计算机系统的基本硬件组成及工作原理

现在我们所使用的计算机硬件系统的结构一直沿用了由美籍著名数学家冯·诺依曼提出的模型，它由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大功能部件组成。

随着信息技术的发展，各种各样的信息，例如：文字、图像、声音等经过编码处理，都可以变成数据。于是，计算机就能够实现多媒体信息的处理，如图2-7所示。

图2-7图象、文字、声音等信息转成数据的示意图

各种各样的信息，通过输入设备，进入计算机的存储器，然后送到运算器，运算完毕把结果送到存储器存储，最后通过输出设备显示出来。整个过程由控制器进行控制。计算机的整个工作过程及基本硬件结构如图2-8所示：

图2-8计算机系统的基本硬件组成及工作原理

《计算机组成与工作原理》试卷(附答案)

《计算机组成与工作原理》试卷（附答案） 一、填空题（每空1分，共20分） 1.微型计算机中最大最重要的一块电路板称为。 2.一条完整的指令应由操作码和两部分组成。 3.CPU有多种控制外部设备工作的方式，主要有程序查询方式、和DMA方式。 4.计算机中图形图像的表示形式有点阵图和矢量图两类。靠存储一个个点的颜色信息来表示整 幅图像；而用数学公式的方式存储有规律的图像。 5.模数转换包括和量化两个过程。 6.逻辑代数有与逻辑、和非逻辑三种基本运算，对应的运算符则分别是“·”、“+”和“ˉ”。 7.任何复杂的流程都可以用顺序、和循环三种基本结构组合而成。 8.先执行循环体，再判断条件是否成立，若成立就结束循环的执行，这是循环结构。 9.计算机语言的发展经历了由低级到高级逐步发展的过程，大体可分为机器语言、汇编语言和 三个阶段。 10.计算机语言中_______语言的书写方式接近于人们的思维习惯，更易阅读和理解。 11.目前网页设计所应用的语言主要是HTML，它的中文名称是。 12.国际标准化组织定义了开放系统互连参考模型（OSI/RM），该参考模型将协议分成层，其中最高层 是。 13.进行计算机系统管理、监控和维护的软件称为系统软件，而为解决某种应用需要编写的软件称为 软件。 14.某用户向杭州电信申请了一个电子邮箱，账号为abc、密码为a123，假设邮件服务器域名为 https://www.wendangku.net/doc/8a13565077.html,，那么这个用户的电子邮件地址是。 15.按作用范围分，计算机网络可分为. 、城域网和广域网。常见的网络传输介质 有、同轴电缆和. 。 16. 是计算机所要执行的一种基本操作命令，是对计算机进行控制的最小单位。 17.对于字长是8位的CPU来说，它能处理的机器数是位的。 二、选择题（每题0.5分，共20分） 1.统一指挥和协调计算机工作的部件是（）。 A.内存储器 B.运算器 C.控制器 D.寄存器 2.在选购PC时，CPU选的是PIII933,这里的933的含义是（）。 A.运算速度 B.总线速度 C.CPU的时钟频率 D.内存容量 3.主板上的AGP扩展槽是（）的专用插槽。 A.显卡 B.声卡 C.网卡 D.内置调制解调器 4.下列四种存储器中，存取速度最快的是（）。 A.光盘 B.软盘 C.硬盘 D.内存 5.在内存和CPU之间增加Cache（高速缓存）的目的是（）。 A.增加内存容量 B.提高内存可靠性 C.解决CPU和内存之间的速度匹配 D.增加内存容量并加快存取速度 6.或非的运算法则是（）。 A.有1出0，全0出1 B.有1出0，全0出0 C.有0出1，全1出0 D.有0出0，全1出1 7.通常说的0.28反映显示器的（），它是显示器性能的主要技术指标之一。

计算机组成与工作原理[刘晓川主编][习题解答]

中等职业学校教学用书（计算机技术专业） 计算机组成与工作原理 习题答案 刘晓川主编 Publishing House of Electronics Industry 北京·BEIJING

第1章 一、填空题 1.运算器控制器存储器输入设备输出设备 2.硬件系统软件系统 3.运算器控制器 4.总线 5.入出存储 6.接口 7.中断控制 DMA I/O通道 8.字节多路通道选择通道数组多路通道 9.触点式无触点式 10.轨迹球触摸板 11.针式打印机喷墨打印机激光打印机 二、单项选择题 1．A 2．D 3．C 4．C 5．C 6．A 7．A 8．B 9．A 10．B 11．C 12．C 13．C 14．B 三、简答题 （略） 四、实践题 （略） 第2章 一、填空题 1．按权展开 2. 23=8 24=16 3．11100.001 4．原码反码 5．-8 6．00000000 11111111 0 255 7．265 B5 181 8．1111011.101 33 9．0.9375 0 -0.0625 10．大32 大35 二、单项选择题 1．B 2．B 3．无答案（正确答案应为11110111） 4．A 5．B 6．D（原码对应的应为-0） 7．D 8．C 9．C 10．C 三、简答题 1．答：机器数是指在计算机中表示数的形式：约定二进制数的最高位为符号位，“0”表示正号，“1”表示负号；真值是指直接用“＋”、“－”号加绝对值来表示数值的大小的一种形式。 2．答：①对于正数它们都等于真值本身，而对于负数各有不同的表示。②最高位都表示符号位，补码和反码的符号位可作为数值位的一部分看待，和数值位一起参加运算；但原码的符号位不允许和数值位同等看待，必须分开进行处理。③对于真值0，原码和反码各有两种不同的表示形式，而补码只有唯一的一种

