应用效果。
存储器是计算机计算原理中的重要组成部分，它用来存储计算机运行时所需要的数据和指令。
存储器包括内存和外存两种形式，内存用来存储运行时的数据和程序，外存用来存储长期数据和程序。
存储器的设计和管理直接关系着计算机系统的运行速度和存储容量，它是计算机系统中的关键组成部分。
控制器是计算机计算原理中的核心部分，它用来控制计算机系统的运行和数据流动。
控制器包括指令译码、时序控制、中断处理等功能，它协调各个部件之间的工作，保证计算机系统能够按照程序的要求进行计算和运行。
控制器的设计和实现对计算机系统的性能和稳定性有着重要的影响，它是计算机系统中的关键组成部分。
综上所述，计算机计算原理是计算机科学与技术领域中的重要基础知识，它关乎着计算机系统的设计、性能优化和应用效果。
数字逻辑、算术运算、存储器、控制器等方面的内容是计算机计算原理的核心内容，它们共同构成了计算机系统的基本原理和方法。
只有深入理解和掌握计算机计算原理，才能够在计算机科学与技术领域中取得更好的成就。
大一信息技术知识点
大一信息技术知识点计算机科学与技术是现代社会中不可或缺的一项领域，而信息技术则是计算机科学与技术的核心。
作为大一的学生，掌握一些基本的信息技术知识是非常重要的，不仅可以提高我们的学习和生活效率，还能为以后的学习和职业发展打下基础。
本文将介绍一些大一信息技术知识点，帮助读者了解并掌握这些知识。
一、计算机硬件知识1.1 计算机的组成部分在学习信息技术之前，我们首先要了解计算机的组成部分。
计算机主要包括中央处理器（CPU）、内存、硬盘、显卡等。
CPU 是计算机的核心，负责处理各种指令和计算任务；内存用于存储数据和程序；硬盘用于长期存储数据；显卡负责显示图像。
1.2 电脑的工作原理了解计算机的工作原理也是必要的。
计算机工作的基本原理是输入、处理、输出。
输入可以通过键盘、鼠标、摄像头等设备进行；处理是指计算机对输入信息进行处理和计算；输出则是将处理后的信息显示给用户。
1.3 主流操作系统大一阶段，我们需要熟悉并掌握主流的操作系统，如Windows、MacOS和Linux。
不同的操作系统有不同的界面和操作方式，了解其基本操作方法对我们使用计算机非常有帮助。
二、计算机软件知识2.1 常用办公软件在大学期间，办公软件是我们必须要用到的工具之一。
常见的办公软件包括Microsoft Office（如Word、Excel和PowerPoint 等）、WPS Office等，这些软件可以帮助我们完成文档编辑、数据处理和演示等任务。
2.2 程序设计与开发了解一些基本的程序设计与开发知识也是大一学习信息技术的重要内容之一。
例如，学习一门编程语言，如Python、Java等，可以解决一些简单的编程问题；学习使用编程工具，如集成开发环境（IDE）、版本控制工具（如Git）等，有助于我们开发和管理程序。
三、网络技术知识3.1 网络的基本概念了解网络的基本概念对我们理解互联网和计算机网络非常有帮助。
网络是指将多台计算机通过通信设备互联起来，形成一个统一的信息交流系统。
大学计算机基础第三章-微型计算机硬件组成
外部设备
大学计算机基础
大学计算机基础
3.2 微型计算机硬件系统
3.2.1 CPU 3.2.2 主板 3.2.3 存储器 3.2.4 总线与接口 3.2.5 输入/输出设备
大学计算机基础
3.2.1 CPU
1. CPU分类 CPU组成：运算器、控制器和寄存器组，通过内部数 据总线传送信息。 CPU有通用CPU和嵌入式CPU。其区别主要在于应 用模式的不同。
- ④ 外存储器容量 指硬盘容量
- ⑤ 配置的外部设备
大学计算机基础
3. 微型计算机的发展方向
–① 高速化 处理器主频 –② 超小型化 典型的标志是笔记本电脑和PDA
的流行。 –③ 多媒体化 全新的多、虚拟现实技术 和发展多媒体通信等。 –④ 网络化 网络计算机、具有联网功能的 PDA以及各种类型的个人计算机等正在飞速发展。 –⑤ 隐形化 今后将摆脱显示屏、键盘加主机 的传统形象，电视计算机、影音计算机等将大量 出现。
• 通用CPU追求高性能，功能比较强，能运行复杂的 操作系统和大型应用软件；
• 嵌入式CPU则强调处理特定应用问题的高性能，主 要用于运行面向特定领域的专用程序，配备轻量级操 作系统，在功能和性能上有很大的变化范围。
大学计算机基础
2.衡量CPU性能的主要技术指标
1. CPU字长 CPU内部各寄存器之间一次能够传送的数据位。即同一时间能一次处理的 二进制数的位数。下一步的主流CPU是64位。
大学计算机基础
微机主板结构图 CPU插槽
内存插槽
芯片组 电池 总线插槽
鼠标插口 键盘插口
大学计算机基础
图3-2.2 微机主板图
并行接口
USB接口
串行接口
1. CPU插槽
微机原理教学大纲
