计算机的基本组成和简单工作原理
计算机的基本组成与工作原理
计算机的基本组成与工作原理计算机已经成为现代社会不可或缺的一部分，它的应用已经渗透到我们生活的方方面面。
在我们使用计算机的同时，你是否曾想过计算机是如何工作的呢？本文将向你介绍计算机的基本组成与工作原理。
一、计算机的基本组成计算机主要由硬件和软件两部分组成。
硬件是指计算机的实体部分，包括中央处理器（CPU）、内存、硬盘、显示器、键盘、鼠标等；软件是指计算机用来控制和管理硬件的程序。
1. 中央处理器（CPU）中央处理器是计算机的大脑，它负责执行所有的计算和控制任务。
CPU由控制单元和算术逻辑单元组成，控制单元负责指挥各个部件的工作，算术逻辑单元负责进行各种数学和逻辑运算。
2. 内存内存是计算机用来存储数据和指令的地方，它分为主存和辅存两部分。
主存储器（RAM）是计算机运行时临时存储数据和程序的地方，辅助存储器（如硬盘）用来长期存储数据和程序。
3. 输入输出设备输入输出设备用来与计算机进行信息交互。
输入设备包括键盘、鼠标、摄像头等，用于将外部信息输入到计算机；输出设备包括显示器、打印机、音箱等，用于将计算机处理后的结果输出给用户。
二、计算机的工作原理计算机的工作原理可以简单概括为四个步骤：取指令、解码指令、执行指令和存储结果。
1. 取指令计算机从内存中依次读取指令，并将其保存在指令寄存器中。
指令寄存器会记录当前正在执行的指令的地址。
2. 解码指令控制单元会对指令进行解码，根据指令的类型和操作码确定下一步的操作。
3. 执行指令根据指令的类型和操作码，CPU会执行相应的运算或操作。
例如，如果指令是加法运算，则CPU会将指定地址中的两个数相加并将结果存储在指定寄存器中。
4. 存储结果执行完指令后，CPU会将计算的结果存储起来，以便后续使用。
结果可以存储在寄存器、内存或其他设备中，取决于指令的要求。
总结：计算机的基本组成包括中央处理器、内存和输入输出设备。
它的工作原理包括取指令、解码指令、执行指令和存储结果四个步骤。
计算机的基本组成与工作原理
运算器主要完成算术运算和逻辑运算，实现对数据的加工与处理。
①算术逻辑运算单元〔ALU〕：主要用于完成加、减、乘、除等算术运算和与、或者、非等逻辑运算，以及移位、求补等操作。
②标志存放器：用于存放算术、逻辑运算过程中产生的状态信息。
③累加器〔ACC〕：用于暂存运算结果以及向 ALU 提供运算对象。
发出指令脉冲，控制机器各个部件协调一致地工作。
从内存取指令和执行指令。
从内存中取出指令，并指出下一条指令在内存中的位置，将取出的指令送入指令存放器，启动指令译码器对指令发展分析，最后发出相应的控制信号和定时信息，控制和协调计算机的各个部件有条不紊的工作，以完成指令所规定的操作。
①程序计数器〔PC〕②指令存放器〔IR〕③指令译码器：对现行指令发展分析，确定指令类型、指令所要完成的操作以及寻址方式。
④时序部件：用于产生时序脉冲和节拍电位以控制计算机各局部有序地工作。
⑤状态/条件存放器：用于保存指令执行完成后产生的条形码。
比方：计算是否溢出、结果为正还是为负等。
此外，该存放器还保存中断和系统工作状态等信息。
⑥微操作信号发生器：根据指令提供的操作信号、时序产生器提供的时序信号，以及各功能部件反响的状态信号等综合特定的操作序列，从而完成对指令的执行控制。
存放器是CPU 内部的暂时存储单元，既可以用来存放数据和地址，也可以用来存放控制信息或者CPU 工作时的状态。
增加存放器的数量，就可以使CPU 把执行程序时所需的数据尽可能地放在存放器中，从而减少访问内存的次数，进步其运行速度。
但是存放器的本钱很高，因此必须在性能和本钱之间取个平衡点。
①累加器：是一个数据存放器，在运算过程中暂时存放被操作数和中间运算结果，是CPU 中使用最频繁的存放器，但累加器不能用于长期地保存一个数据。
②指令存放器：用于存放正在执行的指令。
③标志存放器：用于记录运算中产生的标志信息，普通存放指令执行结果的状态信息。
典型的标志如下：*进位标志位〔C〕：当运算结果最高位产生进位时置“1”。
计算机组成与基本工作原理
输入设备 输入设备是用来接受用户输入的原始数据 和程序，并将它们变为计算机能识别的二 进制数存放到内存中。常用的输入设备有 键盘、鼠标、扫描仪等。
输出设备 输出设备用于将存放在内存中由计算 机处理的结果转变为人们所能接受的 形式。常用的输出设备有显示器、打 印机等。
微机显示系统由显示器和显示控制适配卡 （Adapter，简称显示适配卡或显示卡）组成。 显示器 显示器又称监视器（Monitor），是微机系统的标 准输出设备，它能快速地将计算机输入的原始信 息和运算结果直接转换成人能直接观察和阅读的 光信号，输出信息可以是字符、汉字、图形或图 像。 按所使用的器件，显示器可分为以阴极射线管为 核心的CRT显示器与平板显示器。 显示器的主要技术指标：像素、点距和分辨率、 扫描方式。
Mn
DRAM
外存 n
低成本
外存 外存 ... 1 2
外存
硬盘、光盘、U盘等
信息的存储单位
位（Bit）：度量数据的最小单位
字节（Byte）：最常用的基本单位
b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0 1 0 0 1 0 1 0 1 =27+ 24+ 22+ 20 K 字节 1K = 1024 byte M（兆）字节 1M = 1024 K G（吉） 字节 1G = 1024 M T（太）字节 1T = 1024 G
微机结构示意图
地址总线 AB
CPU
存 储 器
I/O 接 口
