1、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及工作原理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及工作原理第第 4 課課計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖運(yùn)算器控制器中央處理器隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM只讀存儲(chǔ)器ROM 內(nèi)存儲(chǔ)器主機(jī)輸入設(shè)備輸出設(shè)備外存儲(chǔ)器外部設(shè)備系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件硬件部分軟件部分計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件：構(gòu)成計(jì)算機(jī)的各種物理設(shè)備或器件的總稱v硬件是計(jì)算機(jī)中我們能 看得見、摸得著看得見、摸得著 的實(shí)體實(shí)體一一.計(jì)算機(jī)的硬件組成計(jì)算機(jī)的硬件組成存貯器存貯器輸入設(shè)備輸入設(shè)備輸出設(shè)備輸出設(shè)備運(yùn)算器運(yùn)算器控制器控制器運(yùn)算器：運(yùn)算器：是進(jìn)行運(yùn)算的部件，完成計(jì)算機(jī)中的所有算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算控制器：控制器：是計(jì)算機(jī)的神經(jīng)中樞，指揮著整個(gè)計(jì)算機(jī)的工作。 運(yùn)算器和控制器合稱為中央處理

2、器運(yùn)算器和控制器合稱為中央處理器CPU。 3. 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)用來存儲(chǔ)信息的重要功能部件。存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)用來存儲(chǔ)信息的重要功能部件。主要功能是存放程序和數(shù)據(jù)。主要功能是存放程序和數(shù)據(jù)。存存 儲(chǔ)儲(chǔ)器器內(nèi)存(主存)外存(輔存)1) 只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器(ROM)(ROM)：只能讀出不能寫入，用于存放內(nèi)容不變的信息，斷電后信息不會(huì)丟失。2) 隨機(jī)存儲(chǔ)器隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)(RAM)：可隨機(jī)存取，用于存放現(xiàn)場的程序和數(shù)據(jù)，斷電后信息一般會(huì)立即消失。內(nèi)內(nèi) 存存內(nèi)存(主存)外存外存磁盤磁盤光盤光盤閃盤閃盤(半導(dǎo)體介質(zhì))硬盤硬盤軟盤軟盤（1）內(nèi)存用于存放計(jì)算機(jī)當(dāng)前正待運(yùn)）內(nèi)存用于存放計(jì)算機(jī)當(dāng)前

3、正待運(yùn) 行的程序和數(shù)據(jù)行的程序和數(shù)據(jù)（2）速度較快）速度較快（3）容量較?。┤萘枯^?。?）可直接與中央處理器）可直接與中央處理器CPU交換信息交換信息v（1）外存用于存放暫時(shí)不用的程序和數(shù)據(jù)，）外存用于存放暫時(shí)不用的程序和數(shù)據(jù)，v（2）速度相對(duì)較慢，）速度相對(duì)較慢，v（3）容量較大，價(jià)格較低，）容量較大，價(jià)格較低，v（4）不能直接與中央處理器）不能直接與中央處理器CPU交換信交換信 息，但它可以與內(nèi)存交換信息。息，但它可以與內(nèi)存交換信息。 外存儲(chǔ)器中的程序和數(shù)據(jù)外存儲(chǔ)器中的程序和數(shù)據(jù)必須先調(diào)入內(nèi)存方可被必須先調(diào)入內(nèi)存方可被CPU訪問。訪問。輸入設(shè)備輸入設(shè)備輸出設(shè)備輸出設(shè)備主主板板主板上的主板上

4、的CPU和內(nèi)存條和內(nèi)存條各種顯卡各種顯卡綠:喇叭紅:麥克風(fēng)藍(lán):錄音設(shè)備計(jì)算機(jī)硬件：計(jì)算機(jī)硬件：是構(gòu)成計(jì)算機(jī)的各種是構(gòu)成計(jì)算機(jī)的各種物理設(shè)備物理設(shè)備或或器器件件的總稱，是計(jì)算機(jī)中那些的總稱，是計(jì)算機(jī)中那些看得見看得見、摸得著摸得著的實(shí)體的實(shí)體二二.計(jì)算機(jī)的軟件組成計(jì)算機(jī)的軟件組成系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件win98,winme,win2000,winnt,winxp,win2003, Linux, Unix,OS/2等操作系統(tǒng)操作系統(tǒng):數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)FoxPro、DB-2、Access、SQL-server 編譯軟件編譯軟件VB、C+、JAVA 等計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件

