信息技术与计算机基础

大学计算机根底第1章信息技术与计算机根底信息技术概述1.1计算机概述1.22024/1/192计算机系统的组成与工作原理1.4微型计算机的硬件组成1.5计算机中信息的表示和存储1.32024/1/19

1.1信息技术概述信息技术〔InformationTechnology，简称：IT〕，是指主要用于管理和处理信息所采用的各种技术总称。它主要是应用计算机科学和通信技术来设计、开发、安装和实施信息系统及应用软件，也常被称为信息和通信技术。2024/1/19信息与信息技术信息，泛指人类社会传播的一切内容广义地说，信息就是人类的一切生存活动和自然存在所传达出来的信号和消息。人们一般说到的信息多指信息的交流。古代口耳、驿站近代邮政现代电报、电话当代计算机网络2024/1/19信息与信息技术凡是能扩展人的信息功能的技术获取、存贮、传递、处理、分析以及使信息标准化的技术。能够扩展人类信息器官功能的一类技术的总称。指在计算机和通信技术支持下用以获取、加工、存储、变换、显示和传输文字、数值、图像以及声音信息信息技术定义2024/1/19信息与信息技术感测技术传输技术控制技术存储技术处理技术信息技术2024/1/19信息与信息技术信息技术分类表现形态硬技术软技术工作流程信息获取技术信息传递技术信息存储技术信息加工技术信息标准化技术信息设备电话技术电报技术广播技术电视技术复印技术缩微技术卫星技术计算机技术网络技术传播模式传者信息处理技术信息通道技术受者信息处理技术信息抗干扰技术2024/1/19信息与信息技术信息技术开展阶段创造语言文字造纸和印刷术电报电话电视计算机、现代通信2024/1/19信息化和信息化社会信息化国外1963年：日本学者梅倬忠夫在《信息产业论》一书中描绘了“信息革命”和“信息化社会”的前景1967年：信息化是向信息产业高度发达且在产业结构中占优势地位的社会——信息社会前进的动态过程，它反映了由可触摸的物质产品起主导作用向难以捉摸的信息产品起主导作用的根本性转变国内1997年：首届全国信息化工作会议信息化是指培育、发展以智能化工具为代表的新的生产力并使之造福于社会的历史过程。国家信息化就是在国家统一规划和组织下，在农业、工业、科学技术、国防及社会生活各个方面应用现代信息技术，深入开发、广泛利用信息资源，加速实现国家现代化进程。2024/1/19信息化和信息化社会信息化社会概念指脱离工业化社会以后，信息起主要作用的社会特征经济领域的特征社会、文化、生活方面的特征社会观念上的特征2024/1/19信息化和信息化社会信息化对社会的影响信息产业成为带动经济增长的引擎推动传统产业的技术升级劳动力结构正出现巨变促进人类文明的进步2024/1/19信息技术的开展趋势信息化对社会的影响微电子技术和软件技术是信息技术的核心三网融合互联网的应用开发是一个持续的热点2024/1/19

