计算机组成与工作原理电子教案第1章

计算机组成与工作原理电子教案第1章目录计算机系统概述数字逻辑基础计算机硬件系统计算机软件系统计算机的工作原理深入解析计算机性能评价与选型01计算机系统概述计算机是一种能够自动、高速地执行存储、处理和传输数据的电子设备。计算机的定义计算机的发展历程计算机的分类计算机从早期的机械式计算器发展到现代的电子计算机，经历了多次技术革新和突破。根据用途和规模，计算机可分为巨型机、大型机、小型机、个人计算机等类型。030201计算机的定义与发展计算机的硬件包括中央处理器、存储器、输入输出设备等部分。硬件系统计算机的软件包括操作系统、应用软件和各种编程语言等。软件系统计算机通过网络连接实现信息交换和资源共享。网络系统计算机系统的组成

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数据表示和运算。指令执行计算机通过读取存储器中的指令，执行相应的操作，完成数据处理任务。存储程序计算机将程序和数据存储在内存中，按照程序指定的顺序逐条执行指令，完成程序要求的任务。02数字逻辑基础数制是计数的方法，常用的有二进制、八进制、十进制和十六进制。在计算机中，二进制使用最为广泛。数制二进制编码是指用二进制数表示各种信息，如十进制数、字母和符号等。在计算机中，使用ASCII码对字符进行编码。二进制编码数制与编码逻辑变量只有两种状态，即真（1）和假（0），与二进制数的表示方法相同。逻辑与、逻辑或、逻辑非是三种基本的逻辑运算，它们在二进制数的运算中有着重要的应用。逻辑代数基础基本逻辑运算逻辑变量逻辑门电路的组成逻辑门电路由输入端、输出端和门电路组成，门电路是实现逻辑运算的电路。常用逻辑门电路与门、或门、非门是三种最基本的逻辑门电路，除此之外还有与非门、或非门等。逻辑门电路03计算机硬件系统中央处理器是计算机的核心部件，负责执行指令和处理数据。总结词中央处理器（CPU）是计算机硬件系统的核心，负责执行指令和处理数据。它由运算器和控制器组成，运算器负责进行算术和逻辑运算，控制器负责协调各个部件的工作。CPU的性能决定了计算机的运行速度和处理能力。详细描述中央处理器（CPU）总结词存储器是计算机中用于存储数据和程序的部件。详细描述存储器是计算机中用于存储数据和程序的部件，分为内存储器和外存储器两种。内存储器分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM），外存储器包括硬盘、光盘、U盘等。存储器的容量和速度对计算机的性能有很大影响。存储器总结词输入/输出设备是计算机中用于输入和输出数据的部件。详细描述输入/输出设备是计算机中用于输入和输出数据的部件，包括键盘、鼠标、显示器、打印机等。输入设备用于将用户输入的数据传输给计算机，输出设备用于将计算机处理的结果显示或打印出来。不同的输入/输出设备适用于不同的应用场景，例如显示器用于显示图像和文本，打印机用于打印文档。输入/输出设备04计算机软件系统是计算机中最基本、最重要的系统软件，负责管理计算机的硬件和应用程序，提供用户与计算机的交互界面。操作系统将人类可读的源程序转换成机器可执行的机器语言程序，包括汇编器、编译器和解释器等。语言处理程序用于存储、检索和管理大量数据，如关系数据库管理系统（RDBMS）。数据库管理系统系统软件图像处理软件用于编辑、处理和优化图像，如AdobePhotoshop。办公软件用于处理办公任务，如文字处理、电子表格和演示文稿等，如MicrosoftOffice。多媒体处理软件用于处理音频、视频和其他多媒体内容，如AdobePremierePro。应用软件123提供一站式的开发环境，包括代码编辑器、编译器和调试器等，如Eclipse和VisualStudio。集成开发环境（IDE）用于管理软件开发的版本历史，如Git。版本控制系统用于测试软件的缺陷和性能，如JUnit和Selenium。测试工具软件开发工具05计算机的工作原理深入解析指令是计算机执行操作的命令，由操作码和操作数组成。操作码指定计算机执行哪种操作，操作数指定操作的对象。指令指令系统是计算机中所有可能的指令的集合，是计算机体系结构的组成部分之一。指令系统的丰富程度和性能决定了计算机的基本功能和性能。指令系统指令与指令系统将高级语言编写的程序转换成机器语言程序（目标代码），这个过程称为编译。编译过程包括词法分析、语法分析、语义分析、优化和代码生成等阶段。编译链接是将多个目标文件组合成一个可执行程序的过程。链接过程包括静态链接和动态链接两种方式。链接加载是将目标程序加载到内存中，并使其开始运行的过程。加载过程包括程序段的加载、数据段的加载和堆栈段的加载等。加载计算机执行程序的过程中断中断是指计算机在执行程序过程中，由于某个条件满足而被迫停止当前工作，转去执行另一项任务，然后再返回原任务继续执行的过程。中断处理程序负责处理中断事件，完成相应的中断处理操作。异常处理异常处理是指计算机在执行程序过程中，遇到异常情况时，由处理程序进行处理的过程。异常处理程序负责捕获异常事件，完成相应的异常处理操作。中断与异常处理06计算机性能评价与选型操作系统与软件操作系统的稳定性和软件的兼容性也是评价计算机性能的重要因素。显卡性能对于图形处理和游戏等需求，显卡的性能至关重要。存储容量与速度硬盘、固态硬盘等存储设备的容量和读写速度影响数据存储和读取的速度。处理器速度处理器的速度决定了计算机的运行速度，通常以主频和核心数来衡量。内存容量与速度内存的大小和速度影响计算机处理多任务和运行大型程序的能力。计算机性能评价指标不同类型计算机的比较与选型适合固定场所使用，性能强大，升级方便，但体积较大。便携轻便，适合移动办公和学习，但性能和散热能力相对较弱。简单易用，适合轻量级任务和娱乐，但功能相对有限。专业性强，适用于高强度计算和图形处理，价格较高。台式机笔记本电脑平板电脑工作站预算考虑品牌信誉兼容性检查扩展性考虑购