输 入 设 备
I/O 接 口
输 出 设 备
数据总线 DB
控制总线 CB
微机的硬件由CPU、存储器、输入/输出设备构成； 输入/输出设备通过I/O接口与系统相连； 各部件通过总线连接。
计算机工作原理 通俗讲解
计算机工作原理通俗讲解计算机工作原理是指计算机进行数据处理和信息传输的基本原理。
通俗地说，计算机就像是一个强大而聪明的计算工具，它能够按照我们事先设定的规则进行各种运算和操作。
首先，计算机的工作原理离不开硬件和软件的合作。
硬件包括中央处理器（CPU）、内存、硬盘、显示屏等，而软件则是指安装在计算机中的各种程序和操作系统。
计算机的硬件是执行运算和数据存储的基石，而软件则指导计算机进行具体的工作。
对于计算机而言，最基本的工作就是数据的输入、处理和输出。
当我们通过键盘、鼠标或其他设备将数据输入到计算机中时，计算机会通过输入设备将数据转化为电信号，并传送给中央处理器。
中央处理器是计算机的“大脑”，它能够执行各种算术和逻辑运算。
计算机内的内存则用来存储运算中所需的数据和计算结果。
计算机通过运算和处理，将输入的数据转化为有用的信息。
这个过程中，计算机会根据我们事先设定的程序和指令，按照特定的运算规则进行计算。
所有的计算都是基于二进制系统进行的，即由0和1组成的数字编码。
计算机能够在极短的时间内进行海量的二进制运算，从而高效地完成各种复杂的数据处理任务。
计算机的工作原理也包括了数据的存储和传输。
计算机的硬盘和内存作为主要的存储介质，可以保存数据和程序。
在计算机运行过程中，数据会被读取到内存中进行处理，处理结果也会被保存到内存或硬盘中以备后续使用。
此外，计算机还通过各种外部设备进行数据的输入和输出，比如打印机、显示器、音响等。
计算机工作原理的核心在于信息的传输。
数据和指令通过计算机内部的总线进行传输，这是一种高速的通信线路。
总线连接了中央处理器、内存和各种输入输出设备，它们之间可以传递电信号和数据，实现各种信息的交流和传递。
总之，计算机工作原理可以概括为输入、处理、存储、输出和传输。
无论是进行复杂的计算还是进行简单的文字处理，计算机都是按照这个基本原理来工作的。
理解计算机工作原理对于我们掌握和使用计算机至关重要。
计算机的基本组成和工作原理
（4）字长：一个字所包含的二进制位数称为字长。 字长一般是字节的整数倍。
（5）主频：是指CPU工作时的时钟频率，是考察 CPU运行速度的主要参数，主频率越高，运行速度越 快。
2.1.4 存储器
1、存储器是计算机的记忆部件，用来存储程序和数据。 2、存储器分为：内存储器和外存储器。 （1）内存储器
计算机硬件基本组成图
程序 数据
运算器
控制器
输 入 设 备
CPU
数据 结果 指令 地址
存储器
输 出 结果 设 备
3、CPU（中央处理单元）=运算器+控制器 微型计算机中，将CPU做在一片大规模集成电路上。 ★主机：运算器、控制器、内存储器加上输入、输出接 口电路一起称为计算机的主机。
★外设：把各种输入、输出设备和外存储器通称为计算 机的外围设备，简称外设。
软盘 硬盘
2.2 计算机的基本工作原理
计算机的基本工作原理是美籍匈牙利科学家 冯·诺依曼于1946年首先提出来的。
基本思想：
（1）计算机：由运算器、控制器、存储器、输 入设备、输出设备组成。
（2）程序和数据在计算机中用二进制数表示。
（3）计算机的工作过程是由存储程序控制的。
存储程序与程序控制原理
（3）一条指令通常由两部分组成：操作码和操作数。 操作码用来规定指令进行什么操作，而操作数则表示 指令操作的对象。
2.1.2 运算器 运算器是执行算术运算和逻辑运算的部件，它的任 务是对信息进行加工处理。 运算器由算术逻辑单元（ALU）、累加器、状态寄存器 和通用寄存器组成。
算术逻辑单元：完成算术运算和逻辑运算及移位、求补操作。 累加器：用于暂存操作数和运算结果。 状态寄器：存放算术逻辑单元在工作中产生的状态信息。 通用寄存器：一组寄存器，运算时用于暂存操作数和数据地址。
1-2计算机的工作原理和组成
1-2计算机的工作原理和组成A理论部分前面，已经涉及了微型计算机系统的组成框图的内容，为了更好的理解计算机的组成，我们先来简要的明确计算机的工作原理：一、计算机工作原理计算机之所以能脱离人的干预，自动进行数据处理、解决问题，是因为人预先将指令输入到计算机存储器（外存），存储器让指令都带有相应的地址；计算机工作后，中央处理器（CPU）中的控制器根据地址通过数据总线将指令送入内存储器，并不断的从内存储器中取指令、在运算器中分析指令（消化理解指令）、把产生的临时信息放在寄存器…此时包括：取指令、分析指令、执行指令，循环往复，直至程序运行结束。
在计算机处理信息中，主要有三种信号在总线上流动：数据流（依赖数据总线，英文是Data Bus）、地址信号（依赖地址总线，英文是Address Bus）、控制信号（依赖控制总线，英文是Control Bus）。
由于CPU的速度越来越快，访问内存速率也越来越快，按目前的技术无法达到理想的数据传输状况。
如用高速、静态RAM，成本太高。
为此在CPU和主存间加上了高速缓冲存储器（Cache），Cache提高了“命中率”和保证Cache的内容与对应的内存的内容一致。
总线（Bus）是信息传送的公共通道。
许多部件间数据传送不是通过分别的不同的线路来传送的，而是输出数据的部件把数据送入总线上（准确的讲是数据总线）,接收数据的部件从Data Bus上取数据。
节省了数据传送的线路，但每一个瞬间，只能有唯一的数据（Data）在Bus上传输，使数据传送速度减慢。