计算机的基本组成与工作原理

计算机的基本组成及工作原理 1.3.1 计算机系统的组成 计算机系统是由硬件系统和软件系统两大部分组成，这一节将分别介绍计算机硬件系统和软件系统。 计算机硬件是构成计算机系统各功能部件的集合。是由电子、机械和光电元件组成的各种计算机部件和设备的总称，是计算机完成各项工作的物质基础。计算机硬件是看得见、摸得着的，实实在在存在的物理实体。 计算机软件是指与计算机系统操作有关的各种程序以及任何与之相关的文档和数据的集合。其中程序是用程序设计语言描述的适合计算机执行的语句指令序列。 没有安装任何软件的计算机通常称为“裸机”，裸机是无法工作的。如果计算机硬件脱离了计算机软件，那么它就成为了一台无用的机器。如果计算机软件脱离了计算机的硬件就失去了它运行的物质基础；所以说二者相互依存，缺一不可，共同构成一个完整的计算机系统。

计算机系统的基本组成如图1-6 所示。 ，是由于《。 ），计算机 。首先，把通过输入设制器、取数 1．运算器（ALU ） 运算器也称为算术逻辑单元ALU （Arithmetic Logic Unit ）。它的功能是完成算术运算和逻辑运算。算术运算是指加、减、乘、除及它们的复合运算。而逻辑运算是指“与”、“或”、“非”等逻辑比较和逻辑判断等操作。在计算机中，任何复杂运算都转化为基本的算术与逻辑运算，然后在运算器中完成。 2．控制器（CU ） 控制器CU （Controller Unit ）是计算机的指挥系统，控制器一般由指令寄存器、指令译码器、时序电路和控制电路组成。它的基本功能是从内存取指令和执行指令。指令是指示计算机如何工作的一步操作，由操作码（操作方法）及操作数（操作对象）两部分组 程序 数据 图 1-7 计算机基本硬件组成及简单工作原理 用户自己开发的软件系统 链接装配程序其它

计算机组成原理课后答案

第一章计算机系统概论 1. 什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件？硬件和软件哪个更重要？ 解：P3 计算机系统：由计算机硬件系统和软件系统组成的综合体。 计算机硬件：指计算机中的电子线路和物理装置。 计算机软件：计算机运行所需的程序及相关资料。 硬件和软件在计算机系统中相互依存，缺一不可，因此同样重要。 5. 冯?诺依曼计算机的特点是什么？ 解：冯?诺依曼计算机的特点是：P8 ●计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成； ●指令和数据以同同等地位存放于存储器内，并可以按地址访问； ●指令和数据均用二进制表示； ●指令由操作码、地址码两大部分组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操 作数在存储器中的位置； ●指令在存储器中顺序存放，通常自动顺序取出执行； ●机器以运算器为中心（原始冯?诺依曼机）。 7. 解释下列概念： 主机、CPU、主存、存储单元、存储元件、存储基元、存储元、存储字、存储字长、存储容量、机器字长、指令字长。 解：P9-10 主机：是计算机硬件的主体部分，由CPU和主存储器MM合成为主机。 CPU：中央处理器，是计算机硬件的核心部件，由运算器和控制器组成；（早期的运算器和控制器不在同一芯片上，现在的CPU内除含有运算器和控制器外还集成了CACHE）。 主存：计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器，为计算机的主要工作存储器，可随机存取；由存储体、各种逻辑部件及控制电路组成。 存储单元：可存放一个机器字并具有特定存储地址的存储单位。 存储元件：存储一位二进制信息的物理元件，是存储器中最小的存储单位，又叫存储基元或存储元，不能单独存取。 存储字：一个存储单元所存二进制代码的逻辑单位。 存储字长：一个存储单元所存二进制代码的位数。 存储容量：存储器中可存二进制代码的总量；（通常主、辅存容量分开描述）。 机器字长：指CPU一次能处理的二进制数据的位数，通常与CPU的寄存器位数有关。 指令字长：一条指令的二进制代码位数。 8. 解释下列英文缩写的中文含义： CPU、PC、IR、CU、ALU、ACC、MQ、X、MAR、MDR、I/O、MIPS、CPI、FLOPS 解：全面的回答应分英文全称、中文名、功能三部分。 CPU：Central Processing Unit，中央处理机（器），是计算机硬件的核心部件，主要由运算器和控制器组成。 PC：Program Counter，程序计数器，其功能是存放当前欲执行指令的地址，并可自动计数

计算机组成原理原理图

课程设计任务书 学生姓名：专业班级：软件0602 指导教师：田小华工作单位：计算机学院 题目: 静态存储器(6116)电路设计与实现 初始条件： 1.完成<<计算机组成原理>>课程教学与实验 2.TDN-CM 计算机组成原理教学实验系统 要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1.掌握存储器的设计目标和功能特点，熟悉SRAM6116的结构特点 2.利用SRAM6116和相关的基本电路设计8位地址的存储器电路 3.在TDN-CM+实验系统中，用SRAM6116和门电路实现8位地址的存储器电路 4.以表格记录在学号加班号为起点的16个地址单元中，分别写入相应的反码 5．绘制带开关输入功能的存储器电路连接图，撰写相应的设计报告 时间安排： 1.第17周周二(08年1223日):全体集中讲解课程设计方法与要求（鉴3-302） 2.第18~19周(元月1~7日):分班设计与调试, 撰写课程设计报告 指导教师签名： 2008 年元月 7日 系主任（或责任教师）签名：年月日

目录 1.课程设计目的 (3) 2.课程设计设备 (3) 3.课程设计要求 (3) 4.课程设计内容 (3) 4.1课程设计原理 (3) 4.2课程设计相关芯片简介 (5) 4.3 38K×16位SRAM的逻辑框图 (7) 5.课程设计总结心得体会 (8)

