计算机硬件及基本工作原理
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计算机硬件 （Hardware ） 是指由电子 元器件和机 械部件构成 的机器实体， 硬件 也称为硬设 系统 备、机器系 统或裸机。
计算机 系统
软件 系统
计算机系统
主机
中央处理器 内部存储器
运算器 控制器 随机存储器(RAM) 只读存储器(ROM)
外部 设备
输入设备(鼠标、键盘、其他) 输出设备(显示器、打印机、其他) 辅助存储器(软盘、硬盘、光盘、其他)
计算机的工作原理
硬件系统主要包括 运算器、控制器、存储器、输 入设备 和输出设备 五部分。
输入设备
存储器
输出设备
中央处理器：
运算器 控制器
计算机的工作原理
指令及指令系统
1. 指令：让计算机完成某个操作所发出的命令 。
2. 指令格式 :
操作码（OP）：表示一条指令的操作特性和功能
地址码（A）：给出参与操作的数据在存储器中的地址。 指令含义：A OP(A) 取出地址A中的数据进行指令规 定的OP操作，再把操作送回地址A中。
磁道是一组同心圆，各磁道的编号从0开始，最外圈是0 磁道。扇区是软盘存放信息的最小编址单位。
磁盘的存储容量=磁盘面数×每面磁道数×每道扇区数 ×扇区字节数
如： 1.44M的软盘，有80个磁道，每个磁道有18个扇区， 两面都可以存储数据。计算的容量如下：
80×18×2×512≈1440K≈1.44M
3、辅助存储器（外部存储器、外存）
子指令、中断指令等。 ?输入\输出类指令（I/O指令）：用于主机与外设之间交换信
息、用于控制外设的工作、测试外设状态和输入 /输出数据 。
中央处理器
CPU：Central Processing Unit ，中央处理器， 是硬件的核心
一、ＣＰＵ的速度
ＣＰＵ的速度用每秒所能处理的指令条数来衡 量。 （百万条数／秒）
存储的信息将因断电或机器重新启动而丢失。
RAM 可分为动态和静态两大类，即 DRAM 和 SRAM
?ROM ：只读存储器，只能读出信息不能写入信 息，所存储的信息不会由于断电而丢失。
3、辅助存储器（外部存储器、外存） 由磁性材料或光反射材料制成，可长久地存放程序和数
据，只能和内存交换数据。 1）软盘（Floppy Disk ）：必须与软驱一同使用 软盘的基本组成：
ＣＰＵ的速度与“系统时钟”有直接的关系。 系统时钟过一定时间发出信号，调节系统部件的 动作速度，使系统部件协调同步。
主频： ＣＰＵ在一秒钟内完成的工作周期数， 即标准工作频率，称为主频。
CPU的主要参数：
? 字长：在计算机中，作为一个整体参与运算、处 理和传送的一串二进制数，称为一个字。组成该 字的二进制“数”的“位数”称为“字长”。字 长等于 CPU中通用寄存器的位数。因此在用字长 来区分计算机时，常把计算机说成“ 8位机”、 “16位机”、“ 32位机”、“ 64位机”。
? 主频：对同一型号的 CPU还可按他们的主频进一 步加以区分，例： 100、133、166、200、233、 266、300……MHZ ，4GHZ等。主频是表征计算 机运算速度的主要参数。
2、CPU 的组成：控制器和运算器
1）控制器：由程序计数器、指令寄存器、指令译 码器、时序产生器和操作控制器组成，协调和指 挥整个计算机系统工作的部件。
操作码 地址码
OP
A
3. 指令系统： 计算机所能执行的全部指令的集合 。
4. 指令的分类
按功能划分为 4类:
?数据传输类指令：包括寄存器与寄存器之间、寄存器与存储 单元之间、存储单元与存储单元之间的数据传输。
?运算类指令：算术运算指令和逻辑运算指令。 ?程序控制类指令：用于控制程序的流向，包括转移指令、转
功能：? 执行所有的算术运算
? 执行所有的逻辑运算，并进行逻辑测试
存储器
3. 存储器 存储器是计算机用来存储信息的重要功能
部件。 主要功能是存放程序和数据。 存储器分为二种：
内存储器（主存储器） 外存储器（辅助存储器）
2、Biblioteka Baidu存储器（内部存储器、内存）