计算机在运行时，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，从存贮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。
接下来，再取出第二条指令，在控制器的指挥下完成规定操作。
依此进行下去，直至遇到停止指令。
程序与数据一样存贮，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是计算机最基本的工作原理。
计算机硬件系统组成及工作原理
计算机硬件系统组成及工作原理一、计算机硬件系统组成任何一台计算机，都是由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大功能部件组成，其结构框图如网1—1所示。
1．运算器运算器是对数据进行运算的部件，它能够快速地对数据进行加、减、乘、除等基本算术运算及“与”、“或”、“非“等逻辑运算。
在运算过程中，运算器不断得到由存储器提供的数据，运算后把结果(包括中问结果)送回存储器保存起来。
整个运算过程是在控制器统一指挥下，按程序中绢诽的操作次序进行的。
运算器主要由算术逻辑单元(A小hme小L08ic Un入简称Aeu)、寄存器以及一些控制数据传送的电路组成。
算术逻辑单元是运算器中实现算术和逻辑运算的电路；寄存器是运算器中的数据暂存器，在运算器中往往设置多个寄存器，每个寄存器能够保存一个数据。
寄存器可以直接为算术逻辑单元提供参加运算的数据，运算的中间结果也可以保存在寄存器中。
这样，一个简单的运算过程就可以在运算器内部完成，避免了频繁地与存储器打交道的工作，从而提高了运算速度。
Atmel代理运算器中还设有标志寄存器，它用来存放运算结果的特征．如进位标志(c)、零标志(Z)、符号标志(s)等。
在不同的机器中，标志寄存器的标志位有不同的规定。
2．控制器控制器是计算机的控制中心，计算机的工作就是在控制器的控制下有条不亲地协调工作。
控制器通过地址访问内存储器，逐条取出选中单元的指令，分析指令，并根据指令码产生相应的控制信号作用于其他各个部件，控制这些部件完成指令要求的操作。
上述过程周而复始，保证了计算机能自动、连续地工作。
控制器主要由指令计数器(又称程序计数器)、指令寄存器、指令译码器、时序电路及操作控制器等电路组成。
当计算机执行程序时，指令计数器中保存的是耍执行的下一条指令的地址，控制器根据这个地址，从内存中取出指令并送人指令寄存器。
指令译码器对指令寄存器中的指令代码进行分析后，发出各种相应的操作命令，指挥计算机的有关部件进行工作，比如一次内存读／写操作，一个算术／逻辑运算操作，或一个输入／输出操作等。
计算机基本组成和工作原理
注意：在我们使用完USB移动存储器时，一定要在计算机上进行“安全删除硬 件”的操作。等WINDOWS通知可以移除设备时，才可以从USB接口中拔出设 备
3.输入，输出设备
将信息输入到计算机中的设备，叫做输入 设备。键盘和பைடு நூலகம்标是计算机最基本的输入设 备，用于向计算机输入指令、数据等。常见 的输入设备有麦克风、扫描仪、数码相机 （DC）和数码摄像机（DV）等。 具有输出计算机结果和数据信息等功能 的 设备，叫做输出设备。显示器，打印机和音 箱是计算机常见的输出设备。
十 进 制
试做下表
0 1 2
3
4
5
6
7 8
9
10
二 进 制
0 1 10 11
101 110
1000 1001
计算机中常用的存储单位有位、字节和字长等。
位（bit）：用来存放二进制的0或1的一个位数称为位，也称为比特。位 是计算机中表示数据的最小单位。 字节(byte):规定8位二进制数位为一个字节（简称B）。字节是表示存储 容量的最基本单位。 字长（word）：计算机一次能存储加工和传递的数据字节 的长度称为字 长。
字长用来衡量计算机处理信息的能力，计算机字长的值越大，计算机系 统在相同时间内能够传输、处理的信息量越多，支持的指令数量 也就越 多。
计算机存储信息的空间的大小称为存储容量。存储一个ASCII字符占一个 字节，存储一个汉字占两个字节。常用 的存储容量单位还有千字节 （KB）、兆字节（MB）、千兆字节（GB）和万亿字节（TB）。它们之 间的换算关系为 1 KB＝1024B 1 MB=1024 KB 1 GB=1024MB 1TB=1024GB
◆计算机软件系统
我们要用计算机绘图、写文章、上网和听音乐 等，除必须具备一台计算机外，还要有相应软件 才能进行。计算机软件分为系统软件和应用软件 两大类。
计算机组成原理
计算机组成原理—学习总结计算机概述计算机的基本组成:•存储器:实现记忆功能的部件用来存放计算程序及参与运算的各种数据•运算器:负责数据的算术运算和逻辑运算即数据的加工处理•控制器:负责对程序规定的控制信息进行分析,控制并协调输入,输出操作或内存访问•输入设备:实现计算程序和原始数据的输入•输出设备:实现计算结果输出组成的联系:•图一计算机的工作过程:•用户打开程序•系统把程序代码段和数据段送入计算机的内存•控制器从存储器中取指令•控制器分析,执行指令,为取下一条指令做准备•取下一条指令,分析执行,如此重复操作,直至执行完程序中全部指令,便可获得全部指令冯·诺依曼机制:•程序存储•采用2进制计算机系统的体系结构:•图二数据概述数据信息的两种基本方法:•按值表示:要求在选定的进位制中正确表示出数值，包括数字符号，小数点正负号•按形表示:按一定的编码方法表示数据信息的存储单位:• 1KB=2^10B=1024Byte• 1MB=2^20B=1024KB• 1GB=2^30B=1o24MB• 1TB=2^40B=1024GB浮点表示法:公式:N=2^(+-e)*(+-s)说明:•E为阶码它是一个二进制正整数•阶符（Ef）E前的+—为阶码的符号•S称为尾数它是一个二进制正小数•尾符（Sf）S前的+—为尾数的符号•“2”是阶码E的底线R进制表示法:计算机中常用的进制数的表示:进位制二进制八进制十进制十六进制规则逢二进一逢八进一逢十进一逢十六进一基数R=2R=8R=10R=16数码 0、10…70…90…F权2^i 8^i 10^i16^i形式表示 B Q D H 不同进制之间的转化:•十进制与R进制转换:十进制转R进制:整数的转化:“采用除R取余法”，从最后一次除得余数读取.