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第三章计算机硬件体系结构 计算机科学与工程系 计算机系统由硬件系统和软件系统组成。 本章主要介绍计算机硬件体系结构的基础知 识。通过本章学习，应建立起计算机系统的全貌， 并对各组成部分的构成和工作原理有一定的认识 和理解，应能从总体上理解一个程序经过外部输 入、CPU处理到最后输出结果，整个流程所涉及 的硬件及其工作原理。 1/87 教学进度 3.1 计算机系统的构成 计算机科学与工程系 一个完整的计算机系统是由硬件系统和软件系统组成。 前者是借助电、磁、光、机械等原理构成的各种物理部件 的有机组合，是系统赖以工作的实体。后者则是指各类程 序和文件，用于指挥全系统按指定的要求进行工作。 3.1.1 计算机的硬件系统 计算机硬件系统，是指计算机中的电子线路和物理设 备。它们是看得见、摸得着的实体。 硬件系统从总体上可分为主机和外部设备两部分。 主机是安装在主控机箱中的物理实体，包括处理器、 存储器、总线和输入输出接口，是系统的控制中心，其余 为外部设备。 2/87 教学进度 3.1 计算机系统的构成 计算机科学与工程系 3/87 教学进度 3.1 计算机系统的构成 计算机科学与工程系 3.1.2 冯·诺依曼型计算机的结构 冯•诺依曼型计算机的工作原理是：将程序和 数据事先存放在外存储器中，在执行程序和处理 数据时再将其从外存储器装入到主存储器中，然 后让计算机在工作时能自动地从主存储器中取出 指令调入到控制器中并加以执行。 这种 “存储程序、用程序控制自动计算”的 思想以及实现该思想的计算机基本结构，称为冯• 诺依曼计算机结构。符合冯•诺依曼结构的计算机 被称为冯•诺依曼型计算机。 4/87 教学进度 3.1 计算机系统的构成 计算机科学与工程系 控制信号流 数据流 冯•诺依曼计算机结构 5/87 教学进度 3.1 计算机系统的构成 计算机科学与工程系 冯·诺依曼计算机体系结构主要特点 (1)计算机硬件由运算器、控制器、存储器、 输入设备和输出设备五大部分组成 。 (2)采用二进制形式表示程序和数据，简化设 计；程序和数据以二进制形式存放在存储器中。 (3)控制器根据存放在存储器中的指令工作。 6/87
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