静态存储器(6116)电路设计与实现 1 课程设计目的 在计算机组成原理的课程中学到了很多与硬件相关的知识。其中课程设计是一个重要的教学实践环节，是教学计划的一个重要组成部分。在培养自己动手能力和培养创新精神等方面，有着极其重要的作用。 同时，还可以培养严谨的科研作风，利用选修课和计算机组成原理课程的理论知识和实验技能。在该课程所涉及的工程技术范围内，创造性地完成部件及系统的分析、设计、组装和调试，从而加深对计算机组成原理课程的内容的理解和掌握。 2课程设计设备 TDN-CM+计算机组成原理实验系统,排线若干； PC微机一台（选配）。 3 课程设计要求 （1）掌握计算机中存储器的功能与结构特点 （2）熟悉静态存储器（6116）的结构特点和功能特性 （3）利用6116设计8K×16位SRAM的逻辑框图 （4）在TDN-CM+ 教学实验系统中，利用各种电路芯片实现存储器的功能 （5）绘制以上8K×16位SRAM的逻辑框图，撰写相应的设计报告 4 课程设计内容 4.1 课程设计原理 存储器是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据。构成存储器的存储介质，目前主要采用半导体器件和磁性材料。存储器中最小的存储单位就是一个双稳态半导体电路或一个CMOS晶体管或磁性材料的存储元，它可存储一个二进制代码。由若干个存储元组成一个存储单元，然后再由许多存储单元组成一个存储器。 课程设计中所用的存储器数据通路如图1所示。其中的静态存储器是由一片6116(2K*8)

2计算机系统组成和工作原理

计算机系统组成和工作原理 1、计算机系统由（C）组成 A、主机和系统软件 B、硬件系统和应用软件 C、硬件系统和软件系统 D、微处理器和软件系统 2、在微型计算机中，微处理器的主要功能是进行（D） A 、算术运算B、逻辑运算C、算术逻辑运算D、算术逻辑运算及全机的 控制 3、微型计算机硬件系统中最核心的部件是（B） A、显示器 B、CPU C、内存储器 D、I/O 设备 4、微型计算机中，合称为中央处理单元的是指（A） A、运算器和控制器 B、累加器和算术逻辑运算部件 C、累加器和控制器 D、通用寄存器和控制器 5、运算器的主要功能是（ A ） A、实现算术运算和逻辑运算 B、保存各种指令信息供系统其他部件使用 C、分析指令并进行译码 D、按主频指标规定发出时钟脉冲 6、微型计算机中，控制器的基本功能是（D） A、进行算术运算和逻辑运算 B、存储各种控制信息 C、保持各种控制状态 D、控制机器各个部件协调一致地工作 7、计算机系统的“主机”由（B）构成 A、CPU，内存储器及辅助存储器 B、CPU 和内存储器 C、存放在主机箱内部的全部器件 D、计算机的主板上的全部器件 8、为解决某一特定问题而设计的指令序列称为（C） A、文档 B、语言 C、程序 D、系统 9、计算机最主要的工作特点是（ A ） A、程序存储于自动控制 B、高速度与高精度 C、可靠性与可用性 D、有记忆能力 10、冯.诺依曼计算机工作原理的设计思想是（B） A、程序设计 B、程序存储 C、程序编制D 、算法设计 11、世界上最先实现的程序存储的计算机是（ B ） A、ENIAC B、EDSAC C、EDVAC D、NIV AC 12、通常，在微机中表明的P4 或奔腾 4 是指（D） A、产品型号 B、主频 C、微机名称 D、微处理器型号 13、以平均无故障时间，用于描述计算机的（A） A、可靠性 B、可维护性 C、性能价格比 D、以上答案都不对 14、以平均修复时间达到，用于描述计算机的（B） A、可靠性 B、可维护性 C、性能价格比 D、以上答案都不对 15、性能价格比也是一种用来衡量计算机产品优劣的概括性指标。 性能代表系统 的使用价值，它一般不包括（D）

计算机组成与工作原理第二章复习题

《计算机组成与工作原理》 第2章复习题 一、填空题 1、计算机处理的信息形式各种各样，可以分为和数据两大类。 2、就是计数的方法，指用一组固定的符号和一套统一的规则来表示数值的方法，如 在计数过程中采用进位的方法，则称为。 3、进位计数制的三要素是、和。 4、是指在某种进位计数制中，某一数位所代表的大小。 5、是指在某种进位计数制中允许使用的计数符号。 6、是指在某种进位计数制中，允许使用的数码的个数。 7、十六进制数中，A的位权是，2的位权是。 8、R进制数转化成十进制数的方法是。 9、十进制数转化成R进制数的方法是：整数部分；小数 部分。 10、由于，可得3位二进制数可用1位八进制数表示，1位八进制数可转化为3位二 进制数。 11、由于，可得4位二进制数可用1位十六进制数表示，1位十六进制数可转化 为4位二进制数。 12、n位无符号数的范围是。 13、约定二进制数的最高位为符号位，0表示正号，1表示负号，这种在计算机中使用的数的表示形 式称为。常见的有原码、反码和补码。 14、在表示法中约定，所有数据的小数点位置固定不变。 15、是小数点的位置固定在最高有效数位之前，符号位之后。小数点位置 隐含固定在最低有效数位之后。 16、和的0有两种形式，即+0和—0 17、表示法的实质是把减法运算变成加法运算。 18、两个整数A和B除以同一正整数M，所得余数相同，则称A和B对M 。 19、一个字长为n位的纯整数的模是，纯小数的模是。 20、一般说，任意一个负数X的补码，等于该数加上其。 21、定点表示法可以分为定点和定点。 22、正数的补码与原码相同，负数的补码是其原码除符号位外各位，然后。 23、—1010的8位原码是，反码是，补码是，移码 是。—的8位原码是，反码是，补码是。 24、在浮点数表示法中，数的表示范围由的位数来决定，而的位数决定了有效数 字的精度。 25、在计算机中可以采用4位二进制数来表示1位十进制数，称为， 简称为。 26、根据4位二进制位的各位是否具有权值可以将BCD编码分为和。8421BCD码是 属前者。 27、4的8421BCD码为，2421BCD码为，余3码为。 28、余3码是一种无权码，编码是在8421BCD码基础上各位加形成的。