小数部分的转化:“采用乘R取整数”将所得小数从第一次乘得整数读起，就是这个十进制小数所对应的R进制小数R进制转十进制:使用权相加，即将各位进制数码与它对应的权相乘，其积相加，和数即为该R进制数相对应的十进制数•二进制，八进制，十六进制转化:•（二进制八进制）“三位并一位”•（八进制二进制）“一位拆三位”•（二进制十六进制）“四位并一位”•（十六进制二进制）“一位拆四位”•（十六进制八进制）“一位拆两位”•（八进制十六进制）“二位并一位”原码,反码,补码,BCD码:二进制的原码,反码及补码:•真值:一个数的正号用“+”表示,负号用“—”表示,即为该数真值•机器数:以0表示整数的符号,用1表示负数的符号,并且每一位数值也用0,1表示,这样的数叫机器数也叫机器码•原码:数的原码表示在机器中用符号位的0和1表示数的正负号,而其余表示其数本身•反码:•对于正数其反码与原码相同•对于负数其反码与原码的符号位不变数值各位取反即0变1,1变0•补码:•对于正数其补码与原码相同•对于负数补码与原码的符号位不变,数值各位取反,末尾加1原码,反码,补码之间的关系:BCD码:(二→十进制) 用思维二进制代码对一位十进制数进行编码例：(931)10=(1001 0011 0001)2BCD奇偶校验码:0000000001000001000100010 000112001000100 001013001100111 001104010001000 01001二进制四则运算:运算规则:•加法规则:0+0=0;0+1=1+0=1 1+1=1•减法规则:0-0=0;1-0=1;1-1=0;0-1=1•乘法规则:0*0=0;0*1=1*0=0;1*1=1•除法规则:0∕1=0;1∕1=1运算公式:•【X】补+【Y】补=【X+Y】补•【X-Y】补=【X+(-Y)】补=【X】补+【-Y】补逻辑运算:•定义:实现了逻辑变量之间的运算•分类:•逻辑加法(‘或’运算)•逻辑乘法(‘与’运算)•逻辑否定(‘非’运算)逻辑运算:•‘或’:•运算规则:0∪0=0;0∪1=1;1∪0=1;1∪1=1【1—真,0—假】•运算式:C=A∪B 或C=A+B(只有决定某一事件条件中有一个或一个以上成立,这事件才能发生)•‘与’:•运算规则:0∩0=0;0∩1=0;1∩0=0;1∩1=1•运算式:C=A∩B 或C=A－B 或C=A*B(只有决定某一事件的所有事件全部具备,这事才能发生)•‘非’:•运算规则:ō = 1;ī = 0•运算式:C=A(当决定某一事件的条件满足时,事件不发生,反之事件发生)•‘异或’:•运算规则:0异或0=0;0异或1=1;1异或0=1;1异或1=0•运算式:C=A异或B【相同为0,不同为1】逻辑代数常用公式•0-1律:A+0=A;A*0=0•重叠律:A+1=1;A*1=A;A+A=1;A*A=A•互补律:A*(!A)=0;A+(!A)=1•又拾律:!(!A)=A•交换律:A+B=B+A;A*B=B*A•结合律:A+(B+C)=(A+B)+C;A*(B*C)=(A*B)*C•分配率:A*(B+C)=A*B+A*C;A+(B*C)=(A+B)*(A+C)•摩尔定律:!(A+B)=(!A)*(!B);!(A*B)=(!A)+(!B)总线定义:连接计算机各部件之间或各计算机直接的一束公共信息线,它是计算机中传送信息代码的公共途径特点:•同一组总线在同一时刻只能接受一个发送源,否则会发生冲突•信息的发送则可同时发送给一个或多个目的地分类:•传送分类•串行总线二进制各位在一条线上是一位一位传送的•并行总线一次能同时传送多个二进制位数的总线•信息分类•数据总线在中央处理器与内存或I/0设备之间传送数据•地址总线用来传送单元或I/O设备接口信息•控制总线负责在中央处理器或内存或外设之间传送信息•对象位置分类•片内总线指计算机各芯片内部传送信息的通道<I^2C总线,SPL总线,SCI总线> •外部总线微机和外部设备之间总线用了插件板一级互连<ISA总线,EISA总线,PCI 总线>•系统总线微机中各插件与系统板<USB总线,IEEE-488总线,RS-485总线,RS-232 -C总线>总线标准依据:物理尺寸,引线数组,信号含义,功能和时序,工作频率,总线协议中央处理器运算器组成:•算术逻辑单元(ALU)•通用寄存器组(R1 ~Rn)•多路选择器(Mn)•标志寄存器(FR)控制器组成:•时标发生器(TGU)•主脉冲振荡器(MF)•地址形成器(AGU)•程序计数器(PC)•指令寄存器(IR)•指令译码器(ID)总线:•数据总线(DBUS)•地址总线(ABUS)•控制总线(CBUS)CPU运行原理图:CPU主要性能指标:•主频:CPU内部工作的时钟频率,是CPU运算时工作频率•外频:主板上提供一个基准节拍供各部件使用,主板提供的节拍成为外频•信频:CPU作频率以外频的若干倍工作,CPU主频是外频的倍数成为CPU的信频,这CPU 