5、應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件2.3.2 計(jì)算機(jī)軟件的分類 軟件按其功能可以分為軟件按其功能可以分為系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件和和應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件兩大類。兩大類。1. 系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件 參與構(gòu)成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、供用戶直接使用，以擴(kuò)展計(jì)算參與構(gòu)成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、供用戶直接使用，以擴(kuò)展計(jì)算機(jī)硬件功能，使其管理協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)，彌補(bǔ)用戶操作習(xí)慣機(jī)硬件功能，使其管理協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)，彌補(bǔ)用戶操作習(xí)慣與計(jì)算機(jī)硬件、計(jì)算機(jī)設(shè)備的操作方法之間的鴻溝的軟件。與計(jì)算機(jī)硬件、計(jì)算機(jī)設(shè)備的操作方法之間的鴻溝的軟件。 系統(tǒng)軟件一般是由計(jì)算機(jī)廠家或?qū)I(yè)軟件開發(fā)商提供系統(tǒng)軟件一般是由計(jì)算機(jī)廠家或?qū)I(yè)軟件開發(fā)商提供的，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)重要的組成部分。的，是計(jì)算

6、機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)重要的組成部分。它主要包括操它主要包括操作系統(tǒng)（作系統(tǒng)（DOSDOS、UNIXUNIX、Win98Win98、Win2000Win2000、WinNTWinNT、WindowsXPWindowsXP等等）、程序設(shè)計(jì)語言。）、程序設(shè)計(jì)語言。 文字處理軟件文字處理軟件 Word WPS表格處理軟件表格處理軟件 Excel輔助設(shè)計(jì)軟件輔助設(shè)計(jì)軟件 AutoCAD實(shí)時(shí)控制軟件實(shí)時(shí)控制軟件2. 應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件 它是它是為計(jì)算機(jī)在特定領(lǐng)域中的應(yīng)用而開發(fā)的專為計(jì)算機(jī)在特定領(lǐng)域中的應(yīng)用而開發(fā)的專用軟件，是用軟件，是用戶為解決各類實(shí)際應(yīng)用問題而編制用戶為解決各類實(shí)際應(yīng)用問題而編制的專用軟件的總稱。

7、的專用軟件的總稱。應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件文字處理軟件文字處理軟件如WORD、WPS 信息管理軟件信息管理軟件工資管理軟件、人事管理軟件、倉庫管理軟件、計(jì)劃管理軟件 輔助設(shè)計(jì)軟件輔助設(shè)計(jì)軟件CAD PS實(shí)時(shí)控制軟件實(shí)時(shí)控制軟件 用于隨時(shí)搜集生產(chǎn)裝置、飛行器等的運(yùn)行狀態(tài)信息，以此為依據(jù)按預(yù)定的方案實(shí)施自動(dòng)或半自動(dòng)控制，安全、準(zhǔn)確地完成任務(wù)。計(jì)算機(jī)軟件：計(jì)算機(jī)軟件：計(jì)算機(jī)軟件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)軟件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中程程序序、數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)和和相關(guān)技術(shù)文檔資料相關(guān)技術(shù)文檔資料的總的總稱是計(jì)算機(jī)的稱是計(jì)算機(jī)的靈魂靈魂計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成 運(yùn)算器運(yùn)算器 中央處理器（中央處理器（CPU） 控制器控制器主存儲(chǔ)器

8、（內(nèi)存）主存儲(chǔ)器（內(nèi)存） 硬件硬件 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 輔助存儲(chǔ)器（外存）輔助存儲(chǔ)器（外存）輸入設(shè)備輸入設(shè)備外部設(shè)備外部設(shè)備 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)輸出設(shè)備計(jì)算機(jī)系統(tǒng)輸出設(shè)備 系統(tǒng)軟件（操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等）系統(tǒng)軟件（操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等） 軟件軟件 應(yīng)用軟件（字處理、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等）應(yīng)用軟件（字處理、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等）完整的計(jì)算機(jī)完整的計(jì)算機(jī)硬件硬件軟件軟件+3.3.計(jì)算機(jī)的工作原理計(jì)算機(jī)的工作原理例：一道數(shù)學(xué)題：（例：一道數(shù)學(xué)題：（2+52+5）3=?3=?想一想計(jì)算機(jī)是如何計(jì)算并且得想一想計(jì)算機(jī)是如何計(jì)算并且得出結(jié)果的？出結(jié)果的？思考：計(jì)算機(jī)哪些硬件參與了工作？思考：計(jì)算機(jī)哪些硬件參與了工作？馮諾依

