计算机系统组成和工作原理课件

1、第1章 计算机系统的组成和工作原理教学重点：计算机的组成教学难点：计算机的工作原理授课课时：1学时第1页，共14页。 运算器 中央处理器 主 机 控制器 内存储器 硬件 外存储器 外部设备 输入设备 输出设备 操作系统 系统软件 语言处理程序 数据库系统 软件 科学计算程序 信息管理程序 应用软件 辅助设计程序 文字处理程序 过程控制程序等计算机系统 2.1 计算机系统的组成2.1.1 计算机系统概述图1 计算机系统的基本组成第2页，共14页。硬件：是组成计算机的物理设备的总称，由各种器件和电子线路组成。是计算机进行工作的物质基础。软件：是在硬件设备上运行的各种程序以及有关资料的总称。“裸机”

2、：没有软件的计算机通常称为“裸机”。计算机能够完成的基本操作和主要功能： 1、输入 2、处理 3、输出 4、存储第3页，共14页。裸机操作系统各种语言处理程序各种实用程序软件包用户图2 计算机系统层次图2.1.2 计算机系统的层次关系第4页，共14页。2.3.1 计算机软件概述 软件：计算机系统中各程序、有关文件及运 行时所需的数据的总称。 程序：是指以计算机可以识别和执行的操作 表示的处理步骤。 文档：是指用自然语言或者形式化语言所编写的用来描述程序内容、组成、设计、功能、规则、开发情况、测试结构和使用方法的文字资料和图表。2.3 计算机软件系统第5页，共14页。2.3.3 计算机软件的发展

3、 1、汇编语言的出现 2、高级语言的出现 3、操作系统的形成 4、网络软件、数据库管理系统的出现第6页，共14页。 2.3.4 计算机语言的发展 计算机语言就是用户用来编写程序的语言，它是人们与计算机之间交换信息的工具，实际上也是人们指挥计算机工作的工具。 计算机语言的发展分为4个阶段： 机器语言、汇编语言、高级语言和智能性语言。第7页，共14页。(1) 第一代语言机器语言定义：是最初级且依赖于硬件的语言。是由0和1组成的二进制代码表示的语言，是计算机唯一能直接识别并执行的语言。特征：“面向机器”的语言，可以被计算机直接接收执行。由它编写的程序不易阅读，而且指令代码不易记忆。 第8页，共14页

4、。(2)第二代语言汇编语言定义：是用字母和符号等助记符表示指令和操作数地址的计算机语言,又称为符号语言。特征：便于阅读和书写，编程速度、检查调试有进步，但仍然是“面向机器”的语言，但计算机不能识别和直接运行汇编程序。 机器语言和汇编语言都是面向机器的语言，一般称为低级语言。 第9页，共14页。 (3)第三代语言高级语言定义：人工创造的各种计算机都通用的、接近于人类“自然语言”的程序设计语言，又称“算法语言”。特征：各种计算机都通用，源程序必须翻译成二进制代码方可执行，面向过程的语言，不依赖于机器。独立于计算机的硬件，各类计算机都通用，易于人们的理解和掌握。第10页，共14页。(4)第四代语言智

5、能性语言特征：具有一定的智能。 重要应用于商品化人工智能系统、专家系统和面向对象的数据库管理系统等领域。第11页，共14页。3. 指令系统：计算机所能执行的全部指令的集合。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。第12页，共14页。2.4.2 储存程序原理 程序存储在内存中。计算机执行程序，就是从内存中读出一条指令到CPU内执行，执行完后