1.2计算机概述

现代的数字电子计算机是一种能够根据程序指令的要求，高速、准确、自动地进行数值运算和逻辑运算，以完成对各种数字化信息的处理，并具有记忆存储功能的电子设备。2024/1/19计算机的开展历程计算工具的开展远古：手指、磊石春秋：筹算法唐代：算盘1622：计算尺1642：加法器1673：计算器1822：差分机（最早采用寄存器）1834：分析机1944：Mark-I（最早的通用型自动机电式计算机）2024/1/19计算机的开展历程现代计算机的开展艾兰·图灵建立了图灵机的理论模型，奠定了可计算理论的基础。提出了定义机器智能的图灵测试（TuringTest），奠定了人工智能的理论基础冯·诺依曼参与研制EDVAC提出了“存储程序”的概念，并以此概念为基础确定了计算机硬件系统的基本结构2024/1/19计算机的开展历程现代计算机的开展电子管时代采用电子管作为基本逻辑开关部件运算速度仅为每秒数千次至数万次内存储器容量仅有几KB。软件在早期只有机器语言，50年代中期开始使用汇编语言，尚无操作系统晶体管时代半导体晶体管作为逻辑开关部件运算速度达到每秒几十万次内存储器容量达到了几十KB软件出现了多种高级语言并提出了操作系统的概念集成电路时代运算速度达到了每秒几百万次内存储器容量达到了几千KB外存储设备仍以磁带、磁盘为主高级程序设计语言有很大发展大规模、超大规模集成电路时代运算速度已达到了每秒百万亿次内存储器集成度越来越高，容量越来越大各种新型的输入／输出设备不断涌现软件行业已成为一种新型的现代化工业，各种操作系统、应用软件层出不穷2024/1/19计算机的开展历程未来新型计算机光子计算机量子计算机生物计算机2024/1/19计算机的特点与分类计算机的特点运算速度快运算精度高存储容量大自动化程度高、可靠性好严密的逻辑判断能力联网通信，共享资源通用性好2024/1/19计算机的特点与分类计算机的分类根据工作原理数字电子计算机模拟电子计算机根据用途通用计算机专用计算机根据性能指标超级计算机大型计算机便携式计算机平板计算机单片计算机2024/1/19计算机的特点与分类计算机的分类2024/1/19基于计算机的信息处理过程人类信息处理过程通过感官获得过大脑和神经系统对信息进行传递与存储通过言、行或其他形式发布把课本上的一段文字用拼音输入法输入到计算机用眼睛看这段文字（信息接收和输入）大脑对文字进行处理（信息的记忆或存储、信息加工）大脑指挥手利用键盘输入文字（输出和发布）2024/1/19计算机的应用科学计算也称数值计算，其主要特点是计算量大、数据变化范围广主要解决科学研究和工程技术中提出的数值计算问题信息处理又称为数据处理对大量的数据进行加工处理，如收集、存储、传送、分类、检测、排序、统计和输出等，从中筛选出有用信息过程控制又称实时控制，指用计算机实时采集控制对象的数据（有时是非数值量），对采集的数据进行分析处理后，按被控对象的系统要求对控制对象进行控制2024/1/19计算机的应用计算机辅助工程利用计算机的高速计算能力、逻辑判断功能、大容量存储和图形处理功能来部分地代替或帮助人完成各种工作CADCAMCAECATCAP人工智能用计算机模拟人类的演绎推理和决策等智能活动计算机网络是计算机技术与现代通信技术相结合的产物，是计算机最具广阔发展前途的一个应用领域不仅解决了一个地区、一个国家内的计算机之间的通信和各种资源的共享，还可以促进和发展国际间的数据通信和资源共享电子商务利用计算机系统和互联网络所进行的商业活动2024/1/19计算机新技术嵌入式技术将计算机作为一个基本信息处理部件，嵌入到应用系统或设备中的一种技术嵌入式技术运行的是固化的软件，用术语表示就是固件所有带有数字接口的设备中均广泛应用了嵌入式技术网格计算专门针对复杂科学计算的一种新型计算模式利用Internet技术将分散在不同地理位置的计算机系统组织成一个“虚拟的超级计算机”两个优势：一是数据处理能力超强；二是能充分利用网络上闲置的处理能力中间件技术介于应用软件和操作系统之间的一类系统软件中间件技术已经发展成为企业应用的主流技术，并形成了各种不同的类别2024/1/19计算机新技术云计算技术基于互联网的计算方式，通过这种方式，共享的软硬件资源和信息可以按需求提供给计算机和其他设备物联网技术基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络物联网一般为无线网物联网将现实世界数字化，应用范围十分广泛智慧地球“智慧地球”是以“物联网”和“互联网”为主要运行载体的现代高新技术的总称2024/1/19