2）分类：
?RAM ：随机存储器，可由 CPU 直接写入或读出 信息，也可由用户随机存取程序或数据。
塑料基片：涂有磁性材料的塑料圆片 塑料保护套：保护基片 金属挡板：保护读写窗口 定位孔：检查磁盘扇区的起始位置 写保护：防止误操作、避免病毒
3、辅助存储器（外部存储器、外存）
1）软盘（Floppy Disk）： 信息存储：两面都可以存储信息，分别称为 0面和1面，
每面被分成若干个磁道（Track） ，每个磁道又分为若干个 扇区（Sector），每个扇区存储512个字节
系统软件 应用软件
操作系统 语言处理程序
数据库管理系统
其他 应用程序 工具程序 其他
计算机软件 (Software) 是 指各种各样的 指挥计算机工 作的程序或指 令的集合。
一、硬件系统的组成
1、运算器（Arithmetic Logic Unit ）：算术逻辑单元或 ALU，用来进行加、减、乘、除等算术运算以及与、或、 非等逻辑运算。
2、控制器（Control Unit ）：指挥中心，计算机的各部件 在它的指挥下协调工作。
3、存储器（Memory ）：记忆部件，用来存放数据、程序 和计算结果。分为内部存储器和外部存储器。
4、输入设备（Input Equipment ）：向计算机输入程序和 数据，将数据转换成二进制
5、输出设备（Output Equipment ）：输出计算机的处理 结果，将二进制代码转换成人们所熟悉的形式 。
功能： ? 从内存中取出一条指令，并指出下一条 指令在内存中的位置
? 对指令进行译码或测试，产生相应的操作控制 信号，启动规定的动作
? 指挥并控制 CPU 、内存和I/O 设备之间数据传送 的方向
2、CPU的组成：控制器和运算器
2）运算器：由算术逻辑单元（ ALU ）、累 加寄存器、数据缓冲寄存器和状态条件寄存 器组成，是数据加工处理的部件。
1）软盘（Floppy Disk）： 格式化：使用前必须格式化，进行磁道和扇区的划分
注意事项：不要划伤盘片，盘片不能变形、不能受高温、 不能受潮、不要靠近磁性物质、不要强行取出盘片等等
软盘驱动器：对软盘进行读写操作
软驱的主要组成：控制电路板、马 达、磁头定位器和磁头。
计算机 系统
软件 系统
计算机系统
主机
中央处理器 内部存储器
运算器 控制器 随机存储器(RAM) 只读存储器(ROM)
外部 设备
输入设备(鼠标、键盘、其他) 输出设备(显示器、打印机、其他) 辅助存储器(软盘、硬盘、光盘、其他)
计算机的工作原理
硬件系统主要包括 运算器、控制器、存储器、输 入设备 和输出设备 五部分。
输入设备
存储器
输出设备
中央处理器：
运算器 控制器
计算机的工作原理
指令及指令系统
1. 指令：让计算机完成某个操作所发出的命令 。
2. 指令格式 :
操作码（OP）：表示一条指令的操作特性和功能
地址码（A）：给出参与操作的数据在存储器中的地址。 指令含义：A OP(A) 取出地址A中的数据进行指令规 定的OP操作，再把操作送回地址A中。
磁道是一组同心圆，各磁道的编号从0开始，最外圈是0 磁道。扇区是软盘存放信息的最小编址单位。
磁盘的存储容量=磁盘面数×每面磁道数×每道扇区数 ×扇区字节数
如： 1.44M的软盘，有80个磁道，每个磁道有18个扇区， 两面都可以存储数据。计算的容量如下：
80×18×2×512≈1440K≈1.44M
3、辅助存储器（外部存储器、外存）
子指令、中断指令等。 ?输入\输出类指令（I/O指令）：用于主机与外设之间交换信
息、用于控制外设的工作、测试外设状态和输入 /输出数据 。
中央处理器
CPU：Central Processing Unit ，中央处理器， 是硬件的核心
一、ＣＰＵ的速度
ＣＰＵ的速度用每秒所能处理的指令条数来衡 量。 （百万条数／秒）
存储的信息将因断电或机器重新启动而丢失。
RAM 可分为动态和静态两大类，即 DRAM 和 SRAM
?ROM ：只读存储器，只能读出信息不能写入信 息，所存储的信息不会由于断电而丢失。
3、辅助存储器（外部存储器、外存） 由磁性材料或光反射材料制成，可长久地存放程序和数