《计算机硬件及工作原理》说课稿初中信息专业技术说课

《计算机硬件及工作原理》说课稿-初中信息技术说课

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《计算机硬件及工作原理》说课稿 一、说教材 (1)、教材分析 “计算机硬件及工作原理”是初一《信息技术》课程第二章第三节的内容，是初中信息技术课的重要组成部分。本课承上启下，在学生学习了“计算机系统的基本组成”的基础上，进一步学习计算机硬件及工作原理，为今后系统学习信息技术知识打下良好基础。 根据学生的实际情况，本节内容分为三个课时来讲授： 第一课时：计算机的工作原理、计算机的核心部件CPU ； 第二课时：计算机主机的构成（主机板及板上插接的配件）； 第三课时：计算机的常用输入、输出设备及存储设备。 我今天说课的内容是第一课时。 (2)、学生情况分析 本节课面向初中一年级的学生。这些学生从小学三、四年级就已经开设了信息技术课，有一定的电脑操作能力，所以喜欢操作课，不喜欢理论课。同时，我校地处城乡接合部，学生的学习积极性、主动性不高，自主学习能力不强，智能发展不平衡。 (3)、课业类型 本课知识点多，学生需要理解记忆的内容多，传统的教学通常定为理论课。但是，按照新课标的要求，我大胆创新，把这节课设计成为以教师为主导的、学生为主体的自主探索课。 (4)、根据教学大纲的要求和学生的实际情况，拟定教学目标、重点、难点如下： 知识目标： 1、熟识计算机的五大功能部件； 2、了解计算机基本工作原理； 3、认识计算机的核心部件CPU 。 能力目标：

1、培养学生的观察分析能力和逻辑思维能力； 2、提高学生自主学习的能力。 情感目标： 1、培养学生之间的协作关系，增强他们的协作精神； 2、进行爱国主义教育，激发学生的爱国热情。 教学重点： 1、熟识计算机的五大功能部件； 2、认识计算机的核心部件CPU 。 教学难点： 学生对计算机的工作原理的了解。（理论抽象，较难理解） 二、说教法 （1）、实物展示法 百闻不如一见！实物展示是一种最简单实用的方法。其优点是直观明了，可以帮助学生更正确、更深刻、更牢固地掌握计算机硬件知识；帮助学生撩开罩在计算机上的神秘面纱。 （2）、游戏教学法 “游戏是少年儿童的天性”。运用趣味性与娱乐性强的游戏可以激发学生的学习兴趣，增强学生学习动机，调动学生的积极性及主动性；帮助学生掌握教材，克服学习上的某些困难。 课堂上，游戏不再是他们的主导活动，而是为教育、教学工作服务。 （3）、采用计算机辅助教学法 利用计算机辅助教学，可以将抽象的计算机工作原理用flash动画演示，化抽象为直观，富于动感，画面可重复显示，能提高学生的学习兴趣，促使他们积极主动地参与教学活动，课堂效果大大提高。既减轻学生的学习负担，又较好地完成学习任务，是实施素质教育的有效方法之一。 三、说学法 （1）、小组合作、自主探索

计算机系统及其工作原理(教案)

四川省义务教育课程改革实验教科书 《信息技术》七年级上 第四课计算机系统及其工作原理 教案 一、教学目标： １、知识目标：要求学生基本掌握计算机系统的基本组成，对计算机的工作原理和分类要有一个简单的认识 ２、能力目标：能正确辨认常见硬件与常见软件，能给自己配置计算机，能理解计算机的工作原理，理解计算机的基本容量单位及换算关系。初步培养学生使用信息技术对其它课程进行学习和探讨的能力，培养学生的自学能力。 ３、情感目标：体会通过自己的学习，列出计算机配置清单所带来的愉悦，从而达到培养学生对信息技术的兴趣意识和爱国主义精神。 二、教学重、难点： １、重点：计算机系统的基本组成，各硬件的重要作用 ２、难点：计算机的工作原理 三、教学方法：讲授法、观察法、讨论法、赏识教育法、实习实作 四、教学媒体：多媒体网络教室、相关教学课件、硬件系统的实物（ＣＰＵ、内存条、硬盘及其他硬件实物） 五、教学课时２课时（１+１） （１节理论课+１节实习实作课） 六、教学过程（第一课时） 课题：第４课计算机系统及其工作原理 （一）组织教学 （二）新课导入：问题导入“对于大家经常使用的计算机，从外观上看，它是由哪些部分组成的呢？”学生回答（略）师（看得见、摸得着的设备在计算机中都称硬件）（有了硬件计算机就能工作了吗？）为了回答这个问题，今天我们就来学习第四课－计算机系统及工作原理 （三）知识讲解（系统讲解）： 第一部分：计算机系统 Ａ：硬件部分知识简介： １、中央处理器（芯片）－ＣＰＵ计算机的大脑（核心部件）组成、功能，观察实物，分类，生产发展及国内外的差异，激发学生的爱国热情和学习动力的目的。 ２、存储器（存储大量的数据和信息）：内存和外存实物展示、作用地位、容量单位及换算。概括：内存容量较小，运行速度快，价格高，外存容量更大，存取速度比内存较慢，价格较便宜。 ３、其他硬件简介：主板、输入设备、输出设备等等