1.3信息的表示与存储1.3.1计数制的概念数制又称计数制,是指用一组固定的数码和一套统一的规那么来表示数值大小的方法.根据计数规那么和特点的不同,数制可分为两类:1.非进位计数制表示数值大小的数码与它在数中的位置无关.罗马数字,七个数码:I(1),V(5),X(10),L(50),C(100),D(500),M(1000).不管其位置怎样变化,七个数码各自所代表的数不变.例:II=2,IV=4,VII=7,XII=122024/1/191.3.1计数制的概念2.进位计数制表示数值大小的数码与它在数中的位置有关,采用进位原那么的计数制.常用进位计数法⑴十进制计数法:有0~9十个数码,逢十进一.⑵六十进制:计时:时-分-秒;角度:度-分-秒.⑶十二进制:计时:年-月;昼/夜-时;计量:打,箩;呎(英尺),吋(英寸).⑷二十四进制:计时:日-时;⑸七进制:星期-天;⑹十六进制:旧制斤-两;⑺二进制:对,双,副.2024/1/191.3.2.进位计数制的相互转换

构成进位计数制的三个要素:1.基数

进位计数制使用R个数码,R称为该计数制的基数,逢R进一.

R等于几即为几进制,逢几进一.如:十进制数有0~9十个数码,逢十进一;

二进制数有0和1两个数码,逢二进一.2.数位数码在一个数中的位置.如十进制数中的个位,十位,百位…;十分位,百份位…等等.2024/1/193.位权

进位计数制中,处于不同位置的相同数码所代表的数值不同.某位数的数值大小等于该位的数码乘以一个与所在位置相关的常数.该常数称为该数位的位权.如十进制数666.66表示为按位权展开表达式:666.66=6×102+6×101+6×100.+6×10-1+6×10-2位权值数码基数小数点1.3.2.进位计数制的相互转换2024/1/19

对任意一个R进制数M均可表示为按其权展开的多项式之和,即:M=an-1×rn-1＋an-2×rn-2＋…＋a0×r0.＋a-1×r-1＋…＋a-m×r-mai称为系数,是R个数码符号中的某一个.系数与该位权值的乘积称为加权系数(ai·ri),那么任意进制的数值就是其基数的加权系数和。1.3.2.进位计数制的相互转换2024/1/191.二-十进制间的转换⑴二进制→十进制按权展开的多项式之和.即各位数码乘以各自位权值所得积的和,例:(10101)B=1×24＋0＋1×22＋0＋1×20=21(11.11)B=1×21＋1×20.＋1×2-1＋1×2-2=5.75⑵十进制→二进制:整数、小数分别转换整数:除以2取余数;小数:乘以2取整数.1.3.2.进位计数制的相互转换2024/1/19100D例:100.345D1.3800.34520.690220.76021.5202

1.04取余低高≈1100100.01011B10025000252062112102取整高低=144O=64H八进制888100121044110060461616十六进制十进制(整数)→其他进制1.3.2.进位计数制的相互转换2024/1/19001

101

101

110.110

101B=1556.65O1556650011

0110

1110.1101

0100B=36E.D4H36ED42.二进制→八/十六进制整数:从右向左按三／四位进行分组小数:从左向右按三／四位进行分组两端缺乏位者补零64H=0110

0100B64例:144O=001

100

100B144

一位八进制数对应三位二进制数一位十六进制数对应四位二进制数1.3.2.进位计数制的相互转换2024/1/193.任意进制→十进制:

各位数码乘以各自权值所得积的和.例:(10101)B=24+22+20=21(101.11)B=22+20+2-1+2-2=5.75(101)O=82+80=65(71)O=7

81+80=57(101A)H=163+161+10160

=4122进制符号:B

二进制

O

八进制

D

十进制

H

十六进制十进制→任意进制整数:

除以基数取余数;小数:

乘以基数取整数.1.3.2.进位计数制的相互转换2024/1/19八进制对应二进制十六进制对应二进制十六进制对应二进制0000000008100010011000191001201020010A1010301130011B1011410040100C1100510150101D1101611060110E1110711170111F11114.计算机技术中的常用数制2024/1/195.计算机与二进制计算机中只能使用二进制数表示各种数据并进行运算.计算机为什么采用二进制?表示方便:计算机由电子电路组成,而电子电路很容易实现两个状态.运算简单:二进制数的运算法那么简单.逻辑运算:计算机工作原理建立在逻辑运算的根底上,逻辑代数是逻辑运算的理论依据.1.3.2.进位计数制的相互转换2024/1/19可靠性高:两个状态表示二进制的两个数码,在进行传输和处理时不容易出错.转换方便:二进制与十进制,八进制,十六进制间的转换简单方便.