据，只能和内存交换数据。 1）软盘（Floppy Disk ）：必须与软驱一同使用 软盘的基本组成：
ＣＰＵ的速度与“系统时钟”有直接的关系。 系统时钟过一定时间发出信号，调节系统部件的 动作速度，使系统部件协调同步。
主频： ＣＰＵ在一秒钟内完成的工作周期数， 即标准工作频率，称为主频。
CPU的主要参数：
? 字长：在计算机中，作为一个整体参与运算、处 理和传送的一串二进制数，称为一个字。组成该 字的二进制“数”的“位数”称为“字长”。字 长等于 CPU中通用寄存器的位数。因此在用字长 来区分计算机时，常把计算机说成“ 8位机”、 “16位机”、“ 32位机”、“ 64位机”。
? 主频：对同一型号的 CPU还可按他们的主频进一 步加以区分，例： 100、133、166、200、233、 266、300……MHZ ，4GHZ等。主频是表征计算 机运算速度的主要参数。
2、CPU 的组成：控制器和运算器
1）控制器：由程序计数器、指令寄存器、指令译 码器、时序产生器和操作控制器组成，协调和指 挥整个计算机系统工作的部件。
操作码 地址码
OP
A
3. 指令系统： 计算机所能执行的全部指令的集合 。
4. 指令的分类
按功能划分为 4类:
?数据传输类指令：包括寄存器与寄存器之间、寄存器与存储 单元之间、存储单元与存储单元之间的数据传输。
?运算类指令：算术运算指令和逻辑运算指令。 ?程序控制类指令：用于控制程序的流向，包括转移指令、转
功能：? 执行所有的算术运算
? 执行所有的逻辑运算，并进行逻辑测试
存储器
3. 存储器 存储器是计算机用来存储信息的重要功能
部件。 主要功能是存放程序和数据。 存储器分为二种：
内存储器（主存储器） 外存储器（辅助存储器）
2、Biblioteka Baidu存储器（内部存储器、内存）
2）分类：
?RAM ：随机存储器，可由 CPU 直接写入或读出 信息，也可由用户随机存取程序或数据。
塑料基片：涂有磁性材料的塑料圆片 塑料保护套：保护基片 金属挡板：保护读写窗口 定位孔：检查磁盘扇区的起始位置 写保护：防止误操作、避免病毒
3、辅助存储器（外部存储器、外存）
1）软盘（Floppy Disk）： 信息存储：两面都可以存储信息，分别称为 0面和1面，
每面被分成若干个磁道（Track） ，每个磁道又分为若干个 扇区（Sector），每个扇区存储512个字节
系统软件 应用软件
操作系统 语言处理程序
数据库管理系统
其他 应用程序 工具程序 其他
计算机软件 (Software) 是 指各种各样的 指挥计算机工 作的程序或指 令的集合。
一、硬件系统的组成
1、运算器（Arithmetic Logic Unit ）：算术逻辑单元或 ALU，用来进行加、减、乘、除等算术运算以及与、或、 非等逻辑运算。
2、控制器（Control Unit ）：指挥中心，计算机的各部件 在它的指挥下协调工作。
3、存储器（Memory ）：记忆部件，用来存放数据、程序 和计算结果。分为内部存储器和外部存储器。
4、输入设备（Input Equipment ）：向计算机输入程序和 数据，将数据转换成二进制
5、输出设备（Output Equipment ）：输出计算机的处理 结果，将二进制代码转换成人们所熟悉的形式 。
功能： ? 从内存中取出一条指令，并指出下一条 指令在内存中的位置
? 对指令进行译码或测试，产生相应的操作控制 信号，启动规定的动作
? 指挥并控制 CPU 、内存和I/O 设备之间数据传送 的方向
2、CPU的组成：控制器和运算器
2）运算器：由算术逻辑单元（ ALU ）、累 加寄存器、数据缓冲寄存器和状态条件寄存 器组成，是数据加工处理的部件。
1）软盘（Floppy Disk）： 格式化：使用前必须格式化，进行磁道和扇区的划分
注意事项：不要划伤盘片，盘片不能变形、不能受高温、 不能受潮、不要靠近磁性物质、不要强行取出盘片等等
软盘驱动器：对软盘进行读写操作
软驱的主要组成：控制电路板、马 达、磁头定位器和磁头。