第一部分 计算机组成与工作原理

第一部分计算机组成与工作原理 一、填空题（请将答案填在下面相应的答题位置。每空3分，共30分） 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 1.在主机和外设之间的信息传送控制方式中，直接存储器存取方式又称为方式 2.将二进制数1100转换成对应的十进制数是。 3.已知8位有效信息代码为10100111，其奇校验码是。 4.在CPU的结构模型中，算术逻辑运算单元的英文缩写是。 5.CPU时序控制方式有同步、异步和联合方式，现代计算机大多采用控制方式。 6.主存相对于CACHE而言，存储容量，存取速度低。 7.按存储介质不同，存储器分为半导体、磁表面和光存储器等，硬盘属于介质存 储器。 8.在虚拟存储器中，主存与外存之间传送的数据单位称为或段。 9.计算机中按传送信息的不同，可以把系统总线分为数据总线、控制总线和总线。 10.计算机将高级语言源程序翻译成目标程序的方式有方式和解释方式两种。 二、单项选择题（请在下列各题选项中选出最符合题意的一项，将代表该选项的字母填在 下面相应的答题位置。每题3分，共30分） 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 1.下列属于移动存储设备的是（） A.U盘 B.CACHE C.显存 D.内存条 2.十进制数237对应的8421码是（） A.0000 1110 1101 B.0010 0011 0111 C.0000 0011 0111 D.0010 0010 0111 3.低档机上运行的软件可以在高档机上运行，体现了指令系统的（） A.完备性 B.有效性 C.兼容性 D.规整性 形式的是（）指令 4. A.一地址 B.二地址 C.三地址 D.四地址 5.执行一条指令至少需要两个机器周期，即取指周期和（） A.取数周期 B.中断周期 C.指令周期 D.执行周期 6.下列选项中（）不是主存和CACHE的地址映像方式 A.全相联映像 B.部分相联映像 C.直接映像 D.组相联映像 7.在单总线结构的基础上，又在CPU和主存之间专门设置一组高速存储总线，该结构 称为（） A.四总线 B.三总线 C.双总 D.多总线 8.传送信息时只需一根传输线，每次按顺序传送一位脉冲信号的是（）传送方式。 A.同步 B.异步 C.并行 D.串行

计算机硬件工作原理

计算机硬件工作原理 1.概念： 1)计算机：俗称电脑(Computer),是能够按照程序运行，自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备/工具。 2)硬件：(1)外观：由主机、显示器、键盘、鼠标、音箱等组成。 (2)理论：运算器、控件器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成。 3)工作：就是干活，操作，执行指令程序。 4)原理：原始理论==基本规律==道理。 2.概览： 中央处理器(组成、功能、指令系统等)、存储器(分类、功能、虚拟存储器、高速缓冲存储器等)、总线。 3.意义： 对硬件主要部件CPU、存储器、总线等的使用、设计、维护以及软件的使用、维护、开发软件等有作用。 4.导入： 提问五大部分组成(刚才已提到)、是谁提出来的。在五大部件中谁是最主要的。 1945.6冯.诺依曼、戈德斯坦、勃克斯等三人提出的，本文件有101页，史称101页报告。同时还提出：程序存储、程序控制。 1946.2.14在美国斯夕法尼亚大学诞生的世界是第一台计算机ENICA(爱尼阿克)就已这个理论基础设计的。第一台计算机的主要信息： 时间：1946.2.14 地点：美国斯夕法尼亚大学名称：ENICA(爱尼阿克) 真空管：18800 长度：50英尺宽度：30英尺占地：1500英尺(一间半教室) 特点：吃电，每开一次机整个费城西区的电灯为之黯然失色。 5.内容： 1)CPU的概念：CPU-Central Processing Unit 中央处理单元/器，是一块超大规模的集成电路，是一台计算机的运算核心（Core）和控制核心（ Control Unit）。CPU原材料其实是沙子，然后通过各种技术加工为成品CPU。 2)组成: 基本：运算器、控制器。 扩展：运算器、控制器、高速缓冲存储器/寄存器组等。 CPU的简单模型体系： 教材P49 2015真题 ALU算术逻辑运算单元 CU控制单元 IR指令寄存器 ID身份号码

计算机组成原理知识点总结

一．计算机硬件系统组成的基本概念 1.要求考生理解计算机系统的层次结构 第一级微程序机器级（微指令系统）：微指令由硬件直接执行 第二级传统机器级（机器语言）：它用微程序解释机器指令系统 第三级操作系统级：用机器语言程序解释作业控制语句 第四级汇编语言机器级：用汇编程序翻译成机器语言程序 第五级高级语言机器级：用汇编程序翻译成汇编程序或直接翻译成机器语言 2.要求考生掌握计算机硬件系统的组成 1.CPU：CPU的主要功能室读取并执行指令，在执行指令过程中，它向系统中各个部件发出控制信息，收集各部件的状态信息，与各部件交换数据信息。 CPU由运算部件，寄存器组，控制器组成。 2.存储器：存储器用来存储信息，包括程序、数据、文档。 分为主存（内存）、外存、高速缓存（Cache）三级存储器。 3.输入/输出设备 4.总线：总线是一组能为多个不见分时共享的信息传送线。 系统总线可分为地址总线、数据总线、控制总线。 5.接口：为了将标准的系统总线与各具特色的I/O设备连接起来，需要在总线与I/O设备之间设置一些部件，它们具有缓冲，转换，连接等功能，这些部件称为I/O接口。 3.冯诺依曼机的要素 冯诺依曼体制的主要思想包括： 1.采用二进制代码形式表示信息（数据和指令）； 2.采用存储程序的工作方式（诺依曼思想核心概念）； 3.计算机硬件系统由五大部件（存储器、运算器、控制器，输入设备和输出设备）组成。 传统的诺依曼机采用串行处理的工作机制，即逐条执行指令序列。要想提高计算机的性能，其根本方向之一是采用并行处理机制。 4.存储程序的工作原理 存储程序包含三点：事先编制程序，先存储程序，自动、连续地执行程序。 1.根据求解问题事先编制程序 2.事先将程序存入计算机中 3.计算机自纵、连续地执行程序 5.要求考生了解信息的数字化表示所需的主要步骤及优点 1.在物理上容易实现信息的表示与存储 2.考干扰能力强，可靠性高 3.数值的表示范围大，表示精度高 4.可表示的信息类型极广 5.能用数字逻辑技术进行信息处理 6.要求考生了解计算机系统的主要性能指标 1.基本字长：指参加一次定点运算的操作数的位数。基本字长影响计算精度，硬件成本，甚至指令系统的功能。

