计算机的硬件系统
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计算机的工作原理
计算机的工作原理 工作原理可概括为：存储程序，逐条执行。 存储程序，逐条执行 存储程序 该设计思想由美籍匈牙利数学家冯·诺伊曼 冯 诺伊曼 明确提出并付诸实现。 他提出将数据和程序存放到计算机的一个 称为存储器的记忆装置中。需要时可以把它们读出来， 由程序控制计算机的操作。计算机按一定的顺序逐条 执行程序的指令，其间不必人工干预，因而可以实现 自动高速运算。
程序， 程序，数据
输入设备
内存储器
输出设备
输出信息
运算器
控制器 中央处理器
控制信号线
数据信号线
计算机的基本组成
运算器 运算器(Arithmetic Unit)是计算机进行算术运算与 逻辑运算的主要部件。 算术运算是对数值型数据进行运算，如加减乘除四 则运算和数据编码格式的转换等。 逻辑运算主要是对数据进行与、或、非和移位等运 算操作。
计算机的基本组成
控制器 控制器(Control Unit)是计算机的指挥中心，它负 责对计算机的各个部件的操作进行控制，控制和协 调其它单元的工作，使得各部件相互协作共同完成 某一件事情。 控制器和运算器称为中央处理器 中央处理器，简称CPU。 中央处理器
计算机的基本组成
存储器 存储器(Memory Unit)是用来存放原始数据和程序的部 件。通常可分为内部存储器 内部存储器（又称主存储器或简称内存） 内部存储器 和外部存储器 外部存储器（辅助存储器或简称外存）。 外部存储器
计算机的基本组成
输入设备 作用是从计算机外部将数据或命令输入到计算机的内部， 供计算机处理。
计算机的输入设备种类很多，常用的有键盘、鼠标、麦 克风、摄像头、扫描仪、触摸屏、手写板和光笔等。
摄像头
扫描仪
触摸屏
手写板
计算机的基本组成
输出设备 作用是将计算机处理后的结果转换成人们熟悉的形式 输出或转换成其它设备能够识别的信息格式输出。 输出设备的种类也很多，常见的有显示器、打印机、 投影仪、绘图仪、音箱等。
计算机的工作原理
冯·诺依曼设计思想的三个特点 诺依曼设计思想的三个特点
3
2
1
. （1）采用二进制 形式的0 形式的0、1代码串 表示数据和指令。 表示数据和指令。
（2）程序和数据存放 ） 在存储器中， 在存储器中，计算机 工作时无须人工的干 预，能自动地逐条从 存储器中取出指令并 执行。 执行。只要输入不同 的程序和数据， 的程序和数据，就可 以让计算机做不同的 工作。 工作。
（3）确定了计算机 由运算器、存储器、 由运算器、存储器、 控制器、 控制器、输入设备和 输出设备五大基本部 件组成以及它们之间 的相互联系。 的相互联系。
计算机的基本组成
冯·诺依曼式计算机硬件系统主要由五部分组成：
1 2 3 4 5
运算器 存储器 控制器 输入设备 输出设备
计算机的基本组成
主 机 存储器 外存储器
信息的存储单位
位（bit）： ）： 计算存储容量的最小单位，一个位可存放一个二进制数 1 最小单位， 最小单位 0 字节（Byte）： 字节（ ）： 最常用的基本单位 基本单位，一个字节可以存放8位二进制数。 基本单位 b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0 K 字节 M（兆）字节 （ G（吉） 字节 （ 1KB = 1024 Byte 1MB = 1024 KB 1GB = 1024 MB
外部存储器主要存 外部存储器 内部存储器主要用 内部存储器 放大量计算机暂时 来存放计算机当前 CPU 内存 不使用而又需长期外存 正要执行的程序和 保存的程序和数据 数据。CPU可以直 CPU不能直接存、 接对内部存储器中 取外部存储器中的 的数据进行存、取 内存是计算机的数据交换中心 数据。 操作。
计算机的基本组成
内部存储器
内部存储器分为只读存储器 只读存储器(Read Only Memory，简称ROM） 只读存储器 随机存取存储器(Random Access Memory,简称RAM)。 和随机存取存储器 随机存取存储器
RAM
ROM：只能读出， ROM：只能读出， 不能写入， 不能写入，断电 后其中的数据也 不丢失。 不丢失。
RAM：既能读出， RAM：既能读出， 又能写入， 又能写入，断电 后其中的数据会 丢失。 丢失。
ROM
计算机的基本组成
外部存储器 目前主要有磁盘驱动器 磁盘驱动器（包括软盘驱动器和硬盘驱 磁盘驱动器 动器）和光盘驱动器 光盘驱动器。 光盘驱动器
软盘驱动器
硬盘驱动器
光盘驱动器 盘驱动器
计算机的基本组成
显示器
打印机
投影仪
绘图仪
计算机的基本组成
计算机硬件系统组成框图
中央处理器 主机 计算机 硬件系统 外部 设备 内部存储器
运算器 控制器 随机存取存储器(RAM) 随机存取存储器(RAM) 只读存储器(ROM) 只读存储器(ROM)
输入设备－键盘、鼠标、麦克风、 输入设备－键盘、鼠标、麦克风、扫描仪和触摸屏等 输出设备－显示器、打印机、投影仪、 输出设备－显示器、打印机、投影仪、绘图仪和音箱等 外部存储器－软盘驱动器、硬盘驱动器、 外ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ存储器－软盘驱动器、硬盘驱动器、光盘驱动器等