微机原理教学大纲一、课程背景和目标1.1 课程背景微机原理作为计算机相关专业的必修课程，是学习计算机体系结构和计算机组成原理的基础。
通过学习微机原理，学生可以深入理解计算机的底层原理和运行机制，为后续的课程和实践提供坚实的基础。
1.2 课程目标本课程旨在使学生达到以下目标：- 理解计算机系统的组成与结构- 掌握微处理器及其相关器件的工作原理- 理解汇编语言的基本概念和编写方法- 能够独立完成简单的微机系统设计与实现- 发展问题解决和分析能力，培养创新思维和动手实践能力二、课程内容2.1 计算机系统概述- 计算机的基本组成和工作原理- 计算机的发展历程和分类2.2 软硬件概述- 计算机硬件的分类和功能- 计算机软件的分类和基本概念2.3 计算机的层次结构- 指令系统和指令的执行过程- 存储器层次结构和访问方法- 输入输出系统和设备控制2.4 微处理器组成与工作原理- 微处理器的基本功能和结构- 控制器和ALU的作用与实现- 数据通路和指令执行过程2.5 汇编语言基础- 汇编语言的基本概念和特点- 汇编语言的指令格式及寻址方式- 汇编语言程序的设计和调试2.6 总线与存储器- 总线的分类和基本特性- 存储器的种类和特点- 存储器的组织和寻址方法2.7 输入输出系统- 输入输出设备的分类和接口技术- 输入输出控制和数据传输方式- 中断和DMA的原理和应用三、教学方法与评估方式3.1 教学方法- 理论教学结合实践教学，注重理论与实际应用的结合- 通过案例分析和实验操作加深学生对知识的理解和掌握- 鼓励学生参与讨论，提高问题解决和分析能力3.2 评估方式- 平时成绩：包括课堂出勤、课堂表现和作业完成情况- 实验报告及实验成绩：要求学生独立完成实验并撰写实验报告- 期末考试：综合考核学生对课程内容的理解和应用能力四、教材及参考书目教材：- 《微机原理与接口技术导论》高晓阳等著，机械工业出版社参考书目：- 《计算机组成与设计：硬件与接口》 David A. Patterson等著，电子工业出版社- 《深入理解计算机系统》 Randal E. Bryant等著，电子工业出版社五、教学进度安排本课程按照以下进度安排进行授课：- 第一周：计算机系统概述- 第二周：软硬件概述- 第三周：计算机的层次结构- 第四周：微处理器组成与工作原理- 第五周：汇编语言基础- 第六周：总线与存储器- 第七周：输入输出系统六、课程总结微机原理课程的学习对于计算机专业的学生来说是非常重要的。
微型计算机原理与应用第3章微机系统中的微处理器
n位，
则可有2n个地址(0～2n-1)。对于单地址空间的微处理器， 若
地址总线的数目为n字节。
第3章 微机系统中的微处理器
第3章 微机系统中的微处理器
对于存储器和I/O地址空间独立的微处理器来说，地址总线 的条数决定了存储器地址空间的容量，而地址总线中用于I/O 端口编址的条数决定I/O地址空间的容量。通常 8 位微处理器 (如 8080 CPU和Z80 CPU)的地址总线为 16条，这就意味着存 储器最大容量为216(65536)字节，地址总线的低 8 位用来对 I/+O端口编址，所以I/O地址空间容量为28(256)字节。16 位微 处理器，如 8086 CPU地址总线 20 条，存储器的最大容量为：
第3章 微机系统中的微处理器
工作寄存器：暂存用于寻址和计算过程的信息。工作寄存 器分为两组：数据寄存器组和地址寄存器组。但有的寄存器兼 有双重用途。数据寄存器用来暂存操作数和中间运算结果。由 于通过外部总线的传送操作是限制计算速度的主要因素，存取 寄存器要比访问存储器快得多，所以如要对一组数据执行几种 操作时，最好将数据存入数据寄存器，进行必要的计算，然后 将结果送回存储器。一般情况下，CPU所含的数据寄存器越多， 计算速度越快。地址寄存器组用于操作数的寻址。寻址方式通 常有：指令所处理的数据是指令的一部分，操作数的地址是指 令的一部分，操作数在寄存器中，操作数的地址在寄存器中， 或者操作数的地址可以是指令的一部分与一个或两个寄存器内 容之和。 这些寻址方式中，有几种寻址方式都是把操作数的地 址的全部或部分存放在地址寄存器中，这就增加了寻址方式的 灵活性，也为处理数组元素提供了方便。这些问题将在本章 3.6 节和第 4 章进一步说明。
某些微处理器用单地址空间。 某些微处理器用单地址空 间(即对存储单元和I/O端口统一编址)来对存储器单元和I/O端 口进行存取，读写控制信号用来区分CPU是进行读(输入)操作 或写(输出)操作。这种方式下， 对存储单元和I/O端口的存取 指令是一样的。而大多数微处理器则是有两个独立的地址空 间， 即存储器地址空间和I/O地址空间。此时，某存储单元和 I/O端口可能对应于同一地址。在这种情况下，则必须利用地 址总线和控制总线中的某些控制线一起共同确定CPU访问存 储器地址空间和I/O地址空间中的哪个地址空间。例如用存储 器读写信号和I/O读写信号分别控制对同一地址的存储器单元 和I/O端口进行存取操作。显然，该方式下对存储器读写指令 和对I/O端口输入输出指令是不同的。