计算机软硬件工作原理

计算机是怎么工作的 前面我们认识的电脑其实只是电脑的硬件部份（英文名叫hardware），完整的电脑系统应该是硬件和软件（英文名叫software）的统一，就象录像机和VCD机，它们本身只是一个塑料和金属片堆积起来的部件，如果没有录像带和VCD碟片，以及设定在机器内的控制程序，录像机和VCD机纯粹就是一堆废塑料和金属片，一点用处都没有。同样，没有运行在硬件基础之上的各种软件，电脑也是一堆废品。 因此，在认识了电脑一家人之后，我们花点时间了解一下电脑软件的相关知识，从而概貌性地掌握电脑工作的基本原理。这对于后面操作系统和应用软件的学习，会很有帮助。 我们现在就去探究一下：这电脑，到底是如何工作的？ 一、电脑原理概述 前面我们已经提过，电脑的工作原理跟电视、VCD机差不多，您给它发一些指令，它就会按您的意思执行某项功能。不过，您可知道，这些指令并不是直接发给您要控制的硬件，而是先通过前面提过的输入设备，如键盘、鼠标，接收您的指令，然后再由中央处理器（CPU）来处理这些指令，最后才由输出设备输出您要的结果。

现在，让我们用一道简单的计算题来回想一下人脑的工作方式。 题目很简单：8+4÷2=？ 首先，我们得用笔将这道题记录在纸上，记在大脑中，再经过脑神经元的思考，结合我们以前掌握的知识，决定用四则运算规则和九九乘法口诀来处理，先用脑算出4÷2=2这一中间结果，并记录于纸上，然后再用脑算出8+2=10这一最终结果，并记录于纸上。 通过做这一简单运算题，我们发现一规律：首先通过眼、耳等感觉器官将捕捉的信息输送到大脑中并存储起来，然后对这一信息进行加工处理，再由大脑控制人把最终结果，以某种方式表达出来。 电脑正是模仿人脑进行工作的（这也是“电脑”名称的来源），其部件如输入设备、存储器、运算器、控制器、输出设备等分别与人脑的各种功能器官对应，以完成信息的输入、处理、输出。 下图即为计算机的工作原理图。 二、硬件和软件 其中，那些构成电脑的看得见摸得着的东西，如元器件、电路板、零部件等物理实体和物理装置，叫做电脑硬件。但是，仅有硬件电脑是不能自行工作的，还必须给它配备“思想”--即指挥它如何工作的软件才能使它成为令我们惊奇的电“脑”。

计算机硬件系统组成及工作原理

计算机硬件系统组成及工作原理 一、计算机硬件系统组成 任何一台计算机，都是由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大功能部件组 成，其结构框图如网1—1所示。 1．运算器 运算器是对数据进行运算的部件，它能够快速地对数据进行加、减、乘、除等基本算术运算及“与”、“或”、“非“等逻辑运算。在运算过程 中，运算器不断得到由存储器提供的数据，运算 后把结果(包括中问结果)送回存储器保存起 来。整个运算过程是在控制器统一指挥下，按程 序中绢诽的操作次序进行的。 运算器主要由算术逻辑单元(A小hme小 L08ic Un入简称Aeu)、寄存器以及一些控制 数据传送的电路组成。算术逻辑单元是运算器 中实现算术和逻辑运算的电路；寄存器是运算 器中的数据暂存器，在运算器中往往设置多个 寄存器，每个寄存器能够保存一个数据。寄存器 可以直接为算术逻辑单元提供参加运算的数 据，运算的中间结果也可以保存在寄存器中。这 样，一个简单的运算过程就可以在运算器内部 完成，避免了频繁地与存储器打交道的工作，从 而提高了运算速度。Atmel代理运算器中还设有标志寄存器，它用来存放运算结果的特征．如进位标志 (c)、零标志(Z)、符号标志(s)等。在不同的机器中，标志寄存器的标志位有不同的规定。2．控制器 控制器是计算机的控制中心，计算机的工作就是在控制器的控制下有条不亲地协调工作。控制器通过地址访问内存储器，逐条取出选中单元的指令，分析指令，并根据指令码产生 相应的控制信号作用于其他各个部件，控制这些部件完成指令要求的操作。上述过程周而复始，保证了计算机能自动、连续地工作。 控制器主要由指令计数器(又称程序计数器)、指令寄存器、指令译码器、时序电路及操作控制器等电路组成。当计算机执行程序时，指令计数器中保存的是耍执行的下一条指令的地址，控制器根据这个地址，从内存中取出指令并送人指令寄存器。指令译码器对指令寄存器中的指令代码进行分析后，发出各种相应的操作命令，指挥计算机的有关部件进行工作，比如一次内存读／写操作，一个算术／逻辑运算操作，或一个输入／输出操作等。 指令计数器是控制器中的一个重要部件，它的功能是指示程序的执行顺序。在取指令阶段它保留本条指令的地址，当指令执行完成后它存放的是下条将要执行的指令地址。它的位长一般是能表示内存的最大容量。AT90CAN64下条指令地址的形成有两种可能，一种是顺序执行，下条 指令地址通过指令计数器自动加1完成，另一种是通过转移指令形成下条指令地址。 通常将运算器和控制器合在一起称为中央处理单元CPU(CentralPr。cessinR Unlt)，cPu是计算机的核心部件，现已做在一块集成芯片里。 3．存储器