9、曼： 馮諾依曼 （ John von Neumann，19031957），美籍匈牙利人，他參與了世界第一臺(tái)電子計(jì)算ENIAC計(jì)算機(jī)的研制工作，是他奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)又稱馮諾依曼結(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)之一：就是計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)由運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、控制器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備五大部件組成。 當(dāng)前最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)都采用的是馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)。所以馮諾依曼是當(dāng)之無愧的數(shù)字計(jì)算機(jī)之父。 拓展：馮拓展：馮諾依曼結(jié)諾依曼結(jié)構(gòu)構(gòu)v“馮諾依曼計(jì)算機(jī)工作原理”：v 1.計(jì)算機(jī)完成任務(wù)是由事先編號(hào)的程序完成的； v2.計(jì)算機(jī)的程序被事先輸入到存儲(chǔ)器中，程序運(yùn)算的結(jié)果，也被存放在存儲(chǔ)器中。v 3.計(jì)算機(jī)能自動(dòng)連

10、續(xù)地完成程序。v 4.程序運(yùn)行的所需要的信息和結(jié)果可以通輸入輸出設(shè)備完成。v 5.計(jì)算機(jī)由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備所組成； 一、概述一、概述1、計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī) 數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流 控制流控制流 輸入設(shè)備輸出設(shè)備控制器運(yùn)算器存儲(chǔ)器馮 喏依曼思想：計(jì)算機(jī)應(yīng)由五大模塊組成；程序與數(shù)據(jù)一樣存放在內(nèi)存；指令在存儲(chǔ)器中按執(zhí)行順序存放；機(jī)器以運(yùn)算器為中心。它的功能是算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算它的作用是控制整個(gè)計(jì)算機(jī)的各個(gè)部件有條不紊的工作存儲(chǔ)器分為內(nèi)存儲(chǔ)器和外存儲(chǔ)器兩種，內(nèi)存用于存放要執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)。用來接收用戶輸入的數(shù)據(jù)和程序，并將它們轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制編碼存放到內(nèi)存中用于將存放在內(nèi)存中由計(jì)算機(jī)處理的結(jié)果

11、轉(zhuǎn)變?yōu)槿藗兯芙邮艿男问接?jì)算機(jī)的工作原理計(jì)算機(jī)的工作原理指令流指令流數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流輸入設(shè)備輸入設(shè)備存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器輸出設(shè)備輸出設(shè)備運(yùn)算器運(yùn)算器控制器控制器程序、數(shù)據(jù)程序、數(shù)據(jù)指令指令數(shù)據(jù)數(shù)據(jù). .計(jì)算機(jī)的分類計(jì)算機(jī)的分類按規(guī)模劃分按規(guī)模劃分巨型機(jī)巨型機(jī)大型機(jī)大型機(jī)小型機(jī)小型機(jī)微型機(jī)微型機(jī)（個(gè)人計(jì)算機(jī)，（個(gè)人計(jì)算機(jī)，pc機(jī)，微機(jī)）機(jī)，微機(jī)）高性能計(jì)算機(jī)高性能計(jì)算機(jī)（國防，科學(xué)計(jì)算）（國防，科學(xué)計(jì)算）小型服務(wù)器小型服務(wù)器4、練習(xí)、練習(xí)1、一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括_A.主機(jī)、鍵盤和顯示器 B.計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備C.硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng) D.系統(tǒng)軟件與應(yīng)用軟件C課后、拓展課后、拓展4、練習(xí)、練習(xí)2、統(tǒng)一指揮和協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)工作的部件是_A. 主存儲(chǔ)器B.硬盤C. 運(yùn)算器D.控制器D課后、拓展課后、拓展4、練習(xí)、練習(xí)3、下列存儲(chǔ)設(shè)備中，存取速度最快的是_A. 光盤B.U盤C. 硬盤D.內(nèi)存D課后、拓展課后、拓展4、練習(xí)、練習(xí)4、下列設(shè)備中，屬于輸入設(shè)