初中信息技术考试重点知识点的归纳与整理
初中信息技术考试重点知识点的归纳与整理信息技术是现代社会中不可或缺的一门学科，在初中阶段，学生开始接触和学习有关信息技术的基础知识。
为了帮助同学们更好地备考信息技术考试，下面我将对初中阶段的信息技术重点知识点进行归纳和整理。
1. 计算机基础知识1.1 计算机的定义及分类：计算机是一种能够进行数据处理的电子设备。
按照规模和用途，计算机可以分为超级计算机、大型机、小型机、微型机和嵌入式计算机。
1.2 计算机的主要硬件组成部分：包括中央处理器（CPU）、内存、硬盘、显示器和输入输出设备等。
1.3 计算机的工作原理：计算机通过输入设备获取数据，经过中央处理器的计算和控制，将结果输出到输出设备上。
1.4 计算机网络的概念：计算机网络是通过通信设备和通信线路连接多台计算机，实现数据交换和资源共享的系统。
2. 操作系统2.1 操作系统的定义和作用：操作系统是管理计算机硬件和软件资源，提供用户与计算机硬件交互的界面。
2.2 常见的操作系统：Windows、Mac OS、Linux等。
2.3 操作系统的常用功能：文件管理、内存管理、进程管理、用户界面管理等。
3. 计算机网络3.1 网络的定义和分类：网络是指将多个计算机通过通信设备和通信线路连接起来，实现数据交换和资源共享的系统。
网络可以分为局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）等不同规模和范围的网络。
3.2 网络的常见拓扑结构：总线型、星型、环形、树型等。
3.3 常见的网络协议：TCP/IP协议、HTTP协议、FTP协议等。
3.4 网络安全和隐私保护：防火墙、加密技术、账户密码等措施的应用。
4. 网页设计与制作4.1 HTML语言：HTML是用于创建网页的标记语言，掌握HTML的基本标签和语法规则，能够完成简单网页的设计与制作。
4.2 CSS样式表：CSS是用于控制网页样式和布局的样式表语言，能够掌握CSS的基本属性和选择器，实现网页的美化效果。
4.3 JavaScript脚本语言：JavaScript是一种用于网页交互和动态效果编程的脚本语言，能够使用JavaScript实现网页的交互效果和动画效果。
计算机组成原理第3章-计算机指令和控制器-指令部分刘
A2 A2
A2
9
A3 A3
A3
15条二地址指令
3.1.2 指令的格式
3、扩展操作码技术—— 以指令字长16位为例
OP
A1
A2
A3
12位操作码
1111 1111
：
1111
1111 1111
1111
0000
A3
0001
A3
15条一地址指令
1110
A3
16位操作码 1111
1111
1111
1111
17
3.1.2 指令的格式
3、指令字长度（P119） 指令字长=操作码的位数+(操作数地址个数)*(操作数地 址码位数) 单字长指令——指令字长度等于机器字长度的指令 半字长指令、双字长指令、三/四字长指令、可变字长 等
4、简单指令系统的具体指令格式 ① pentium机指令 ② 嵌入式系统ARM机指令 ③ 模型指令（P121例1、例2）
已被淘汰
400
788
35
基址/变址寻址
指定一个寄存器R,其存放基址/变址,R被称为基址/变址 寄存器。
EA=（R）
MOV AX, [SI]
SI,DI 都称为变址寄存器
Mov AX，[BX]
BX是基址寄存器 内存
OP X
R
300 400
R 300
400
788
36
相对寻址
相对寻址是基址寻址的一 种变通，由程序计数器 PC提供基准地址，即
存储器地址名称：物理地址←→逻辑地址 物理地址——内存中实际地址 逻辑地址——在指令中表现形式 逻辑地址＝段地址：偏移地址(8086CPU)
有效地址 EA＝(R)+A
计算机的工作原理
第三章计算机的工作原理3.1 计算机的结构特点一、冯.诺伊曼体系结构冯.诺依曼结构计算机的组成和工作原理。
特点：1、由运算器、存储器、控制器和I/O设备组成；2、指令和数据以同等地位存放在存储器中，按地址寻访；3、指令和数据均以二进制表示；4、指令由操作码和数据组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数存放在存储器中的地址；5、指令在存储器中顺序存放，顺序执行，特定情况下根据条件改变执行的顺序；6、机器以运算器为中心，输入/输出设备与存储器间的数据传送都通过运算器完成。