101001011283264168瓦4瓦1瓦2瓦1.3.2.进位计数制的相互转换2024/1/191.3.3.二进制数的运算1.二进制数的加法运算2.二进制数的减法运算

1101+111011011加法运算法则0+0=00+1=1+0=11+1=0

(进位)减法运算法则0-0=1-1=01-0=10-1=1(借位)11011-1110

1101算术运算2024/1/193.二进制数的乘法运算乘法运算法则0×0=00×1=1×0=01×1=1

1101×1010000011010000+1101100000101011011111011101111111011100除法运算法则

0÷0=00÷1=01÷1=14.二进制数的除法运算1.3.3.二进制数的运算2024/1/191.逻辑非运算短路开关AF=A0110逻辑非的真值表2.逻辑与运算串联开关逻辑与的真值表ABF=A·B000010100111逻辑运算1.3.3.二进制数的运算2024/1/19逻辑或的真值表ABF=A+B0000111011113.逻辑或运算并联开关由与,或,非三种根本逻辑运算可以组成各种复杂的逻辑运算.如:异或,同或等.1.3.3.二进制数的运算2024/1/19计算机中信息(数据)的表示内存内存数值十/二进制转换西文ASCII码汉字输入码／机内码转换声音图像模/数转换输入设备西文字形码汉字字形码数值二/十进制转换西文汉字声音图像数/模转换输出设备2024/1/191.3.4.数值数据的表示1.真值与机器数真值:

计算机外部用+,-号表示的数值.机器数:

计算机内部将+,-号数字化后的数值.2.定点数与浮点数符号数的机器数表示:

00110101“0”表示正,“1”表示负符号位小数点

S定点小数:2024/1/19定点整数:S小数点无符号位浮点数:尾数数符阶码阶符定点整数定点小数规格化的形式:

尾数绝对值大于等于0.1且小于1,唯一地规定了小数点位置.1.3.4.数值数据的表示2024/1/19N=(数符)尾数

2

(阶符)阶码尾数的位数决定数的精度阶码的位数决定数的范围110.011B=1.10011×2+10=0.110011×2+11=11001.1×2-1000001100110011001.3.4.数值数据的表示2024/1/19带符号数的表示：设一个数在机器中占8位正数:三码相同;负数:除符号位外,反码按位取反,补码那么等于反码＋1,而原码不变.0XX>=0+7:00000111;

+0:000000001|X|X<=0-7:10000111;

-0:10000000[X]原=[X]补=0XX>=0

+7:00000111;+0:000000001|X|+1X<=0

-7:11111001;-0:00000000[X]反=0XX>=0+7:00000111;+0:000000001|X|X<=0-7:11111000;-0:111111111.原码3.补码2.反码2024/1/191.3.5.非数值数据的表示1.BCD码(二-十进制编码)

用四位二进制数表示一位十进制数的编码方法.BCD码二进制十进制BCD码二进制十进制0000000001000100080001000111001100190010001020001000010101000110011300010001101111010001004000100101100120101010150001001111011301100110600010100111014011101117000101011111152024/1/192.ASCII字符编码

(AmericanStandardCode

forInformationInterchange)128个常用字符,用7位二进制编码,对应十进制数从0~127.控制字符:34个,从0~32,127;

普通字符:94个,从33~126.如:字母“a〞的编码1100001,对应十进制数97;换行符→0AH→10;回车符→0DH→13;空格符→20H→32; ‘0’~‘9’:→30H~39H→48~57‘A’~‘Z’:→41H~5AH→65~90‘a’~‘z’:→61H~7AH→97~1221.3.5.非数值数据的表示2024/1/19⑴交换码(国标码)GB2312-80规定:每个汉字符用两个字节表示,第一字节称区码,第二字节称位码.为了与ASCII码兼容,各字节最高位为0.