工作频率=信频*外频•基本字长:CPU一次处理的二进制数的位数•地址总线宽度:地址总线宽度(地址总线的位数)决定了CPU可以访问的存储器的容量,不同型号的CPU总线宽度不同,因而使用的内存的最大容量也不一样•数据总线宽度:数据总线宽度决定了CPU与内存输入∕输出设备之间一次数据传输的信息量存储器定义:计算机存储是存放数据和程序的设备分类:•主存储器:也称内存,存储直接与CPU交换信息,由半导体存储器组成•辅助存储器:也称外存,存放当前不立即使用的信息,它与主存储器批量交换信息,由磁带机,磁带盘及光盘组成存储层次:内存与外存的比较:主存辅存类型ROM RAM软盘硬盘光盘造价高高低++低低+速度快快慢++慢慢+容量小+小———断电有无有有有主存:功能:主存储器是能由CPU直接编写程序访问的存储器,它存放需要执行的程序与需要处理的数据,只能临时存放数据,不能长久保存数据组成:•存储体(MPS):由存储单元组成（每个单元包含若干个储存元件,每个元件可存一位二进制数）且每个单元有一个编号,称为存储单元地址（地址）,通常一个存储单元由8个存储元件组成•地址寄存器(MAR):由若干个触发器组成,用来存放访问寄存器的地址,且地址寄存器长度与寄存器容量相匹配（即容量为1K,长度无2^10=1K）•地址译码器和驱动器•数据寄存器(MDR):数据寄存器由若干个触发器组成,用来存放存储单元中读出的数据,或暂时存放从数据总线来的即将写入存储单元的数据【数据存储器的宽度（w）应与存储单元长度相匹配】主要技术指标:•存储容量:一般指存储体所包含的存储单元数量（N）•存取时间(TA):指存储器从接受命令到读出∕写入数据并稳定在数据寄存器（MDP）输出端•存储周期(TMC):两次独立的存取操作之间所需的最短时间,通常TMC比TA长•存取速率:单位时间内主存与外部（如CPU）之间交换信息的总位数•可靠性:用平均故障间隔时间MTBF来描述,即两次故障之间的平均时间间隔高速缓冲存储器:定义:高速缓冲存储器是由存取速率较快的电路组成小容量存储单元,即在内存的基础上,再增加一层称为高速缓冲存储器特点:比主存快5 ~10倍虚拟存储器:它是建立在主存-辅存物理结构基础之上,由附加硬件装置及操作系统存储管理软件组成的一种存储体系,它将主存与辅存的地址空间统一编址,形成一个庞大的存储空间,因为实“际上CPU只能执行调入主存的程序,所以这样的存储体系成为“虚拟存储器”ROM与RAMRAM(随机存储器)可读出,也可写入,随机存取,意味着存取任一单元所需的时间相同,当断电后,存储内容立即消失,称为易失性ROM(只读存储器)•定义:ROM一旦有了信息,不易改变,结构简单,所以密度比可读写存储器高,具有易失性•分类:•固定掩模型ROM（不能再修改）•PROM可编程之读存储器（由用户写入,但只允许编程一次）•EPROM可擦除可编程只读存储器(可用紫外线照射擦除里面内容)•E2PROM电擦除可编程只读存储器（由电便可擦除里面内容）辅存(硬盘)说明:是以铝合金圆盘为基片,上下两面涂有磁性材料而制成的磁盘优点:体积小,重量轻,防尘性好,可靠性高,存储量大,存取速度快,但多数它们固定于主机箱内,故不便携带,价格也高于软盘性能指标:转速,超频性能,缓存,单碟容量,传输模式,发热量,容量,平均等待时间硬盘组成图:注意:在整颗磁碟的第一个磁区特别的重要,因为他记录了整颗磁碟的重要资讯！磁碟的第一个磁区主要记录了两个重要的资讯,分别是：•主要启动记录区(Master Boot Record, MBR)：可以安装启动管理程序的地方,有446 byt es<MBR是很重要的,因为当系统在启动的时候会主动去读取这个区块的内容,这样系统才会知道你的程序放在哪里且该如何进行启动>•分割表(partition table)：记录整颗硬盘分割的状态,有64 bytes磁盘分区表(partition table):利用参考对照磁柱号码的方式来切割硬盘分区！在分割表所在的64 bytes容量中,总共分为四组记录区,每组记录区记录了该区段的启始与结束的磁柱号码. 若将硬盘以长条形来看,然后将磁柱以直条图来看,那么那64 bytes的记录区段有点像底下的图示：上图中我们假设硬盘只有400个磁柱,共分割成为四个分割槽,第四个分割槽所在为第301到400号磁柱的范围.由於分割表就只有64 bytes而已,最多只能容纳四笔分割的记录, 这四个分割的记录被称为主要(Primary)或延伸(Extended)分割槽. 根据上面的图示与说明,我们可以得到几个重点资讯：•其实所谓的『分割』只是针对那个64 bytes的分割表进行配置而已！•硬盘默认的分割表仅能写入四组分割资讯<主要分割与扩展分配最多可以有四条(硬盘的限制)>•这四组分割资讯我们称为主要(Primary)或延伸(Extended)分割槽•扩展分配最多只能有一个(操作系统的限制)•逻辑分割是由扩展分配持续切割出来的分割槽,如果扩展分配被破坏,所有逻辑分割将会被删除•能够被格式化后,作为数据存取的分割槽为主要分割与逻辑分割.扩展分配无法格式化•分割槽的最小单位为磁柱(cylinder)•逻辑分割的数量依操作系统而不同,在Linux系统中,IDE硬盘最多有59个逻辑分割(5号到63号), SATA硬盘则有11个逻辑分割(5号到15号)•当系统要写入磁碟时,一定会参考磁盘分区表,才能针对某个分割槽进行数据的处理总结:•扇区(Sector)为最小的物理储存单位，每个扇区为512 bytes；•将扇区组成一个圆，那就是磁柱(Cylinder)，磁柱是分割槽(partition)的最小单位；•第一个扇区最重要，里面有：(1)主要启动区(Master boot record, MBR)及分割表(partitio n table)，其中MBR 占有446 bytes，而partition table 则占有64 bytes。