计算机的工作原理 工作原理可概括为：存储程序，逐条执行。 存储程序，逐条执行 存储程序 该设计思想由美籍匈牙利数学家冯·诺伊曼 冯 诺伊曼 明确提出并付诸实现。 他提出将数据和程序存放到计算机的一个 称为存储器的记忆装置中。需要时可以把它们读出来， 由程序控制计算机的操作。计算机按一定的顺序逐条 执行程序的指令，其间不必人工干预，因而可以实现 自动高速运算。
程序， 程序，数据
输入设备
内存储器
输出设备
输出信息
运算器
控制器 中央处理器
控制信号线
数据信号线
计算机的基本组成
运算器 运算器(Arithmetic Unit)是计算机进行算术运算与 逻辑运算的主要部件。 算术运算是对数值型数据进行运算，如加减乘除四 则运算和数据编码格式的转换等。 逻辑运算主要是对数据进行与、或、非和移位等运 算操作。
计算机的基本组成
控制器 控制器(Control Unit)是计算机的指挥中心，它负 责对计算机的各个部件的操作进行控制，控制和协 调其它单元的工作，使得各部件相互协作共同完成 某一件事情。 控制器和运算器称为中央处理器 中央处理器，简称CPU。 中央处理器
计算机的基本组成
存储器 存储器(Memory Unit)是用来存放原始数据和程序的部 件。通常可分为内部存储器 内部存储器（又称主存储器或简称内存） 内部存储器 和外部存储器 外部存储器（辅助存储器或简称外存）。 外部存储器
计算机的基本组成
输入设备 作用是从计算机外部将数据或命令输入到计算机的内部， 供计算机处理。
计算机的输入设备种类很多，常用的有键盘、鼠标、麦 克风、摄像头、扫描仪、触摸屏、手写板和光笔等。
摄像头
扫描仪
触摸屏
手写板
计算机的基本组成
输出设备 作用是将计算机处理后的结果转换成人们熟悉的形式 输出或转换成其它设备能够识别的信息格式输出。 输出设备的种类也很多，常见的有显示器、打印机、 投影仪、绘图仪、音箱等。
计算机的工作原理
冯·诺依曼设计思想的三个特点 诺依曼设计思想的三个特点
3
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1
. （1）采用二进制 形式的0 形式的0、1代码串 表示数据和指令。 表示数据和指令。
（2）程序和数据存放 ） 在存储器中， 在存储器中，计算机 工作时无须人工的干 预，能自动地逐条从 存储器中取出指令并 执行。 执行。只要输入不同 的程序和数据， 的程序和数据，就可 以让计算机做不同的 工作。 工作。
（3）确定了计算机 由运算器、存储器、 由运算器、存储器、 控制器、 控制器、输入设备和 输出设备五大基本部 件组成以及它们之间 的相互联系。 的相互联系。
计算机的基本组成
冯·诺依曼式计算机硬件系统主要由五部分组成：
1 2 3 4 5
运算器 存储器 控制器 输入设备 输出设备
计算机的基本组成
主 机 存储器 外存储器
信息的存储单位
位（bit）： ）： 计算存储容量的最小单位，一个位可存放一个二进制数 1 最小单位， 最小单位 0 字节（Byte）： 字节（ ）： 最常用的基本单位 基本单位，一个字节可以存放8位二进制数。 基本单位 b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0 K 字节 M（兆）字节 （ G（吉） 字节 （ 1KB = 1024 Byte 1MB = 1024 KB 1GB = 1024 MB
外部存储器主要存 外部存储器 内部存储器主要用 内部存储器 放大量计算机暂时 来存放计算机当前 CPU 内存 不使用而又需长期外存 正要执行的程序和 保存的程序和数据 数据。CPU可以直 CPU不能直接存、 接对内部存储器中 取外部存储器中的 的数据进行存、取 内存是计算机的数据交换中心 数据。 操作。
计算机的基本组成
内部存储器
内部存储器分为只读存储器 只读存储器(Read Only Memory，简称ROM） 只读存储器 随机存取存储器(Random Access Memory,简称RAM)。 和随机存取存储器 随机存取存储器
RAM
ROM：只能读出， ROM：只能读出， 不能写入， 不能写入，断电 后其中的数据也 不丢失。 不丢失。
RAM：既能读出， RAM：既能读出， 又能写入， 又能写入，断电 后其中的数据会 丢失。 丢失。
ROM
计算机的基本组成
外部存储器 目前主要有磁盘驱动器 磁盘驱动器（包括软盘驱动器和硬盘驱 磁盘驱动器 动器）和光盘驱动器 光盘驱动器。 光盘驱动器
软盘驱动器
硬盘驱动器
光盘驱动器 盘驱动器
计算机的基本组成
显示器
打印机
投影仪
绘图仪
计算机的基本组成
计算机硬件系统组成框图
中央处理器 主机 计算机 硬件系统 外部 设备 内部存储器
运算器 控制器 随机存取存储器(RAM) 随机存取存储器(RAM) 只读存储器(ROM) 只读存储器(ROM)
输入设备－键盘、鼠标、麦克风、 输入设备－键盘、鼠标、麦克风、扫描仪和触摸屏等 输出设备－显示器、打印机、投影仪、 输出设备－显示器、打印机、投影仪、绘图仪和音箱等 外部存储器－软盘驱动器、硬盘驱动器、 外ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ存储器－软盘驱动器、硬盘驱动器、光盘驱动器等