大学计算机基础第二章计算机基础知识.pptVIP

第2章 计算机基础知识 2.1 计算机硬件基础知识 2.2 计算机软件基础知识 2.3 计算机信息安全基础知识 2.4 多媒体技术和多媒体计算机 2.1 计算机硬件基础知识 2.1.1 指令和程序 1. 指令 计算机要完成一项工作，是按照人们编制好的程序进行的。如两个数相加的计算机解题过程，可分解为下列的步骤(假定要运算的数据已存在存储器中)： 第1步：把第一个数从它的存储单元中取出来，送到运算器中。 第2步：把第二个数从它的存储单元中取出来，送到运算器中。 第3步：两数相加。 第4步：将计算结果送到存储器指定的单元中。 第5步：停机。 上面的取数、相加、存数等操作都是计算机中执行的基本操作。将这些基本操作用命令的形式写下来就是计算机的指令(Instruction)。 也就是说，指令是人们对计算机发出的工作命令，告诉计算机要进行的操作。通常一条指令对应一种基本操作。 指令通常由一串二进制数码组成，也称为机器指令。一条指令通常包括操作码和地址码两部分。 操作码：指出机器要执行的操作。 地址码：指出要操作的数据(操作对象)在存储器中的存放地址，以及操作结果要存放的地址。 一台计算机可以有许多指令，所有指令的集合称为指令系统(Instruction Set)，各种类型的计算机的指令系统都不相同。 2. 程序 程序(Program)是一系列指令组成的，是为解决某一具体问题而设计的一系列排列有序的指令的集合。设计及书写程序的过程称为程序设计。 2.1.2 存储程序原理 计算机要执行程序中每一条指令才能完成任务。计算机要完成自动连续运算，必须在开始工作后自动地按程序中规定的顺序取出要执行的指令，然后执行其操作。 计算机可以自动完成运算或处理过程的基础是存储程序原理。存储程序原理的要点有：为解决某个问题，要事先编制程序(可以用高级语言或机器语言编写)；程序输入到计算机中，存储在内存储器中(存储原理)；运行时，控制器按地址顺序取出存放在内存储器中的指令，然后分析指令，执行指令，若遇到转移指令，则转移到指定的地址，再按地址顺序访问指令(程序控制)。 2.1.3 计算机系统的硬件组成 计算机主要由运算器、控制器、存储器、输出及输入设备组成，如图2-2所示。  总线的概念。 为了节省计算机硬件连接的信号线，简化电路结构，计算机各部件之间采用公共通道进行信息传送和控制。 计算机部件之间分时占用着这些公共通道进行数据的控制和传送，这样的通道简称为总线，有下列三类总线: 数据总线(DB) 地址总线(AB) 控制总线(CB) 1. 运算器 运算器是执行算术运算和逻辑运算的部件，其任务是对信息进行加工处理。运算器由算术逻辑单元(Arithmetic Logical Unit，ALU)、累加器、状态寄存器和通用寄存器等组成。 ALU是对数据进行加、减、乘、除等算术运算，与、或、非等逻辑运算以及移位、求补等操作的部件。累加器用来暂存操作数和运算结果。状态寄存器(或称标志寄存器)用来存放算术逻辑单元在工作中产生的状态信息。通用寄存器组用来暂存操作数或数据地址。 ALU、累加器和通用寄存器的位数决定了CPU的字长。 2. 控制器 控制器根据程序的指令向各个部件发出控制信息，从而控制整个计算机的运行。因此控制器是计算机的神经中枢。 运算器与控制器组成中央处理器，中央处理器简称为CPU(Central Processing Unit的缩写)。CPU负责解释计算机指令，执行各种控制操作与运算，是计算机的核心部件。 3. 存储器 存储器(Memory)是用来存储程序和数据的记忆部件，是计算机中各种信息的存储和交流中心。 存储器的主要功能是保存信息。它的功能与录音机类似，使用时可以取出原记录的内容而不破坏其信息(存储器的“读”操作)；也可以将原来保存的内容抹去，重新记录新的内容(存储器的“写”操作)。 存储器分为内部存储器、外部存储器。 ⑴ 内部存储器 内部存储器也称内存。它由大规模集成电路存储器芯片组成，用来存储计算机运行中的各种数据。内存分为RAM，ROM及Cache。 RAM为Random Access Memory的缩写，叫做“随机读写存储器”。既可从其中读取信息，也可向其中写入信息。 在开机之前RAM中没有信息，开机后操作系统对其管理。关机后其中的信息都将消失。RAM中的信息可随时改变。 ROM为Read Only Memory的缩写，叫做“只读存储器”。只可从其中读取