二、中央处理器(CPU)的组成1、运算器：运算器由算术逻辑部件(ALU)和一些寄存器组成，是直接进行数据交换和运算的部件；2、控制单元：控制单元用来指挥和控制程序和数据的输入、运行和处理。
3、寄存器：寄存器组：用于存储数据；累加器(ACC)：提供给ALU的两个操作数之一，并存储计算结果；标志寄存器(FR)：用于存储某些重要的状态和特征，每个状态用一位标志；程序寄存器：用于存放下一条要执行指令的地址码；指令寄存器：存放当前要执行的指令，由指令译码器进行译码，确定应进行什么操作，通过操作控制器产生相应的控制信号。
地址寄存器、数据寄存器。
4、协处理器：三、冯.诺伊曼结构的演化1.控制部件设计的多样化a)用逻辑电路设计实现；b)微程序设计实现。
2.采用总线结构总线：是连接各部件的一组公共信号线，是传送信号和代码的公共通道。
所谓总线实际上就是一组信号连线，每个计算机部件都要与这组信号向相连，每根信号线只有两个状态，高电平和低电平。
这种总线称为外部总线或系统总线，系统总线中的信号线根据其功能的不同又可以分为三类：1)数据总线：用来传输各功能部件之间的数据信息，是双向传输总线，位数与机器字长有关；2)地址总线：用来指出数据总线上的源数据或目的数据在主存中的地址，是单向传输总线，地址总线的个数与存储器单元的个数有关，称为寻址能力；3)控制总线：用来发出各种控制信号的传输线，每一根控制总线是单向的。
计算机组成原理 教学大纲
计算机组成原理教学大纲计算机组成原理教学大纲引言：计算机组成原理是计算机科学与技术专业的一门重要课程，它涉及到计算机硬件的各个方面，包括计算机的基本组成、运算器、控制器、存储器、输入输出系统等。
本文将从计算机组成原理的教学大纲出发，探讨该课程的内容和教学方法。
一、课程概述1.1 课程名称：计算机组成原理1.2 课程性质：必修课1.3 学时安排：理论课2学时/周，实验课2学时/周1.4 前置课程：计算机基础、数字电路1.5 后续课程：计算机体系结构、操作系统二、课程目标2.1 理论目标：- 理解计算机的基本组成和工作原理- 掌握计算机硬件的各个组成部分的功能和特点- 理解计算机的运算器、控制器和存储器的工作原理- 掌握计算机的输入输出系统的原理和技术2.2 实践目标：- 能够使用硬件描述语言进行计算机硬件的设计和实现- 能够进行计算机系统的组装和调试- 能够使用计算机硬件开发工具进行硬件设计和仿真三、教学内容3.1 计算机的基本组成- 计算机的五大组成部分：运算器、控制器、存储器、输入输出设备、总线- 计算机的层次结构：硬件层次、体系结构层次、指令集架构层次3.2 运算器- 运算器的功能和特点- 运算器的设计原理和实现方法- 运算器的运算方式：定点运算、浮点运算3.3 控制器- 控制器的功能和特点- 控制器的设计原理和实现方法- 控制器的指令执行过程：取指令、译码、执行、访存、写回3.4 存储器- 存储器的功能和特点- 存储器的分类：主存储器、辅助存储器- 存储器的组织结构：存储单元、存储地址、存储器的访问方式3.5 输入输出系统- 输入输出设备的分类和特点- 输入输出接口的功能和设计- 输入输出的数据传输方式：程序控制方式、中断方式、DMA方式四、教学方法4.1 理论教学- 通过讲授基本概念和原理，引导学生理解计算机组成原理的基本知识- 结合案例分析和实际应用，加深学生对计算机组成原理的理解和应用能力- 引导学生进行课堂讨论和小组讨论，培养学生的分析和解决问题的能力4.2 实验教学- 设计并实现一些简单的计算机硬件模块，加深学生对计算机组成原理的理解和实践能力- 进行计算机系统的组装和调试，培养学生的动手能力和团队合作精神- 使用计算机硬件开发工具进行硬件设计和仿真，提高学生的实践能力和创新能力五、教学评价5.1 理论考核- 闭卷考试：考察学生对计算机组成原理的理论知识的掌握程度和应用能力- 开卷考试：考察学生对计算机组成原理的综合分析和解决问题的能力5.2 实验考核- 实验报告：考察学生对计算机硬件设计和实现的理解和实践能力- 实验成果展示：考察学生对计算机系统组装和调试的能力和团队合作精神结语：计算机组成原理是计算机科学与技术专业的重要课程，通过对计算机硬件的各个方面的学习和实践，可以帮助学生全面理解计算机的工作原理和设计方法。
计算机组成原理_第三章