一级3755个,二级3008个,共计6763个汉字符.中文信息处理系统流程框图输入码交换码字形码机内码汉字输出汉字输入3.中文字符编码1.3.5.非数值数据的表示2024/1/19⑵机内码

汉字在计算机内部存储,处理时的表示形式.为与ASCII码区分,各字节最高位置为1.汉字符 国标码 机内码

中

(0101011001010000)B

(1101011011010000)B⑶输入码数字码:区位码,国标码,电报码等.拼音码:

全/双拼,微软拼音,智能ABC等.字形码:五笔字型,郑码等.音形码:拼音码与字形码相结合,自然码,太极码等.1.3.5.非数值数据的表示2024/1/19⑷汉字字型码汉字型点阵代码:

有16×16;24×24;32×32;48×48等点阵编码.存储方式简单,无需转换可直接输出,但字型放大后效果较差.矢量代码:

存储的是描述汉字字型的轮廓特征.

字型放大后的效果好.1.3.5.非数值数据的表示2024/1/19①GBK码:国标扩充标准,收录了包括中,日,韩统一汉字符在内的繁,简汉字和符号等二万七千余字.②BIG5码:台湾,香港地区普遍使用的一种繁体汉字编码标准,包括440个符号,一级5401个;二级7652个;共计13060个汉字符.③Unicode码:一种国际标准,采用双字节编码统一地表示世界上的主要文字.其字符集内容与UCS码的BMP相同.(5)其他汉字编码1.3.5.非数值数据的表示2024/1/19根本多文种平面(BMP):00组00平面,包含字母文字,音节文字及表意文字等.如:‘A’→41H(ASCII)→00000041H(UCS)‘大’→3473H(GB2312)→00005927H(UCS)④UCS码(Universal

Code

Set)

国际通用标准多八位编码字符集,是世界各种文字的统一编码方案,每个字符占4个字节,分为:组平面行字位1.3.5.非数值数据的表示2024/1/191.3.6.数据在计算机中的存储1KB=210B=1024B1MB=210KB=220B1GB=210MB=230B1TB=210GB=240B位(bit):一个二进制数.字节(Byte):8个二进制位组成(容量根本单位).字长(WordL):CPU一次能处理的二进制位数.地址(Address):确定内存单元的标识.字节(Byte)b7b6b5b4b3b2b1b0位(bit)1.几个计算机术语2024/1/19位模式:由假设干二进制位组成的序列,长度取决于要表示的数据数量.如表示128个符号需长度7的位模式.字与字长(WordLength):CPU一次能够处理的数据单位,长度取决于运算器中的存放器.内存地址(MemoryAddress):用于区分,识别内存单元的标识.1.3.6.数据在计算机中的存储2024/1/19数据在内存储器中以字为单位存储.当计算机CPU字长与内存储器存储单元的字长相同时,那么每个存储单元可以存储一个数据(字).存储单元和内存地址内存地址存储单元0000H0001H34H0002H12H0003H……当CPU字长大于存储单元的字长时,那么将一个字按存储单元的字长拆分后顺序存储到连续的存储单元中.2.数据的存储1.3.6.数据在计算机中的存储2024/1/19系统软件应用软件计算机系统组成:硬件系统+软件系统硬件软件

1.4计算机系统的组成与工作原理2024/1/191.4.1.冯诺依曼计算机体系结构操作系统:Windows、Unix、Linux语言处理程序:C,Pascal,VB,编译程序等

实用程序:

诊断程序、排错程序等办公软件包、管理信息系统等软件硬件计算机系统系统软件应用软件内存CPU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:

软盘,硬盘,光盘,闪存盘)(网络设备:网卡,调制解调器)等外部设备主机控制器运算器(寄存器)随机存储器(RAM)只读存储器(ROM)(高速缓冲存储器Cache)2024/1/19冯.诺依曼思想:二进制;程序与数据同样存放在内存;硬件组成:控制器,运算器,内存储器,输入设备,输出设备五大功能局部.CPU存储器运算器输出设备控制器输入设备外存储器内存储器控制流数据流1.4.1.冯诺依曼计算机体系结构2024/1/19CPU控制器运算器控制整个计算机所有部件的工作执行算术运算和逻辑运算中央处理器IntelCore2Duo3GAMDAthlonPentium1.4.1.冯诺依曼计算机体系结构2024/1/19.计算机硬件系统1.控制器〔组成及其功能〕①程序计数器(PC):存放当前要执行的指令地 址;对程序中的指令进行计数,并能自动加1.②指令存放器(IR):保存当前正在执行的指令. 指令从内存取出经数据存放器(DR)送往(IR).③指令译码器(ID):识别指令的功能,分析指令 的操作要求.④时序控制电路:生成时序信号,协调计算机 各部件在指令执行周期的工作.⑤微操作控制电路:产生各种控制操作命令.2024/1/192.运算器:算术运算(加,减,乘,除); 逻辑运算(与,或,非,关系比较).运算器算术逻辑单元算术运算和逻辑运算累加器暂存操作数和运算结果状态寄存器存放算术逻辑单元工作中产生的状态信息通用寄存器暂存操作数或数据地址.计算机硬件系统2024/1/19

