控制器对输入的指令进行分析， 控制器对输入的指令进行分析，并统一控制 计算机的各个部件以完成一定的任务。 计算机的各个部件以完成一定的任务。 它是指挥整个计算机有条不紊地自动执行程 序的元件。 序的元件。
寄存器（Register）是CPU内 部用来存放数据的一些小型的存储 区域，用来暂时存放参与运算的数 据以及运算结果。寄存器由电子线 路组成，存取速度非常快，与CPU 的速度相当，寄存器的成本较高， 因而数量较少。CPU内部的寄存器 类型有指令寄存器、程序计数器、 数据寄存器、地址寄存器以及状态 寄存器等。
• 存储地址：存储器由许 多存储单元构成，计算 机从存储器读写数据是 以存储单元为基本单位 ，为了区分不同的存储 单元，系统给每个存储 单元赋予一个唯一的编 号，这个编号称为存储 单元的地址，即存储地 址。
存储器可分为内存和外存。 • 内存储器（主存） 与CPU直接进行数据交换。ROM，RAM。 • 外存储器（辅存） 经主存的过渡与CPU交换数据。 软盘，硬盘，光盘，磁带。
计算机硬件与软件系统的关系： 软件与硬件是密切相关和相互依存的。硬 件所提供的机器指令、低级编程接口和运 算控制能力是实现软件的基础。反之，没 有软件的硬件机器，称为“裸机”，裸机 只有极其有限的功能，甚至连最基本的启 动也不能完成。 软件与硬件在逻辑上有着某种等价的意义 。即软件实现的功能可以用硬件来实现， 称为硬化或固化；同样，硬件实现的功能 也可以用软件来模拟，称为硬件软化。
运算器又称算术逻辑单元ALU 。 运算器又称算术逻辑单元 其主要任务是执行各种算术运算和逻辑运算。 其主要任务是执行各种算术运算和逻辑运算。
算术逻辑单元 累加器 状态寄存器 通用寄存器 运算 暂存操作数和运算结果。 暂存操作数和运算结果。 存放算术逻辑单元在工 作中产生的状态信息。 作中产生的状态信息。 暂存操作数或数据地址。 暂存操作数或数据地址。
• 用二进制形式表示数据与指令。 • 指令与数据都存放在存储器中，使计算机 在工作时能够自动高速地从存储器中取出 指令加以执行。程序中的指令通常是按一 定顺序一条条存放，计算机工作时，只要 知道程序中第一条指令放在什么地方，就 能依次取出每一条指令，然后按照指令规 定的操作来执行相应的动作。 • 计算机系统由运算器、存储器、控制器、 输入设备和输出设备五大基本部件组成， 并规定了五大部件的功能。
– 为了提高微机的整体性能，CPU芯片生产商 在CPU内部增加了一种存储容量较小的快速 存储器（SRAM）以缓解内存与CPU之间的 速度差异，提高CPU的性能，这种存储器就 是CPU快存。
– 磁盘必须经过格式 化后才能存储数据 。在格式化的过程 磁盘的读/写磁 中，磁盘的读 写磁 头在磁表面设置磁 模式， 模式，将磁盘表面 划分成许多同心园 ，每个同心圆又称 为磁道
– 每个磁道又被等分成许 多扇形区域， 多扇形区域，称为扇区 数据被存放扇区中， ，数据被存放扇区中， 每个扇区的容量是512 每个扇区的容量是 字节。 字节。扇区的首部包含 了扇区的惟一地址标识 ID，扇区之间有空隙隔 ， 便于DOS或 开，便于 或 Windows系统进行识 系统进行识 别。
• CPU(Central Processing Unit) 功能：从存储器中取出指令，按指令 要求 对数 据进行运算。（取指令，执行指 不是单独的元件， 令） 存在于控制器和 • 组成： 运算器中！ 控制器 运算器
• 存储器是计算机存放程 序和数据的物理设备， 是计算机的信息存储和 交流中心。 – 存储容量：存储器所 能容纳的二进制信息 量的总和 – 存取周期：计算机从 存储器读出数据或写 入数据所需要的时间 ，它表明了存储器存 取速度的快慢。
• 3.1 计算机系统概述 • 3.2 计算机硬件系统 • 3.3 计算机软件系统
• 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。 • 硬件是有形的物理设备，看得见摸 得着，它可以是电子的、电磁的、 机电的或光学的元件或装置，或者 是由它们所组成的计算机部件。 • 软件是指在计算机硬件上运行的各 类程序和文档的总称，它可以提高 计算机的工作效率，扩大计算机的 功能。
• 在光存储设备 中，使用激光 在存储介质的 表面上烧蚀出 数据。 数据。烧蚀在 介质表面上微 小的凸凹模式 表示了数据， 表示了数据， 实际上， 实际上，数据 都是存放在表 面的凹坑槽序 列中。 列中。
１、把光盘光滑无字的一面 向下， 向下，将光盘放入光驱托架 4、塑料薄膜的下面是平滑的反射层，激光能 、塑料薄膜的下面是平滑的反射层， 够烧灼此表面， 够烧灼此表面，形成小凹
只能读出数据，不能写 入数据，内容由制造商 写入。 ● 内存掉电，内容不会丢 失。
● 存放各种固化的系统软件， ● 掩膜ROM 如ROM BIOS、监控程序 ● 可编程只读存储器PROM 等。 ● 可擦除可编程只读存储器 EPROM ● 电擦除可编程只读存储器 E2PROM