第三章 存储器及存储系统3.1 存储器概述3.1.1存储器分类半导体存储器 集成度高 体积小 价格便宜 易维护 速度快 容量大 体积大 速度慢 比半导体容量大 数据不易丢失按照 存储 介质 分类磁表面存储器激光存储器随机存储器 主要为高速缓冲存储器和主存储器 存取时间与存储元的物理位置无关 (RAM)按照 存取 方式 分类串行访问存 储器 SAS 只读存储器 (ROM)存取时间与存储元的物理位置有关 顺序存取器 磁带 直接存储器 磁盘 只能读 不能写 掩模ROM: 生产厂家写可编程ROM(PROM): 用户自己写 可擦除可编程ROM EPROM :易失性半导体读/写存储器按照 可保 存性 分类存储器非易失性 存储器包括磁性材料半导体ROM半导体EEPROM主存储器按照 作用 分类辅助存储器缓冲存储器 控制存储器3.1.23级结构存储器的分级结构Cache 高速缓冲 存储器 主 存 主机 外 存1 高速缓 冲存储器 2 主存 3 外存CPU 寄 存 器3.2主存储器3.2.1 主存储器的技术指标1 存储容量 字存储单元 字节存储单元 2 存取时间 字地址 字节地址访问 写操作/读操作从存储器接收到访问命令后到从存 储器读出/写 入所需的时间 用TA表示 取决于介质的物理特性 和访问类型 3 存取周期 完成一次完整的存取所需要的时间用TM表示 TM > TA, 控制线路的稳定需要时间 有时还需要重写3.2.2 主存储器的基本结构地 址 译 码 器地址 CPUn位2n位存储体 主存 m位 数据寄存器 m位 CPUR/W CPU 控制线路3.2.3 主存储器的基本操作地址总线k位MAR数据总线n位主存容量 2K字 字长n位MDRCPUread write MAC 控制总线主存3.3半导体存储芯片工 艺速度很快 功耗大 容量小 PMOS 功耗小 容量大 电路结构 NMOS 静态MOS除外 MOS型 CMOS 静态MOS 工作方式 动态MOS 静态存储器SRAM 双极型 静态MOS型 双极型依靠双稳态电路内部交叉反馈的机制存储信息TTL型 ECL型存储 信息 原理动态存储器DRAM 动态MOS型功耗较小,容量大,速度较快,作主存3.3.1 静态MOS存储单元与存储芯片1.六管单元 1 组成T1 T2 工作管 T2 T4 负载管 T5 T6 T7 T8 控制管 XY字线 选择存储单元 T7 WY地址译码线 X地址 译码线Vcc T3 T4 A T1 T2 T8 W B T6T5WW 位线完成读/写操作2 定义 “0” T1导通 T2截止“1” T1截止 T2导通X地址 译码线Vcc T3 T4 A T1 T7 T2 T8Y地址译码线3 工作 XY 加高电平 T5 T6 T7 T8 导通 选中该 单元T5T6 BWW写入 在W W上分别读出 根据W W上有 加高 低电平 写1/0 无电流 读1/04保持XY 加低电平 只要电源正常 保证向导通管提供电流 便能维 持一管导通 另一管截止的状态不变 称静态2.静态MOS存储器的组成1 存储体 2 地址译码器 3 驱动器 4 片选/读写控制电路存储器外部信号引线D0 A0传送存储单元内容 根数与单元数据位数相同 9地址线 选择芯片内部一个存储单元 根数由存储器容量决定7数据线CS片选线 选择存储器芯片 当CS信号无效 其他信号线不起作用 R/W(OE/WE)读写允许线 打开数据通道 决定数据的传送方向和传 送时刻例.SRAM芯片2114 1K 4位Vcc A7 A8 A9 D0 D1 D2 D3 WE1外特性18 12114 1K 410 9地址端 数据端A9 A0 入 D3 D0 入/出 片选CS = 0 选中芯片 控制端 = 1 未选中芯片 写使能WE = 0 写 = 1 读 电源 地线A6 A5 A4 A3 A0 A1 A2 CS GND2内部寻址逻辑寻址空间1K 存储矩阵分为4个位平面 每面1K 1位 每面矩阵排成64行 16列 64 16 64 16 6 行 位 行 译 X0 地 1K 1K 码址 X63 X63 Y0 Y1564 161K64 161K列译码 4位列地址两 级 译 码一级 地址译码 选择字线 位线 二级 一根字线和一组位线交叉 选 择一位单元W W W WXi读/写线路 Yi存储器内部为双向地址译码 以节省内部 引线和驱动器 如 1K容量存储器 有10根地址线 单向译码需要1024根译码输出线和驱动器双向译码 X Y方向各为32根译码输出线和 驱动器 总共需要64根译码线和64个驱动器3.3.2 动态MOS存储单元与存储芯片1.四管单元 1 组成T1 T2 记忆管 C1 C2 柵极电容 T3 T4 控制门管W T3 T1C1 C2W A B T2 T4字线 W W 位线 Z 2 定义 “0” T1导通 T2截止 C1有电荷 C2无电荷 “1” T1截止 T2导通 C1无电荷 C2有电荷 3 工作 Z 加高电平 T3 T4导通 选中该单元Z写入 在W W上分别加高 低电平 写1/0 读出 W W先预 充电至高电平 断开充电回路 再根据W W上有 无电流 读1/0 W T3 T1C1 C2T4 T2W4保持Z 加低电平 需定期向电容补充电荷 动态刷新 称动态 四管单元是非破坏性读出 读出过程即实现刷新Z2.