存储器分为内存储器(主存)和外存储器(辅存).存储器外存储器存储大量数据(磁盘,光盘,U盘)内存储器信息交流中心(ROM,RAM)3.存储器：计算机存储数据和程序的记忆

单元的集合.数据可从中读出/写入..计算机硬件系统2024/1/19内存储器的分类：⑴只读存储器(ROM)信息只能读出,正常情况下不能写入,断电不丧失所保存的信息.⑵随机存取存储器(RAM)信息可随意地读出或写入,断电其中保存的信息即丧失,是内存储器的主体.⑶高速缓冲存储器(Cache)介于CPU和RAM之间的一种高速存储器,用于解决CPU和内存之间工作速度的匹配问题,以提高效率.CPUCacheRAM.计算机硬件系统2024/1/194.输入设备键盘、鼠标、扫描仪、光笔、数码相机、数字化仪等.5.输出设备显示器、打印机、绘图仪等..计算机硬件系统2024/1/191.4.3.计算机软件系统

是操作、运行、管理、维护计算机所需要的各种应用程序及其相关数据和技术文档资料的集合.通常将软件分为两大类.1.系统软件⑴操作系统(Operating

System,OS)

管理、控制计算机系统的所有软、硬件资源,提供用户与计算机交流信息的界面,方便用户操作，使用计算机系统的各种资源和功能，以最大限度的发挥计算机的作用和效能的一组庞大的管理控制程序.2024/1/19功能完善的操作系统,通常包括五个方面的功能:①处理机管理;②存储管理;③设备管理;④文件管理;⑤用户接口.(详细介绍见第2章--操作系统根底)1.4.3.计算机软件系统2024/1/19⑵语言处理系统(程序设计语言)计算机语言分为三大类：①机器语言计算机系统能够识别,能直接接收并执行的程序设计语言.每一条语句就是一条由假设干位二进制数构成的指令代码或数据代码.例如:在某种8位的计算机中,机器指令: 00000101的功能是做加法运算; 00000110的功能是做减法运算.不同计算机系统的机器语言程序不能通用,称为面向机器的语言.1.4.3.计算机软件系统2024/1/19②汇编语言

采用一些符号(称助记符)来表示机器语言中的指令和数据.

用汇编语言编写的程序(源程序)需要用汇编程序将其翻译成机器指令(目标程序)才能执行.输入汇编语言源程序汇编程序进行汇编机器语言目标程序执行目标程序1.4.3.计算机软件系统2024/1/19③高级语言面向解题过程,易写、易读、易记、易改,且通用性强.需翻译成机器指令(目标程序)才能执行.翻译方式可分为两类:a.编译方式:将源程序完整地翻译成等价的目标程序后,再执行该目标程序.大局部高级语言都是(或都具有)编译方式,如:Fortran、Pascal、C/C++、VisualBasic等.输入高级语言源程序编译程序进行编译机器语言目标程序执行目标程序1.4.3.计算机软件系统2024/1/19b.解释方式:将源程序逐句翻译并执行,边翻边执行,不产生目标程序.如:Basic,Foxbase,开发阶段的Foxpro,VisualBasic等.⑶

数据库管理系统

提供用户按一定的结构组织、管理、加工、处理各类数据的能力.如:Access,Dbase,FoxPor,VisualFoxPor,Oracle,SQLServer,Sybase,DB2等.输入高级语言源程序解释程序进行解释执行程序1.4.3.计算机软件系统2024/1/192.应用软件

