《计算机应用基础》计算机基础知识.docx
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1、一个完整的计算机系统是由硬件系统即计算机的物理设备实体,简称硬件和软件系统即计算机所使用的各种数据、程序的集合及有关的文档资料,简称软件两大局部组成的,如图 1-3-1 所示。图 1-3-1 计算机系统的组成一、计算机硬件的组成1946 年,美籍匈牙利数学家冯诺依曼Von Neumann提出了“存储程序” 的概念,其主要观点可归结为:1计算机硬件应由运算器、掌握器、存储器、输入设备和输出设备等五大局部组成的体系构造,如图 1-3-2 所示。图 1-3-2 计算机的硬件构造2全部能被计算机处理的信息均承受二进制。3承受存储程序和程序掌握的思想,马上事先编制好的程序和原始数据存入计算机的存储器中,
2、在不受人工干预的状况下,计算机自动地、高速地从存储器中取出并执行指冯诺依曼的上述思想奠定了现代计算机体系构造的根底。虽然现代计算机系统从性能指标、运算速度、工作方式、应用领域等各方面都与当时的计算机差异很 大,但其根本构造并没有转变,所以,现代计算机又统称为冯诺依曼计算机。各部件的主要功能是:运算器:进展算术运算和规律运算;掌握器:掌握指挥全部部件协调工作的部件; 存储器:依据存储单元地址进展各种信息读写; 输入设备:输入信息到计算机内部,转换信息;输出设备:将计算机内部的信息输出出来。二、计算机的工作原理1. 指令和程序依据冯诺依曼机关于“存储程序”的概念,计算机的工作过程实际上就是执行指令
3、和程序的过程。指令是指计算机完成某个根本操作的命令,由操作码和操作数两个局部组成。操作码表示计算机要完成的操作,如取数、加法等;操作数表示要操作对象的内容或所在单元的地址。如 ADD AX,BX,此处的 ADD 为操作码代表加法运算,后面的 AX 与 BX 为操作数。一台计算机所能执行的全部指令的集合,称为这台计算机的指令系统。不同种类的计算机,其指令系统的指令数目与格式也不同。指令系统越丰富完备,编制程序就越便利敏捷。依据各条指令功能的不同,一般指令系统可分为数据传送、数据处理、程序掌握、输入输出、状态治理五种类型。程序是指能完成特定功能的一组指令计算机高级语言称为语句的有序集合。计算机依据
4、程序设定的指令依次执行,并完成对应的一系列操作,这就是程序执行的过程。2. 计算机的工作原理依据冯诺依曼存储程序的原理,人们预先编好程序,利用输入设备把程序输入内存,计算机在掌握器掌握下,从内存中逐条取出程序指令给运算器执行。把结果送回内存,再由输出设备输出。一般地,一条指令的执行过程如下: 取指令:依据当前掌握器中程序计数器的指令起始地址值,从内存中取出指令送到掌握器的指令存放器存储起来。 分析指令:将指令存放器中存放的指令送往指令译码器,对操作码进展译码,马上指令的操作码转换成相应的掌握电位信号,由地址码确定操作数地址。 执行指令:由操作掌握部件发出完成该操作所需要的一系列掌握信息,驱动相
5、应部件完成该指令所要求的操作。 程序计数器自动加 1:为执行下一条指令做好预备,即形成下一条指令地址。一般把计算机完成一条指令所花费的时间称为一个指令周期,指令周期越短,指令执行越快。通常人们所说的 CPU 主频或又叫工作频率,就反映了指令执行周期的长短。计算机的工作就是执行程序,即自动、连续地执行一系列指令,而程序开发人员的工作就是编制程序。计算机工作原理三、计算机的软件系统软件系统是指程序、程序运行所需要的数据以及开发、使用和维护这些程序所需要的文档的集合。计算机的软件相当丰富,通常将软件分为系统软件和应用软件两大类。实际上,系统软件和应用软件的界限并不格外明显,有些软件既可认为是系统软件
6、,也可认为是应用软件,如数据库治理系统等。1. 系统软件系统软件是指治理、掌握、监视、维护计算机系统正常运行的各类程序集合,是用户与计算机间联系的桥梁。一般地,系统软件通常包括操作系统、程序设计语言、语言处理程序、各种效劳程序和数据库治理系统等。 操作系统操作系统是一组掌握和治理计算机软硬件资源、以便利用户使用计算机的程序的集合。其主要的功能是进展 CPU 治理、存储治理内存治理、文件治理、设备治理和作业治理即用户程序调度治理等。因此,操作系统为用户供给了使用计算机的接口,同时,使计算机系统的资源操作系统是最根本的软件系统,现代计算机系统不能没有操作系统,其功能在很大程度上直接打算了整个计算机
7、系统的性能。目前,典型的操作系统有 DOS、Windows、UNIX、Linux、Mac OS、安卓等。也能得到有效的利用。 程序设计语言人与人之间沟通需要语言,人与计算机之间沟通同样需要语言,即为程序设计语言。依据计算机语言对硬件的依靠程度,通常把程序设计语言分为4 类:机器语言、汇编语言、高级语言和第四代程序设计语言。机器语言:是由二进制代码“0”和“1”组成的一组指令代码,是唯一能被计算机直接识别和执行的语言。它的优点是占用内存小、执行速度快。缺点是编写程序工作量大、程序可读性差。汇编语言:是一种面对机器的程序设计语言。用助词符Memonic代替操作码,用地址符号Symbol代替地址码。
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