计算机的基本组成及工作原理
计算机的基本组成及工作原理一、计算机的基本组成计算机是由硬件和软件两部分组成的。
硬件部分包括中央处理器、内存、输入输出设备和存储设备等，软件部分则包括操作系统和各种应用程序。
1.中央处理器（CPU）中央处理器是计算机的核心部件，负责处理计算机的各种指令和数据。
它由算术逻辑单元（ALU）、控制单元（CU）和寄存器组成。
ALU负责进行各种算术和逻辑运算，CU负责控制指令的执行和数据的传输，而寄存器用于存储指令和数据。
2. 内存（Memory）内存是计算机用于暂时存储数据和指令的地方，也叫做主存或随机存取存储器（RAM）。
它由许多存储单元组成，每个存储单元可以存储一个字节（8位）的数据。
内存的容量决定着计算机能够同时存储和处理的数据量。
3.输入输出设备输入输出设备用于将外部的数据和指令输入到计算机内部，以及将计算机内部的结果输出到外部。
常见的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪等，而输出设备则包括显示器、打印机等。
4.存储设备存储设备用于永久地存储数据和程序，包括硬盘、光盘和闪存等。
与内存不同，存储设备的数据不会因为断电而丢失。
二、计算机的工作原理计算机的工作原理可以概括为输入、处理、输出和存储四个步骤。
1.输入输入步骤是将外部的数据和指令输入到计算机内部。
用户可以通过键盘输入数据，通过鼠标点击或触摸屏操作控制计算机。
此外，还可以通过扫描仪等设备对纸质文档进行数字化处理，输入到计算机。
2.处理处理步骤是计算机执行各种加工、运算和控制操作。
计算机根据存储在内存中的指令，从内存中读取数据，并将其送入中央处理器进行处理。
例如，中央处理器可以进行算术运算、逻辑运算、数据传输等操作，以及控制计算机的其他硬件设备。
3.输出输出步骤是将计算机处理后得到的结果输出到外部。
计算机可以通过显示器、打印机、音响等输出设备将数据、图像或声音输出到用户可以感知的形式。
4.存储存储步骤是将数据和程序存储到内存和存储设备中，以便长期保存。
计算机硬件和软件的基本原理
计算机硬件和软件的基本原理计算机硬件和软件是构成计算机系统的两个核心组成部分。
计算机硬件包括了计算机的物理组件，如中央处理器（CPU）、内存、硬盘、显卡等；而计算机软件则是指安装在计算机硬件上的操作系统、应用程序以及编程语言等。
本文将介绍计算机硬件和软件的基本原理，帮助读者更好地理解计算机系统的工作原理。
一、计算机硬件的基本原理1. 中央处理器（CPU）的作用和原理中央处理器是计算机系统的核心组件，它负责执行计算机指令、控制计算机的运行以及处理数据。
CPU由运算器和控制器组成，运算器用于执行算术和逻辑运算，控制器则用于控制计算机的各个部件协调工作。
CPU通过时钟信号以及内部电路的协作来实现指令的执行和数据的处理。
2. 内存的作用和工作原理内存是计算机硬件中的重要组成部分，用于存储运行中的程序和数据。
内存分为主存储器和辅助存储器，主存储器包括随机访问存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
RAM是可以读写的存储器，用于存储操作系统、应用程序和数据，而ROM则用于存储固化的程序和数据。
内存的工作原理是通过地址线和数据线进行读写操作。
3. 硬盘和固态硬盘的原理硬盘和固态硬盘是计算机数据存储的设备，用于存储大量的程序和数据。
硬盘通过机械部件旋转磁盘和读写磁头实现数据的读写操作，而固态硬盘则通过闪存芯片来存储数据，具有读写速度快、抗震抗压能力强的特点。
4. 显卡的作用和工作原理显卡是计算机的图形处理器，用于将计算机产生的图形信号转化成显示器可以显示的图像。
显卡通过接口与计算机主板连接，并通过内部电路和高速缓存来加速图像处理和显示效果。
二、计算机软件的基本原理1. 操作系统的作用和原理操作系统是计算机软件的核心，它负责管理计算机硬件资源，并提供给用户一个友好的界面以及各种功能。
操作系统通过调度算法、文件管理和内存管理来实现对计算机的控制和管理。
2. 应用程序的开发和运行原理应用程序是指安装在计算机上的各种软件，如办公软件、图像处理软件、游戏软件等。
1.2 计算机的组成及工作原理
功能键
编辑键
CRT显示器
LCD显示器
返 回
输出设备---显示器
性能指标：
分 辨 率： 用水平显示的像素个数 × 水平扫描线数表示来表
示。 屏幕大小：显示区域的大小，如17寸、19寸等。
点
间
距：指屏幕上两个颜色相同的荧光点之间的最短距离。
刷新频率：分为垂直刷新频率和水平刷新频率。 色 彩 数：指显示器的色彩还原能力。
I/O设备 I/O子系统
四、存储器
微型计算机存储器分内部存储器和外部存储器 内部存储器 访问速度快 信息暂时性 相对价格高 外部存储器
访问速度慢
信息永久性 相对价格低
存储器容量单位
1Byte = 8 bit 1 KB = 210 Byte 1 MB = 210 KB 1 GB = 210 MB 1 TB = 210 GB 1 PB = 210 TB
外存储器（辅存）
输入设备
内存储器 （主存）
输出设备
运算器
控制器
数据流 地 址 控制流
中央处理器（CPU）
计算机的工作原理
原始数据
取数
I/O设备 内存储器
指令
运算器 存数
结果
存取命令