单管单元 C 记忆单元 T 控制门管 1 组成Z 字线 W 位线 W T Z C2定义“0” C无电荷 电平V0 低 “1” C有电荷 电平V1 高3工作写入 Z加高电平 T导通 读出 W先预充电 断开充电回路 Z加高电平 T导通 根据W线电位的变化 读1/0 4 保持 Z 加低电平 单管单元是破坏性读出 读出后需重写3.存储芯片例.DRAM芯片2164 64K 1位 外特性GND CAS Do A6 16 1 A3 A4 A5 A7 9 82164 64K 1空闲/刷新 Di WE RAS A0 A2 A1 VccA7—A0 入 分时复用 提供16位地址 数据端 Di 入 Do 出 = 0 写 写使能WE 高8位地址 = 1 读 控制端 行地址选通RAS =0时A7—A0为行地址 片选 列地址选通CAS =0时A7—A0为列地址 电源 地线 低8位地址 1脚未用 或在新型号中用于片内自动刷新 地址端动态存储器的刷新1.刷新定义和原因 定期向电容补充电荷 刷新动态存储器依靠电容电荷存储信息 平时无电源 供电 时间一长电容电荷会泄放 需定期向电容 补充电荷 以保持信息不变 注意刷新与重写的区别 破坏性读出后重写 以恢复原来的信息 非破坏性读出的动态M 需补充电荷以保持原来的 信息2.最大刷新间隔 2ms 3.刷新方法各动态芯片可同时刷新 片内按行刷新 刷新一行所用的时间 刷新周期 存取周期4.刷新周期的安排方式 1 集中刷新 2ms内集中安排所有刷新周期R/W R/W50ns刷新 刷新 2ms 死区用在实时要 求不高的场 合2分散刷新用在低速系 统中各刷新周期分散安排在存取周期中 R/W 刷新 R/W 刷新100ns3异步刷新 各刷新周期分散安排在2ms内 每隔一段时间刷新一行每隔15.6微秒提一次刷新请求 刷新一行 2毫秒内刷新完所有 15.6 微秒 行例. 2ms 128行R/W R/W 刷新 R/W R/W 刷新 R/W 15.6 微秒 15.6 微秒 15.6 微秒 刷新请求 刷新请求 DMA请求 DMA请求用在大多数计算机中3.3 只读存储器1掩模式只读存储器 MROM采用MOS管的1024 8位的结构图 UDDA0 A1 A90 地 址 译 1 码 驱 动 1023 器读出放大器读出放大器cs D7D0D12可编程读存储器 PROM用户可进行一次编程 存储单元电路由熔丝 相连 当加入写脉冲 某些存储单元熔丝熔 断 信息永久写入 不可再次改写3.EPROM 可擦除PROM用户可以多次编程 编程加写脉冲后 某些存 储单元的PN结表面形成浮动栅 阻挡通路 实 现信息写入 用紫外线照射可驱散浮动栅 原 有信息全部擦除 便可再次改写4.EEPROM 可电擦除PROM 既可全片擦除也可字节擦除 可在线擦除信息 又能失电保存信息 具备RAM ROM的优点 但写 入时间较长 .NOVRAM 不挥发随机存取存储器 实时性好 可以组成固态大容量存储装置 Flash Memor 闪存 集成度和价格接近EPROM,按块进行擦除 比普 通硬盘快的多3.4 主存储器组织存储器与微型机三总线的连接 1 数据线D0 2 地址线A0 3.片选线CS 连接地址总线高位ABN+1 4 读写线OE WE(R/W) 连接读写控制线RD WR微型机n nDB0 AB0Nn连接数据总线DB0ND0 A0 CSnNN连接地址总线低位AB0ABN+1 R/ WR/ W 存储器1存储器芯片的扩充用多片存储器芯片组成微型计算机系统所要求的存储器系统 要求扩充后的存储器系统引出线符合微型计算机 机的总线结构要求 一.扩充存储器位数 例1用2K 1位存储器芯片组成 2K 8位存储器系统 例2用2K 8位存储器芯片组成2K 16位存储器系统例1用2K 1位存储器芯片组成 2K 8位存储器系统当地址片选和读写信号有效 可并行存取8位信息例2用2K 8位存储器芯片组成2K 16位存储器系统D0D8715D0 R/W CE A0107R/W CE A010D0 R/W CE A0107地址片选和读写引线并联后引出 数据线并列引出二.扩充存储器容量字扩展法例用1K 4位存储器芯片组成4K 8位存储器系统存储器与单片机的连接存储器与微型机三总线 的一般连接方法和存储器 读写时序 1.数据总线与地址总线 为两组独立总线AB0 DB0NDB0 AB0n ND0 A0 CSn NABN+1 R/ W 微型机 地址输出 数据有效采 样 数 据R/ W 存储器nR/W2.微型机复用总线结构 数据与地址分时共用一 组总线AD0nD0Di Qi G 地址 锁存器nA0nALE R/W 单片机R/W 存储器ALE锁 存地 址 数据 有效 采 样 数 据 地址 输出 存锁 址地AD0n地址 输出数据 有效 采 样数 据R/W半导体存储器逻辑设计需解决 芯片的选用 地址分配与片选逻辑 信号线的连接例1.用2114 1K 4 SRAM芯片组成容量为4K 8的存储 器 地址总线A15 A0 低 ,双向数据总线D7 D0 低 ,读/写信号线R/W 1.