第1讲 1.1 计算机系统概述-3.pptVIP

第一台计算机的出现 世界上第一台真正意义上的计算机: 1946年 美国宾夕法尼亚大学 电子数字积分计算机（Electronic Numerical Integrator and Calculator, ENIAC) 中央处理器（CPU） 中央处理器（CPU）包括：运算器和控制器 运算器 运算器是对数据进行加工处理的部件。 运算器具有算术运算和逻辑运算功能，也称为 ALU。 控制器 控制器是控制计算机各部件协调工作的部件， 基本功能是从内存读取指令、分析指令、执行指令。 控制器包括：指令寄存器、译码器、时序节拍发生器、指令计数器。 存储器 存储器用来存储程序和数据，是计算机中各种信息的存储和交流中心，存储器通常分为内存储器和外存储器。 内存储器 内存储器简称内存，又称主存储器。 主要用于存储计算机运行期间所需要的程序和数据。 能直接和CPU交换信息。 外存储器 外存储器简称外存，又称辅助存储器。 存储需要长期保存的信息，这些信息往往以文件形式存在。 外存信息不能直接被CPU访问，要先送入内存才能被CPU使用。 输入设备和输出设备 输入输出（I/O)设备是计算机系统与外界进行信息交流的工具，其作用分别是将信息输入计算机和从计算机输出。 主机和外部设备 中央处理器（CPU）=控制器+运算器 主机=CPU+主存 外部设备=输入/输出设备+外存及其驱动设备 计算机总线 总线（BUS）是计算机内部传输地址、数据、和各种控制信息的高速通道，是计算机硬件的一个重要组成部分。包括: 数据总线（Data Bus, DB） 地址总线（Address Bus, AB） 控制总线（Control Bus, CB） 计算机工作原理动画演示 计算机工作原理动画演示 计算机的指令系统 机器指令是计算机所能识别并执行的每一条操作命令。 指令系统是所有指令的集合。 一条机器指令是用一串二进制代码表示的，由操作码和地址码两部分组成。 例如， ADD dest, src; dest (dest)+(src) 计算机执行指令的过程 计算机执行指令的过程一般分为以下4个步骤： ① 取指令。控制器根据程序计数器的内容（存放指令的内存单元地址）从内存中取出一条指令送到CPU的指令寄存器。 ② 分析指令。控制器对指令寄存器中的指令进行分析和译码。 ③ 执行指令。根据分析和译码的结果，判断该指令要完成的操作，然后发出完成操作的控制信号，完成该指令的功能。 ④ 确定下一条指令的地址。一条指令执行完后，指令计数器自动加 1 或被置入指定的地址，然后回到步骤①进入下一条指令的执行周期。 执行加法指令示意图 计算机执行程序的过程 程序就是一个指令序列 将程序装入内存并启动它，计算机便自动执行。 ① 将程序第一条指令的存放地址置入指令计数器。 ② CPU从内存中取出该指令，分析识别后执行，完成一条指令的执行周期。 ③ 指令计数器自动加 1 或被置入指定的地址，进入下一条指令执行周期。 ④ 直至程序完成。 任务总结 通过本知识单元的学习与单元概念图的整理，初步了解了： 计算机的发展史。 特点。 分类。 主要应用领域。 工作原理。 以及计算机硬件系统、软件系统的组成。 对计算机系统有一个初步的了解，为后面知识单元的学习打下基础。 大学计算机应用基础 第1讲 （1.1） 计算机系统概述 大学计算机应用基础 大学计算机应用基础 目录——计算机发展简史 计算机发展简史 计算机系统——硬件与软件 计算机工作原理 大学计算机应用基础 第一台计算机的出现 世界上第一台电子计算机的诞生，标识了计算机时代的到来！ 包括18000个电子管和1500个继电器 耗电150kW?h 重30t，占地面积170m2 运算速度5000次（+，-）/秒 存储容量很小,20个10位十进制数 价值40万美元 大学计算机应用基础 计算机的发展史 年份 时代名称 物理器件 应用 第一代 1946~1957 电子管计算机 电子管 科学计算 第二代 1958~1963 晶体管计算机 晶体管 工业控制 第三代 1964~1970 集成电路计算机 集成电路 文字、图象处理 第四代 1970~现在 大规模集成电路计算机 大规模集成电路 社会各领域 大学计算机应用基础 计算机的分类 小型机（Mini Computer） 工作站（WorkStation） 微型机（Microcomputer） 小巨型机（Mini Super Computer） 大型机（Mainframe Computer） 巨型机（Super Computer） 计算机 的分类 大学计算机应用基础 计算机的特点 电子计算机是一种具有极快的处理速度、很强的存储能力、精确的计算和逻辑判断能力，由程序自动控制操作过程的电子装置。 计算机的