输入/输出命令
控制器
运算命令
计算机系统组成
一个计算机系统主要由 “硬件”和 “软件”两大系统组成。
计算机系统、计算机组成的基本概念和原理
计算机系统是由硬件系统和软件系统两大部分组成。
计算机硬件是构成计算机系统各功能部件的集合。
是由电子、机械和光电元件组成的各种计算机部件和设备的总称，是计算机完成各项工作的物质基础。
计算机硬件是看得见、摸得着的，实实在在存在的物理实体。
计算机软件是指与计算机系统操作有关的各种程序以及任何与之相关的文档和数据的集合。
其中程序是用程序设计语言描述的适合计算机执行的语句指令序列。
没有安装任何软件的计算机通常称为“裸机”，裸机是无法工作的。
如果计算机硬件脱离了计算机软件，那么它就成为了一台无用的机器。
如果计算机软件脱离了计算机的硬件就失去了它运行的物质基础；所以说二者相互依存，缺一不可，共同构成一个完整的计算机系统。
计算机硬件系统的基本组成及工作原理
计算机硬件系统的基本组成及工作原理现代计算机是一个自动化的信息处理装置，它之所以能实现自动化信息处理，是由于采用了“存储程序”工作原理。
这一原理是1946年由冯 · 诺依曼和他的同事们在一篇题为《关于电子计算机逻辑设计的初步讨论》的论文中提出并论证的。
这一原理确立了现代计算机的基本组成和工作方式。
⑴ 计算机硬件由五个基本部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。
⑵ 计算机内部采用二进制来表示程序和数据。
⑶ 采用“存储程序”的方式，将程序和数据放入同一个存储器中 内存储器），计算机能够自动高速地从存储器中取出指令加以执行。
可以说计算机硬件的五大部件中每一个部件都有相对独立的功能，分别完成各自不同的工作。
五大部件实际上是在控制器的控制下协调统一地工作。
首先，把表示计算步骤的程序和计算中需要的原始数据，在控制器输入命令的控制下，通过输入设备送入计算机的存储器存储。
其次当计算开始时，在取指令作用下把程序指令逐条送入控制器。
控制器对指令进行译码，并根据指令的操作要求向存储器和运算器发出存储、取数命令和运算命令，经过运算器计算并把结果存放在存储器内。
在控制器的取数和输出命令作用下，通过输出设备输出计算结果。
1．运算器 ALU）运算器也称为算术逻辑单元ALU Arithmetic Logic Unit）。
它的功能是完成算术运算和逻辑运算。
算术运算是指加、减、乘、除及它们的复合运算。
而逻辑运算是指“与”、“或”、“非”等逻辑比较和逻辑判断等操作。
在计算机中，任何复杂运算都转化为基本的算术与逻辑运算，然后在运算器中完成。
2．控制器 CU）控制器CU Controller Unit）是计算机的指挥系统，控制器一般由指令寄存器、指令译码器、时序电路和控制电路组成。
它的基本功能是从内存取指令和执行指令。
指令是指示计算机如何工作的一步操作，由操作码 操作方法）及操作数 操作对象）两部分组成。
控制器通过地址访问存储器、逐条取出选中单元指令，分析指令，并根据指令产生的控制信号作用于其它各部件来完成指令要求的工作。
简述计算机的基本工作原理
简述计算机的基本工作原理计算机的基本工作原理是基于二进制数系统的数据处理和控制。
计算机通过处理和操作二进制数据来完成各种任务。
1. 数据的表示：计算机使用二进制数表示所有的数据。
二进制由0和1组成，计算机通过不同的组合方式来表示各种不同的数据类型和值。
2. 存储器：计算机使用存储器来存储和读取数据。
存储器可以分为主存储器和辅助存储器。
主存储器包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM），其中RAM用于存储正在运行的程序和临时数据，而ROM则用于存储不可修改的程序和数据。
辅助存储器包括硬盘驱动器和光盘驱动器，用于长期存储数据。
3. 中央处理器（CPU）：CPU是计算机的核心部分，负责执行指令和进行数据处理。
CPU包含控制单元、算术逻辑单元和寄存器等部分。
控制单元负责解释和执行指令，而算术逻辑单元执行各种计算和逻辑操作。
4. 输入和输出设备：计算机通过输入设备接收来自用户的数据和指令，包括键盘、鼠标、触摸屏等。
输出设备则将计算机处理后的数据和结果呈现给用户，包括显示器、打印机、音频设备等。
5. 指令的执行：计算机通过执行指令来完成各种操作。
指令是由多个二进制位组成的命令，用于告诉计算机应该执行什么样的操作。
指令可以包括算术运算、逻辑运算、数据传输等操作。
6. 运算和控制：计算机通过运算器进行数学和逻辑运算，通过控制器来控制指令的执行顺序和数据的传输。
控制器根据程序计数器中存储的地址来获取下一条指令，并在执行完毕后更新程序计数器的值。
7. 程序的执行：计算机执行的程序是一系列指令的集合。
程序由一组指令按照特定的顺序组成，可以根据需要进行分支、循环和重复等操作。
计算机根据程序中的指令逐步执行，直到完成任务或遇到结束指令。
通过上述基本工作原理，计算机能够进行数据的处理、存储和传输等各种操作，实现各种不同的功能和任务。
计算机基本工作原理
计算机基本工作原理计算机是我们生活中不可或缺的一部分，几乎每个人每天都会接触到计算机。
但是，你是否真正了解计算机的基本工作原理呢？本文将介绍计算机的基本工作原理，帮助你更好地理解计算机是如何运行的。
一、计算机的构成计算机主要由硬件和软件两部分组成。
硬件包括中央处理器（CPU）、内存、存储设备、输入设备和输出设备等，而软件包括系统软件和应用软件。
1. 中央处理器（CPU）中央处理器是计算机的核心部件，它执行计算机指令的任务。