计算芯片数 1 先扩展位数 再扩展单元数 2片1K 4 1K 8 8片 4组1K 8 4K 82 先扩展单元数 再扩展位数4片1K 4 4K 4 4K 8 2组4K 4 2.地址分配与片选逻辑存储器寻址逻辑8片芯片内的寻址系统(二级译码) 芯片外的地址分配与片选逻辑 由哪几位地址形成芯 片选择逻辑 以便寻 找芯片为芯片分配哪几位地址 以便寻找片内的存储单元 存储空间分配4KB存储器在16位地址空间 64KB 中占据 任意连续区间芯片地址 任意值 片选 A15…A12A11A10A9……A0 0 0 0 …… 0 0 0 1 …… 1 0 1 0 …… 0 0 1 1 …… 1 1 0 0 …… 0 1 0 1 …… 1 1 1 0 …… 0 1 1 1 …… 164KB1K 1K 1K 1K 4 4 4 4 1K 1K 1K 1K 4 4 4 44KB需12位地址 寻址 A11— A0低位地址分配给芯片 高位地址形成片选逻辑 芯片 芯片地址 片选信号 片选逻辑 1K A9 A0 CS0 A11A10 A11A10 1K A9 A0 CS1 A11A10 1K A9 A0 CS2 1K A9 A0 CS3 A11A103.连接方式1 扩展位数 2 扩展单元数 4 形成片选逻辑电路D7~D4 D3~D0 4 4 4 1K 4 4 R/W 1K 4 4 4 1K 4 4 4 1K 4 43 连接控制线1K 4 A9~A0 CS0 10 CS11K 4 10 CS21K 4 10 CS31K 4 10A11A10A11A10A11A10A11A10例2.某半导体存储器 按字节编址 其中 0000H 07FFH为ROM区 选用EPROM芯片 2KB/片 0800H 13FFH为RAM区 选用RAM芯片 2KB/片和1KB/片 地址总线A1 A0 低 给出地址分配和片选逻辑1.计算容量和芯片数ROM区 2KBRAM区 3KB2.地址分配与片选逻辑 存储空间分配 先安排大容量芯片 放地址低端 再安排小容量芯片便于拟定片选逻辑64KBA15A14A13A12A11A10A9…A00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 …… 0 …… 1 …… 0 …… 1 0 … 0 1 … 12K 2K 1KROM 5KB 需13 位地 RAM 址寻 址低位地址分配给芯片 高位地址形成片选逻辑 芯片 芯片地址 片选信号 片选逻辑 2K A10 A0 CS0 A12A11 2K A10 A0 CS1 A12A11 1K A9 A0 CS2 A12A11 A10 A15A14A13为全03.4.2 高速缓冲存储器。
计算机简单工作原理教案
计算机简单工作原理教案标题：计算机简单工作原理教案引言概述：计算机是现代社会不可或者缺的工具，而了解计算机的简单工作原理对于学习和使用计算机至关重要。
本教案将介绍计算机的简单工作原理，包括计算机的基本组成、数据的表示和处理、存储器的作用、运算器的功能以及控制器的工作原理。
一、计算机的基本组成1.1 中央处理器（CPU）：负责执行计算机指令和控制计算机的运行。
1.2 输入设备：用于将外部数据输入到计算机中，如键盘、鼠标等。
1.3 输出设备：用于将计算机处理后的结果输出，如显示器、打印机等。
二、数据的表示和处理2.1 二进制系统：计算机使用二进制系统来表示和处理数据。
2.2 位和字节：计算机中最基本的数据单位是位（0或者1），8位组成一个字节。
2.3 数据的运算：计算机通过运算器对数据进行加减乘除等运算。
三、存储器的作用3.1 主存储器：用于存储计算机中的程序和数据。
3.2 辅助存储器：用于长期存储大量的程序和数据，如硬盘、光盘等。
3.3 缓存存储器：位于CPU内部，用于提高数据访问速度。
四、运算器的功能4.1 算术逻辑单元（ALU）：负责进行算术和逻辑运算。
4.2 寄存器：用于存储运算过程中的中间结果和操作数。
4.3 控制单元：负责控制计算机的运行，包括指令的解码和执行。
五、控制器的工作原理5.1 程序计数器（PC）：存储当前指令的地址。
5.2 指令寄存器（IR）：存储当前指令。
5.3 控制信号：根据指令的不同，控制信号将被发送给相应的部件，以执行相应的操作。
通过本教案的学习，学生将了解计算机的基本组成、数据的表示和处理、存储器的作用、运算器的功能以及控制器的工作原理。
这将为他们进一步学习计算机原理和编程打下坚实的基础。
同时，对于普通用户来说，了解计算机的简单工作原理也将匡助他们更好地使用计算机，解决一些常见的问题。
计算机执行原理
计算机执行原理
计算机的执行原理可以概括为存储程序和程序控制。