为某种专门应用目的,在操作系统的支持下,利用系统软件(程序设计语言)设计编制的程序及相关文档.如:

文字处理软件、电子表格软件、CAD软件、各类管理信息系统、图像处理软件、音频／视频播放软件、网页制作软件、浏览器软件、防/杀病毒软件等等.1.4.3.计算机软件系统2024/1/191.4.4.计算机的工作原理指令:

能被计算机识别并执行的二进制代码,

规定了计算机能完成的某一种操作.指令系统:

所有指令的集合(取决于CPU类型).程序:

是为完成一项特定任务而用某种语言 编写的一组指令序列.1.指令和程序操作码:

要完成的操作类型或性质.操作数:

操作的数据或其所在的内存地址.操作码

操作数指令构成:

2024/1/19数据传送指令数据处理指令程序控制指令输入/输出指令其它指令IfGoto……

＋－×÷AndOr……CPU内存I/O设备主机对计算机的硬件进行管理等指令分类及其功能:1.4.4.计算机的工作原理2024/1/19指令执行过程(4个步骤):①取指令:按照指令计数器中的地址,从内存储器中取出指令,并送往指令存放器.②分析指令:对指令存放器中存放的指令进行分析,由译码器对操作码进行译码,将指令的操作码转换成相应的控制电位信号;由地址码确定操作数地址.③执行指令:由操作控制线路发出完成该操作所需要的一系列控制信息,去完成该指令所要求的操作.④一条指令执行完成,指令计数器加1或将转移地址码送入程序计数器,然后返回到①.1.4.4.计算机的工作原理2024/1/191.4.4.计算机的工作原理2024/1/192.计算机的工作过程举例：计算7+2=9

的计算程序计算步骤解题命令1从存储器中取出7到运算器的0号寄存器中;2从存储器中取出2到运算器的1号寄存器中;3将0号和1号寄存器中的数据相加,得和9;4将计算结果9存入存储器中;5在输出设备中打印计算结果9;6停机.1.4.4.计算机的工作原理2024/1/19计算程序的简写形式9存数4停机69打印57＋2加法32取数27取数1操作数操作码指令顺序指令操作码表1111停机1000打印1010存数0101加法0100取数操作码操作名称操作数存放单元计算结果00110010(2)00100111(7)0001存放的数数的操作地址1.4.4.计算机的工作原理2024/1/19用二进制表示的计算程序00110011000100100001地址码

停机11111010

打印机←(D3)10001001D3←(R0)10101000R0←(R0)+(R1)01010111R1←(D2)01000110R0←(D1)01000101所完成的操作操作码指令地址存储器布局

计算结果001120000001000100100

取数指令010000010101

取数指令010000100110┇1011

停机指令11111010

打印指令100000111001

存数指令101000111000

加法指令0101000101117000001110001存储单元内容单元地址1.4.4.计算机的工作原理2024/1/19CPU

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内存

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输入／输出设备硬盘驱动器CD(DVD)-ROM(RW)驱动器显示器适配器(显卡)网络适配器(网卡)声卡电源系统主板(母板)根本结构仍属于冯·诺伊曼型:五大局部

1.5微型计算机的硬件组成2024/1/19

微型计算机的主机内存插槽I/O总线插槽接口卡CPU串行接口USB接口芯片组2024/1/19总线:CPU与各部件和外围设备的信息传输线路.内

存CPUI/O系统

微型计算机的主机2024/1/19内部总线:

连接CPU的各个组成部件

(芯片内部)系统总线:

连接计算机中各大部件外部总线:

连接计算机和外部设备连接对象地址总线(AB):

传输地址信息数据总线(DB):

传输数据信息控制总线(CB):

传输控制信息传输对象并行总线:通信速度快,实时性好串行总线:简易,方便,灵活通信方式

微型计算机的主机2024/1/19

常见的微机系统总线⑴ISA总线:

16位,8MHz,8MB/S.⑵PCI总线:

外部互联总线,32~64位,33~66MHz,132~528MB/S.CPU微处理器地址总线数据总线控制总线只读存储器(