• 计算机中外存储器主要有软盘、硬 盘、光盘和磁带等存储设备，这些 存储设备主要是磁表面存储器和光 盘存储器。
– 将磁性材料（磁 将磁性材料（ 粉颗粒） 粉颗粒）涂摸在 塑料或金属圆盘 上就形成了磁盘 。磁盘上的磁粉 颗粒能够保存它 们的磁化方向， 们的磁化方向， 可以永久性地保 存数据。 存数据。 涂有 磁粉颗粒的塑料 盘就是软盘， 盘就是软盘，涂 有磁粉颗粒的金 属盘就是硬盘。 属盘就是硬盘。
2、打开机箱，会看 、打开机箱， 见电线、电路板、 见电线、电路板、装 有硬盘、 有硬盘、光驱的铁盒 子
位于机箱内的主板 3、主板，是一个分层的电路 、主板， 上面布满了各种硬件接口， 板，上面布满了各种硬件接口， 板上有电子线路， 板上有电子线路，它们形成了 一个四通八达的通路， 一个四通八达的通路，把各种 接口连接成了一个有机的整体
一个完整的计算机系统由硬件系统和 一个完整的计算机系统由硬件系统和软 硬件系统 件系统两大部分组成 本章主要介绍计算 件系统两大部分组成 。本章主要介绍计算 机硬件系统和软件系统的基本组成、 机硬件系统和软件系统的基本组成、工作原 理及其功能。 理及其功能。
机器执行什么操作 执行对象（具体数、存放位置） 执行对象（具体数、存放位置）
程序是为完成一项特定任务而用某种 程序是为完成一项特定任务而用某种 语言编写的一组指令序列。 语言编写的一组指令序列。
• 存储程序控制原理即冯·诺依曼原理 。 • 冯·诺依曼：美籍匈牙 利科学家，现代计算 机之父，率先奠定了 现代计算机的基本结 构。
– 计算机内部有一个时钟发生器不断地发出电 脉冲，产生系统所需要的标准时钟信号，每 秒钟产生的时钟脉冲个数称为时钟频率，也 叫主频，其单位是赫兹。
– 指令周期是指计算机执行一条指令所用的时 间，一个完整的指令周期包括：取指令、解 释指令、执行指令几个操作步骤。
●在计算机系统中，硬件与软件功能 的分担是较重要的设计决策之一， 在硬件的基础上逐层地扩充软件是 形成强大计算机系统的有效途径。
指令是对计算机进行程序控制的最小单位。 指令是对计算机进行程序控制的最小单位。 所有的指令的集合称为计算机的指令系统。 所有的指令的集合称为计算机的指令系统。
– 每种类型的CPU都有一套指令系统，这套指 令系统向程序编制者提供了编写程序的可用 命令，人们把这些命令称为机器语言，把用 这些命令编写的程序称为机器语言程序。
– 不同类型的CPU提供的机器语言不同，所以 用某一类计算机的机器语言编制出来的程序 很难直接在其他类型的计算机上有效地运行 ，这个问题称为指令不兼容 – 向下兼容与向上兼容
一个或若干个扇区组织成一个“ 一个或若干个扇区组织成一个“簇”（Cluster）， ）， 簇是操作系统进行数据读写操作的最小逻辑单位， 簇是操作系统进行数据读写操作的最小逻辑单位， 即数据在磁盘上是以簇（不是以扇区） 即数据在磁盘上是以簇（不是以扇区）为单位存 放的。一个簇由一个或多个扇区组成， 放的。一个簇由一个或多个扇区组成，每个簇所 占的扇区数由操作系统和磁盘的类型决定
2、光盘在光驱的带动下高 、 速旋转，光驱中有一激光枪， 速旋转，光驱中有一激光枪， 它发出激光， 它发出激光，射在光盘表面 上
5、40芯线的 、 芯线的 芯线的IDE扁平 扁平 电缆， 电缆，一端插入主板 上的IDE接口，另一 接口， 上的 接口 端硬盘或光驱相连
• 微机系统的主板实际上是一块集成了各类 总线的印刷电路板，并在主板上集成了一 些重要的核心部件，如CMOS、BIOS及 一些控制芯片组。
磁盘总容量＝记录面数×磁道数×扇区数× 磁盘总容量＝记录面数×磁道数×扇区数×每个扇 区字节数
例如通常所说的高密软盘有80磁道 ，每个磁道包含18个扇区，可以双 面存储，则其存储容量为： 2×80×18×512＝1474560B＝ 1440KB≈1.44MB。
5、脊是反射层表面未被激光烧灼的平 坦区域； 、 坦区域； 谷是被烧灼的小凹， 脊和谷可分别表示０ 谷是被烧灼的小凹， 脊和谷可分别表示０和１
6、激光射到脊上将原路返回， 、激光射到脊上将原路返回， 射到谷上将偏离原方向反射， 射到谷上将偏离原方向反射， 光驱由此不同的反射光识别0和 光驱由此不同的反射光识别 和1 3、光盘是一种分层结 、 构，最表面是一种透明 塑料薄膜， 塑料薄膜，激光能够穿 透它
名称 特点 ● 可随时读写数据，读数 据不损坏内容，写数据 时会修改、覆盖原有的 内容。 ● 随机存取，存取任意单 元的时间相同，不必顺 序访问。 ● 断电后信息丢失。 用途 ● 存放当前正在执行的程序 和数据。 ● 作为I/O数据缓冲存储器。 ● 作为中断服务程序和子程 序中保护CPU现场信息的 堆栈。 ● 在后备电源及掉电保护电 路的支持下，作为存放系 统配置参数和高级芯片状 态参数的存储器。 类型 ● SRAM：静态随机存储器 ● DRAM：动态随机存储器开云 开云体育官网开云 开云体育官网开云 开云体育官网开云APP 开云官网入口开云APP 开云官网入口开云APP 开云官网入口
