计算机系统组成概述

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计算机基础教研室

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教学目标掌握计算机硬件系统和软件系统的组成 掌握计算机的工作原理 掌握衡量计算机性能的主要指标

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1.计算机系统组成 计算机系统组成 2.计算机的工作原理 计算机的工作原理 3.衡量计算机性能的主要指标 衡量计算机性能的主要指标 4.本章实验 本章实验

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计算机系统的组成 冯.诺依曼计算机 在研制ENIAC的过程中，著名的数学 家冯.诺依曼(美籍匈牙利人)博士首先 提出了计算机内存储程序的概念，并与 莫尔小组合作设计了人类第一台具有内 部存储程序功能的EDVAC(电子离散变量 自动计算机)。这台计算机有以下3个特 点:

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计算机系统的组成 ①EDVAC包括运算器、控制器、存储器、输 入设备和输出设备五大基本部件; ②使用二进制； ③将程序和数据送入内存储器，然后计算 机逐条取出进行分析、处理和执行。 具有以上三个特点的计算机被称为“冯 氏计算机”。小知识：冯.诺依曼其人

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冯.诺依曼约翰·冯·诺依曼 (John Von Neuman, 1903-1957),美藉匈牙利人，美国普 林斯顿大学的第一批终身教授，美国原 子能委员会委员，美国数学会主席。 主要成就： 计算机之父-对计算机科学、计算机技 术和数值分析的开拓性工作； 博弈论之父-40年代出版的著作《博弈 论和经济行为》,在经济学和决策科学 领域竖起了一块丰碑。

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计算机系统的组成 一个完整的计算机系统由硬件系统和软 件系统两部分组成。 硬件系统是组成计算机系统的各种物理 设备的总称，是计算机系统的物质基础； 软件系统是为了运用、管理和维护计算 机而编制的各种程序、数据和相关文档 的总称； 通常把不装备任何软件的计算机称为裸 机。

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计算机系统的组成

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计算机的硬件系统 计算机的硬件系统一般由控制器、运算 器、存储器、输入设备和输出设备 5 大 部分组成：

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计算机的硬件系统 计算机硬件系统又可以分为主机和外部 设备两大部分。主机主要包括主板、CPU、 内存、硬盘和显卡等设备，外部设备包 括鼠标、键盘、显示器、打印机和扫描 仪等I/O设备。

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计算机的硬件系统 控制器 控制器是计算机的指挥中心，负责 从存储器中取出指令，并对指令进行译 码；根据指令的要求，按先后顺序，负 责向其他各部件发出控制信号；保证各 部件协调一致地工作。控制器主要由指 令寄存器、译码器、程序计数器和操作 控制器等组成。

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计算机的硬件系统 运算器 运算器是计算机的核心部件，它负 责对信息的加工处理。它在控制器的控 制下，与内存交换信息，并进行各种算 术运算和逻辑运算，所以在

运算器内部 有一个算术逻辑单元(Arithmetic Logic Unit,ALU)。运算器还具有暂存 运算结果的功能，它由加法器、寄存器、 累加器等逻辑电路组成。

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计算机的硬件系统 控制器和运算器之间在结构关系上是非 常密切的。到了第四代计算机，由于半 导体工艺的进步，将运算器和控制器集 成在一个芯片上，形成中央处理器 (Central Processing Unit,CPU)。

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计算机的硬件系统存储器 存储器是计算机记忆或暂存数据的部件， 它负责存放程序和数据。 存储器容量的基本单位是字节(Byte, B)。存储器中存储的一般是二进制数据，二 进制数只有0和1两个代码，常把一位二进制数 称为一位(1 bit),1个字节包含8位，即 1Byte=8bit。 为了便于表示大容量存储器，实际当中还常用 KB、MB、GB、TB作为单位，其关系为： 1KB=1024B, 1MB=1024KB, 1GB=1024MB, 1TB=1024GB

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计算机的硬件系统 (1)主存储器 主存储器简称主存，是计算机系统 的信息交流中心。 随机存储器(Random Access Memory, RAM)。RAM的主要特点是既可以从中读 出数据，又可以写入数据；RAM是短期存 储器，只要断电，其存储内容将全部丢 失。

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计算机的硬件系统 只读存储器(Read Only Memory,ROM)。 ROM的特点是只能读出原有内容，不能再 写入新内容。ROM的数据是厂家在生产芯 片时，以特殊的方式固化在上面的，用 户一般不能修改。ROM中一般存放系统管 理程序，即使断电，ROM中的数据也不会 丢失。比如固化在主板上的BIOS程序。