在运行时，计算机先从内存中取出第一条指令，通过控制器的译码，按指令的要求，从存储器中取出数据进行指定的运算和逻辑操作等加工，然后再按地址把结果送到内存中去。
这一过程会一直持续下去，直到遇到停止指令。
程序与数据一样存取，按程序编排的顺序，一步一步地取出指令，自动地完成指令规定的操作。
这一原理最初是由美籍匈牙利数学家冯·诺依曼于1945年提出的，被称为冯·诺依曼原理。
以上内容仅供参考，如需更多专业信息，建议咨询计算机领域专业人士或查阅相关书籍文献。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3.1 计算机简单工作原理
一、教学目标
1、知识目标：
（1）掌握计算机工作的几个基本过程；
（2）认识冯诺依曼型体系的计算机结构；
（3）了解计算机工作原理；
2、能力目标
（1）培养学生研究计算机工作过程的兴趣；
（2）培养学生自主学习，通过多种渠道探究计算机工作原理的能力；
3、情感目标：
（1）培养学生自主探究的学习精神；
（2）培养学生的自学能力、动手能力。
二、教学重点、难点
1、教学重点：掌握计算机的工作原理和过程。
2、教学难点：对计算机工作原理的深入探究。
三、教学课时安排
1课时（40分钟）
四、教学手段
上机课（微机室上）
五、教学过程
1、计算机的工作过程。
从计算机诞生初期直到现在，通常使用的计算机属于冯诺依曼型体系结构，不论简单与复杂，从功能来讲每台计算机都有五个部分组成：控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备。
各部分的功能如下
控制器：整个计算机的指挥中心，它取出程序中的指令，经分析后，便按要求发出信号，使各部分协调一致。
运算器：是计算机的“信息加工厂。
”
存储器：是计算机中存放程序和数据的地方，并根据命令提供给有关部分使用。
输入设备：主要作用是把程序和数据等信息转换成计算机适用的编码并顺序送往内存储器。
输出设备：主要作用是把计算机处理的数据、计算结果等内部信息按人们要求的形式输出。
图中的实线代表“数据信息”的流向，包括原始数据、中间数据、处理结果、程序指令等。
虚线代表“控制信息”的流向。
2、计算机简单工作流程：
i. 操作员通过输入设备将数据和程序送入存储器;
ii. 然后通过输入设备发出运行程序的命令;
iii. 系统接收到运行程序命令后，控制器便从存储器中取出第一条程序指令，进行分析。
然后向受控对象发出控制信号，执行该指令。
iv. 控制器再从存储器中取出下一条指令，进行分析，执行该指令，周而复始重复取指令，分析指令——执行指令过程，直到程序中的全部指令执行完毕
3、简单介绍计算机的工作原理。
输入信息：我们可以事先按照求解某个问题的步骤，用程序设计语言编写程序。
将程序和有关数据通过输入设备，如键盘送入计算机。
程序是由字符和符号表示的，计算机不能识别，因此在输入过程中，键盘将字符和符号转换为二进制编码的形式，再送入计算机存放。
输入信息是通过输入设备来完成的。
输入设备也就是计算机的“五官，人类是通过五官来接收信息、命令的。
我们听到了上课铃声，我们就往教室跑来，我们闻到臭味了，就敢快捂鼻子，我们看到看见红灯，就马上停车……。
存储信息：用高级语言或汇编语言编写的程序称为源程序，源程序和数据都存放在存储器中。
源程序不能被计算机硬件直接执行，硬件只能执行机器语言程序。
所以操作系统调用语言处理程序，比如编译程序、连接程序，将源程序转换为可执行程序，存放在存储器中。
存储器也就是计算机的“笔记本”
处理信息：控制器将指令的地址送往寄存器，按地址指示从存储器中依次读取指令，再根据指令要求从存储器取出操作数，送往运算器。
运算器接受控制器的操作命令，对操作数进行运算处理，并将运算处理的结果送回存储器保存。
运算器和控制器结合组成了计算机的“大脑” ！简单的说运算器是计算机的“算盘”，而控制器呢，就是计算机的“指挥部”，“算盘”用来计算，“指挥部”用传输控制命令，协调计算机的工作，它们被放在一个芯片上如书上所画出的那样，这个芯片呢又称为中央处理器译成英文就是CPU。
CPU统一指挥着计算机的所有工作。
输出信息：运算结束，控制器启动输出设备，如打印机。
存储器将运算结果送入打印机，打印机再将运算结果转换为字符或图形，打印在纸上。
输出设备就是相应的计算机的“嘴和手”。
把要输出的信息通过输出设备表现出来。
六、课堂练习
1、填空题
（1）输入设备将字符和符号转换为（）形式送入计算机。
（2）输出设备将运算结果转换为（）输出。
2、问答题
简述计算机的简单工作原理。
简述冯诺依曼型体系结构计算机由哪几个部分组成？
七、教学后记
通过该节的学习，大部分同学知道了计算机的简单工作原理，能够认识计算机对信息处理的方式以及各个设备在计算机中所起的作用。
相信通过上机的练习和动画的展示能够加深同学们对该知识的理解。