它包括运算器和控制器两部分。
- 运算器：负责执行算术和逻辑运算的任务，可以根据指令进行数据的加减乘除等运算。
- 控制器：负责控制计算机的整体工作流程。
它从内存中取出指令，解码并执行，控制各个组件的协调工作。
2. 内存内存是计算机的临时存储设备，也被称为主存或随机存储器（RAM）。
在计算机运行过程中，CPU需要从内存中读取指令和数据进行处理。
内存分为两种类型：易失性存储器和非易失性存储器。
易失性存储器指的是断电后数据会丢失的存储器，而非易失性存储器则可以持久保存数据。
3. 存储设备存储设备主要用于长期保存数据，它包括硬盘、固态硬盘（SSD）和光盘等。
这些设备通过存储介质来记录和读取数据，可以实现数据的长期保存。
4. 输入设备和输出设备输入设备用于向计算机输入数据，例如键盘、鼠标和扫描仪；输出设备用于从计算机获取处理结果，例如显示器、打印机和音响等。
二、计算机的工作过程了解计算机的基本构成后，我们接下来来看看计算机是如何工作的。
计算机的工作过程可以概括为：输入-处理-输出。
下面对每个过程进行详细介绍。
1. 输入输入是指将数据或指令送入计算机。
我们可以通过键盘输入文字、通过鼠标点击进行操作，或者通过传感器采集环境数据，并且将这些数据传输到计算机的输入设备。
2. 处理处理是指计算机对输入的数据和指令进行处理。
计算机会将输入的数据和指令存储在内存中，并利用CPU进行运算和逻辑判断。
CPU从内存中取出指令，通过解码执行，计算出结果，并将结果存储回内存。
简述计算机的工作原理
简述计算机的工作原理计算机的工作原理。
计算机是一种能够进行数据处理和存储的智能设备，它的工作原理是基于一系列的硬件和软件组件相互协作完成的。
在我们日常生活中，计算机无处不在，它们的运行原理对我们的生活和工作有着重要的影响。
接下来，我将简要介绍计算机的工作原理。
首先，我们来看一下计算机的硬件组成。
计算机的硬件主要包括中央处理器（CPU）、内存、硬盘、输入设备和输出设备等。
中央处理器是计算机的大脑，它负责执行各种指令和处理数据；内存用于临时存储数据和程序；硬盘则是用来永久存储数据和程序；输入设备包括键盘、鼠标等，用于向计算机输入数据；输出设备则包括显示器、打印机等，用于从计算机输出数据。
其次，我们来了解一下计算机的工作原理。
当我们输入指令或数据时，这些信息会通过输入设备传输到计算机的内存中。
然后，中央处理器会根据程序的要求对这些数据进行处理，最终将结果输出到输出设备上。
在这个过程中，中央处理器会不断地读取和执行存储在内存中的指令，从而完成各种计算和操作。
另外，计算机的工作原理还涉及到软件的运行。
软件是一系列指令和数据的集合，它们可以被计算机执行以完成特定的任务。
在计算机的工作过程中，软件会被加载到内存中，并由中央处理器执行。
不同的软件可以实现不同的功能，比如操作系统可以管理计算机的硬件资源，应用程序可以实现各种具体的任务。
最后，我们来谈一下计算机的工作原理对我们的生活和工作的影响。
随着计算机技术的不断发展，计算机已经成为了我们生活中不可或缺的一部分。
它们可以帮助我们完成各种复杂的计算和数据处理，提高工作效率；同时，它们也为我们提供了丰富的娱乐和学习资源，极大地丰富了我们的生活。
总之，计算机的工作原理是基于硬件和软件相互协作完成的。
它们通过不断地执行指令和处理数据，完成各种计算和操作。
计算机的工作原理对我们的生活和工作有着重要的影响，它们已经成为了我们生活中不可或缺的一部分。
希望通过本文的介绍，您能对计算机的工作原理有一个更深入的了解。
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计算机系统的组成
微型计算机由硬件系统和软件系统组
成。硬件指的是所能够看得见的组成计算机
的物理设备，例如：显示器、主机等，是构
成计算机的实体；软件是用来指挥计算机完
成具体工作的程序和数据，是整个计算机的
灵魂。
光 驱
主机电源
音 箱
主机
显示器 鼠标
键盘
显示器 键盘
存储器
用来保存出入到计算机中的程序和数据。
存储容量越大，计算机的性能就越好。存储容量的 基本单位是字节（B）、千字节（KB）、兆字节 （MB）和千兆字节（GB）。 他们之间的转换关系如下：
1 KB=1024 B
1 MB=1024KB
1 GB =1024MB
内存
硬磁盘
光盘
U盘
外存储器的盘符
输入输出设备
制作软件flash 等。
微型计算 机系统组
成
计算机的简单工作原理
计算机的工作过程可以简单地分为以下三个步骤： 1、通过输入设备，把程序和待处理的数据，一并送入计算机的内存 中，保存起来； 2、中央处理器自动地逐条取出程序中的每一条指令，按它的要求处 理数据，处理后的结果也同样存入内存中； 3、在中央处理器的控制下，通过输出设备处理结果。
输入设备有：键盘、鼠标、扫描仪、数码相机等； 输出设备有：显示器、打印机、音箱等。
软件系统
1、系统软件 2、应用软件：专为某一目的而编制 的软件。
系统软件有：windowsXP 、 windows 98 、 linux 、dos 等；
应用软件有：字处理软件word 、幻灯片制作软件PowerPoint 、动画
鼠标
主机 光驱 笔记本
微型计算机系统的组成
1、硬件系统 2、软件系统
计算机 系统组 成图解
硬件系统
1、中央处理器 2、存储器 3、输入设备 4、输出设备
中央处理器
中央处理器简称CPU，是计算机的核心部件，信息 生物处理就是由它来完成的。除了要进行运算以外 它还要根据程序的指令，控制和指挥其它部件协调 的工作。