计算机系统及工作原理

第四课《计算机系统及工作原理》 教学目标： 1、基本掌握计算机系统的基本组成 2、初步了解各硬件的作用 3、了解计算机软件的作用 重点难点： 1、计算机硬件和软件的概念 2、认识各硬件及了解其作用；认识软件系统在计算机中的重要性。 德育目标：在教学过程中，培养学生的爱国主义精神及同学间的互助交流能力教学准备：一台完整计算机硬件（再准备一个已安装操作系统的硬盘） 课时：第1课时 处理方法：在大多数教材中都是采用直接告诉学生，计算机系统是由硬件系统和软件系统两部分组成的，这种处理方式有些空洞，让很多学生无法真正理解。而现在计算机已经很普及了，越来越多的学生家庭购买了计算机，这就为“计算机系统的组成及工作原理”这一节课提供了一个很好的素材。我采用了让家里有计算机、接触计算机较多的学生来讲解和实物展示，并通过学生之间的充分交流和讨论，来达到教学目的。本课分两课时完成，第1课时为掌握计算机系统的基本组成。第2课时了解计算机的工作原理和计算机的分类，根据所掌握的知识互评讨论配置一台适合自己使用的计算机，以巩固所学知识。 教学过程： 一、导入 计算机对于我们来说已经不再陌生了，而且有越来越多的同学已经拥有了计算机，可我们对计算机的了解又有多少呢？今天我们就来学习计算机系统的基本组成。首先，我们来做一个小调查，请家里有计算机的同学举手。（据初步了解每个班级中至少有30%以上的同学家中有计算机） 二、新授 1、硬件系统 教师提问：下面，我们请几位同学给大家介绍一下自己所掌握的计算机系统知识好吗？ 学生回答：请2-3位同学讲解，老师记录与本课有关的计算机系统所涉及的内容写在黑板上。 教师讲解： 计算机硬件，是构成计算机的各种设备或器件的总称，是实实在在的、看得见、摸得着的东西。 每一台计算机都有CPU、内存、硬盘、键盘、鼠标、显示器等（结合刚才所记载的内容，分别讲解并展示实物以加深学生的认识。） 计算机硬件包括： 1、中央处理器（CPU）：由控制器和运算器构成，它是一种超大规模的集成电路，具有运算、处理和控制的功能，是计算机的核心部件。 它是衡量计算机性能的重要指标，常以此型号来称呼计算机。如PⅢ、PⅣ计算机 2、存储器：是存储各种信息和处理结果的装置。分为主存储器和辅助存储器 存储器的容量基本单位是字节（B），常见的容量单位有KB（千字节），MB（兆字节），GB （吉字节） 1GB = 1024MB，1MB= 1024KB，1KB = 1024B

计算机组成与工作原理

计算机基本结构与工作原理 一、微型计算机系统概述 一个完整的计算机系统应包括硬件系统和软件系统两大部分。 （1）计算机硬件是指组成一台计算机的各种物理装置，由各种器件和电子线路组成。各种物理器件，是计算机进行工作的物质基础。是计算机的“躯壳”。 （2）计算机软件是指在硬件设备上运行的各种程序以及有关的资料。所谓程序是用于指挥计算机执行各种操作以便完成指定任务的指令集合。计算机程序通常都是由计算机语言来编制，编制程序的工作称为程序设计。它是计算机的“灵魂”。 “裸机”：没有软件的计算机通常称为“裸机”。 理解：它们的区分犹如把一个人分成躯体和思想一样，躯体是硬件，思想则是软件。 计算机系统的基本组成 （一）计算机硬件系统 计算机硬件的基本功能是接受计算机程序的控制，并实现数据输入、运算、数据输出等一系列根本性的操作。在基本的硬件结构方面，一直沿袭着冯·诺伊曼的传统框架，即计算机硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大基本部件构成，如图所示： ?运算器（A r i t h m e t i c L o g i c a l U n i t）?控制器（C o n t r o l U n i t） ?存储器（M e m o r y） 内存储器 外存储器 ?输入设备（I n p u t D e v i c e） ?输出设备（O u t p u t D e v i c e） 中央处理器 C P U 外部设备（简称外设）

