计算机基本工作原理

课外作业题
上网查看计算机硬件，了解当
前主流的计算机配制 。
John von Neumann 冯诺依曼
计算机硬件基本组成
（外）存储器 输入 设备 （内）存储器 输出 设备
运算器
控制器
数据流 地址 控制流
中央处理器（CPU）
• 计算机的两个基本能力：一是能够存储程序， 二是能够自动地执行程序。
• 计算机工作时，控制器从存储器中按程序设计 的顺序逐条读出指令，并发出与各条指令相对 应的控制信号，指挥和控制计算机各个部分协 调工作，使得整个信息处理过程在程序控制下 自动实现。冯．诺依曼提出的理论，解决了计 算机运算自动化的问题和速度配合问题，对计 算机的发展起到了决定性的作用。迄今，计算 机还是采用这个工作原理工作。
（2）控制器：负责发出各种控制信号，指挥各个部件协
调地工作。运算器和控制器集成在一块芯片上，构成
中央处理器（CPU）。 （3）存储器：用于存放输入设备送来的程序以及运算器 送来的运算结果，它分为内存储器外存储器。内存是 主机的一部分，用来存放正在执行的程序和数据，可 与CPU直接交换信息，特点是容量小、速度快。外存储 器属于外部设备，用来存放运算的原始数据和运算的
储程序”和“程序控制”的方式工作。一个完整的
计算机系统组成如下图所示：
中央处理器 主机 内存储器
运算器 控制器
硬件
外设 输入设备（键盘、鼠标、扫描仪） 输出设备（显示器、打印机） 外存储器（硬盘、光盘、闪盘）
计算机系统
系统软件 — 操作系统、设备驱动程序、 数据库管理系统等 支撑软件—各种系统开发工具 应 用 软 件 —CAD 、 CAI 、 CAM 、 Office、管理信息系统等
（1）系统软件：主要用于计算机系统内部的管理、控 制和维护计算机的各种资源，以及扩大计算机功能和 方便用户使用各程序的软件集合。 （2）支撑软件：用于协助用户开发软件的工具性软件。 （3）应用软件：为了解决各种实际问题而专门设计的 计算机程序。如各种财会软件、教学软件、图形软件、 办公自动化等各种应用软件包。
1.2 微型计算机的基本工作原理
内容提要
计算机系统依靠程序控制
计算机系统的基本结构
• 教学目的要求：了解微型计算机的系 统组成、基本工作原理 • 教学重点：计算机系统的基本结构 • 教学难点：“二进制”思想
1．2．1 计算机系统依靠程序控制
• 当世界上第一台电子计算机“ENIAC”诞生不久 ，美籍匈牙利数学家冯．诺依曼就对计算机提出了 重大的改进理论，主要思想有两点：一是数据运算 与存储应以二进制为基础；二是计算机应采用“存
结果，特点是容量大、存取速度较慢。
（4）输入设备：将原始数据和人们编好的程序输入 到计算机的部件。它由输入装置与输入接口两部 分组成。 （5）输出设备：将计算机的工作结果以数字、字符 、图表等形式表现出来，它由输出装置和输出接 口两部分组成。
2、软件
为了对计算机发出运行、维护、管理指令而编制的
程序以及有关的数据和文档和集合。
软件
• 指令：是对计算机进行程序控制的最小单
位。
• 程序：是为完成一项特定的任务而用某种 语言编写的一组指令序列。 • 存储程序：就是把解决问题的程序和需要 加工处理的原始数据存入存储器中。
1．2．2 计算机系统的基本结构
பைடு நூலகம்
按冯．诺依曼描述的工作 原理，计算机由运算器、控制 器、存储器、输入设备和输出 设备五大部件组成。
1、
硬件
看得见模得着的电子的或机械的部件。
（1）运算器：是对信息进行加工和处理的部件，它主 要由算术逻辑运算单元和寄存器组两部分组成。能够
完成各种算术运算（加、减、乘、除）和逻辑运算（
逻辑与、或、非）。在运算过程中，运算器不断得到 由存储器提供的数据，运算后又把结果送回存储器保 存起来。整个运算过程是在控制器统一指挥下，按程 序中编排的操作顺序进行的。