计算机的硬件系统及工作原理

[课题] 计算机硬件及其工作原理
[课型] 理论课
[课时] 1课时
教学方法
讲授法、演示法
授课：
一、计算机硬件系统
计算机硬件系统5大组成部分：
运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备
这5部分通过系统总线完成指令所传达的任务。

系统总线的组成部分：
地址总线、数据总线、控制总线。

计算机硬件系统的工作原理：
计算机接受指令后，由控制器指挥，将数据从输入设备传送到存储器存储起来，在由控制器将需要参加运算的数据传送到运算器进行处理，处理后的结果由输出设备输出。

1、运算器 (ALU)
运算器的主要任务：执行各种算术运算和逻辑运算。

2、控制器
控制器是对输入的指令进行分析，并统一控制和指挥计算
机的各部件完成一定任务的部件。

控制器
集成在一块芯片上，构成中央处理器【CPU】运算器
3、存储器
计算机的存储器可分为两大类：内存储器和外存储器。

（1）内存储器
内存储器简称内存，又称主存，有半导体件制成。

特点：存取速度快，基本上能与CPU速度相匹配。

随机存储器（RAM）
优点：计算机工作时，既可
以从中读取信息，又
可以随时写入信息。

内存储器按功能缺点：计算机断电后丢失数
据。

和存储原理表现形式：以内存条的形式
插在微机中。

只读存储器（ROM）
优点：不会因计算机断电
后丢失数据。

缺点：计算机工作时只能
从中读取信息而
不能写入信息。

表现形式：在微机中以芯片的
形式固定在主机
板上。

4、输入设备
输入设备是计算机用来接收用户输入的程序和数据的设备，由输入装置和输入接口电路组成。

最常见的输入装置是：键盘和鼠标，其余的还有扫描仪、跟踪球、光笔等等。

输入接口电路是连接输入装置与计算机主机的部件，输入装置是通过输入接口电路才能与主机连接起来，实现各种数据信息的输入。

微机的输入接口电路一般都集成在主机板上。

5、输出设备
输出设备是将计算机处理后的结果或中间结果，以某种人们能够识别或其他设备所需要的形式表现出来的设备。

输出设备也可以分为输出装置和输出接口电路两部分。

常见的输出装置：显示器、打印机、绘图仪、纸带穿孔机。

输出接口电路是将输出装置与计算机主机连接起来
的部件，计算机通过输出接口电路将处理后的数据传送到显示器、打印机等输出设备上。

在微型计算机中将键盘成为标准的输入设备，将显示器成为标准的输出设备。

二、计算机工作原理
计算机的工作过程，就是执行程序的过程。

怎样组织存储程序，涉及计算机体系结构问题。

现在的计算机都是基于冯.诺依曼提出的概念而设计的。

所谓程序存储，就是人们把要解决的问题首先用计算机所能识别的一种语言编成程序，并将该程序存储起来，最后执行这个程序。

程序执行结束时，用户的问题就得到了解决。

这里所讲的程序，就是给计算机下的一系列命令的有序集合，这些命令在计算机中称为指令。