1.控制器： 是计算机的控制部件，它控制其他部件协调统一的工作，并能完成对指令的分析和执行，是计算机的控制中心，实现处理过程的自动化。计算机系统各个部件在控制器的控制下协调地进行工作： ?控制器控制输入设备将数据和程序从输入设备输入到内存储器。 ?在控制器指挥下，从存储器取出指令送入控制器。 ?控制器分析指令，指挥运算器、存储器执行指令规定的操作。 ?运算结果由控制器控制送存储器保存或送输出设备输出。 2.运算器： 用于加工、处理数据的部件，其功能是在控制器的指挥下，对信息 或数据进行处理和运算，主要完成对数据的算术运算和逻辑运算，其内部有一个算术逻辑运算部件ALU（Arithmetical Logic Unit ）和若干种寄存器。 运算器主要工作是数据处理（运算）和暂存运算数据。 CPU ：控制器+运算器 ●CPU的性能基本决定了计算机的性能，CPU是整个电脑系统的核心。 ●CPU的主要性能指标有： （1）主频：即CPU的时钟频率。 （2）时钟频率：即CPU的外部时钟频率。 （3）内部缓存：即封闭在CPU芯片内部的高速缓存。 （4）外部缓存：即CPU外部的高速缓存。 （5）MMX技术：是“多媒体扩展指令集”的缩写。 （6）制造工艺。 3.存储器（Memory）： 计算机的记忆装置，主要是存放程序和数据。 分类：内存储器（主存储器/内存）、外存储器（辅助存储器/外存）和缓冲存储器Cache。 （1）内存储器（Memory）：直接和运算器、控制器、I/O设备交换信息； 分类：随机（存取）存储器RAM（Random Access Memory）和只读（存取）存储器ROM（Read-Only Memory）两种。主机：控制器+运算器+内存储器 ①RAM（读写存储器） 特点：可以随时根据需要读出或写入新的信息，一旦关机（断电）后，信息不再保存，即可读、可写、断电信息消失。分类：静态存储器SRAM和动态存储器DRAM ?静态存储器SRAM 特点：只要存储单元上加有工作电压，它上面存储的信息就将保持。 ?动态存储器DRAM 特点：主存储器一般采用动态存储器DRAM。动态RAM由于是利用MOS 管极间电容保存信息，因此随着电容的漏电，信息会逐渐丢失，为了补偿信息的丢失，要每隔一定时间对存储单元的信息进行刷新。 目前主要用同步动态存储器SDRAM （Synchronous Dynamic RAM）和双速率DDR SDRAM（Double Data Rate SDRAM ）内存储器。RDRAM（Rambus DRAM）是美国Rambus公司研制的另一种性能更高，速度更快的内存，有很大的发展前景。 不论是静态RAM还是动态RAM，当电源电压去掉时，RAM中保存的信息都将全部丢失。 ②ROM（只读存储器） 特点：只有在特定条件下才能写入，通常只能读出而不能写入，断电后，ROM中的原有内容保持不变，即可读、不可写、断电信息不消失。ROM一般用来存放自检程序、配置信息等。如计算机启动用的BIOS芯片。 ROM：在制造过程中，将资料以一特制光罩（mask）烧录于线路中，其资料内容在写入后就不能更改；PROM可编程只读存储器：用一定设备将编好的程序固化在PROM中，仅能写录一次； EPROM可擦可编程只读存储器：写入其中的内容需用紫外光长时间照射才能擦除； EEPROM电可擦可编程只读存储器：运作原理类似EPROM，但是抹除的方式是使用高电场来完成，因此不需要透明窗。 在计算机系统里，RAM一般用作内存，ROM用来存放一些硬件的驱动程序，也就是固件。

计算机的工作原理

第三章计算机的工作原理 3.1 计算机的结构特点 一、冯.诺伊曼体系结构 冯.诺依曼结构计算机的组成和工作原理。 特点： 1、由运算器、存储器、控制器和I/O设备组成； 2、指令和数据以同等地位存放在存储器中，按地址寻访； 3、指令和数据均以二进制表示； 4、指令由操作码和数据组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数存放在存 储器中的地址； 5、指令在存储器中顺序存放，顺序执行，特定情况下根据条件改变执行的顺序； 6、机器以运算器为中心，输入/输出设备与存储器间的数据传送都通过运算器完成。 二、中央处理器(CPU)的组成 1、运算器：运算器由算术逻辑部件(ALU)和一些寄存器组成，是直接进行数据交换和运算的 部件； 2、控制单元：控制单元用来指挥和控制程序和数据的输入、运行和处理。 3、寄存器： 寄存器组：用于存储数据； 累加器(ACC)：提供给ALU的两个操作数之一，并存储计算结果； 标志寄存器(FR)：用于存储某些重要的状态和特征，每个状态用一位标志； 程序寄存器：用于存放下一条要执行指令的地址码； 指令寄存器：存放当前要执行的指令，由指令译码器进行译码，确定应进行什么操作， 通过操作控制器产生相应的控制信号。 地址寄存器、数据寄存器。 4、协处理器： 三、冯.诺伊曼结构的演化 1.控制部件设计的多样化 a)用逻辑电路设计实现； b)微程序设计实现。 2.采用总线结构 总线：是连接各部件的一组公共信号线，是传送信号和代码的公共通道。

所谓总线实际上就是一组信号连线，每个计算机部件都要与这组信号向相连，每根信号线只有两个状态，高电平和低电平。 这种总线称为外部总线或系统总线，系统总线中的信号线根据其功能的不同又可以分为三类： 1)数据总线：用来传输各功能部件之间的数据信息，是双向传输总线，位数与机器字长 有关； 2)地址总线：用来指出数据总线上的源数据或目的数据在主存中的地址，是单向传输总 线，地址总线的个数与存储器单元的个数有关，称为寻址能力； 3)控制总线：用来发出各种控制信号的传输线，每一根控制总线是单向的。常见的控制 总线有：1）时钟，2）复位，3）中断请求，4）存储器读、写，5）I/O读、写。 由于数据总线是双向总线，每个部件都可以向数据总线上发出数据信号，也可以接收数据总线上数据信号。同一时刻只能有一个部件发出数据信号，其它部件可以接收数据信号。一般来说，每一次的数据传输都是CPU与某一个特定的部件之间的数据传输，其它部件需要与数据总线“断开”，这就需要有一个三态门来实现。 数据线相连，控制端由控制线和地址线组合逻辑产生。同样利用三态缓冲器也可以实现双向的数据总线。（P47，图3.4） 3.以存储器为中心 现代计算机已经从以运算器为中心转化为以存储器为中心。存储器用来存放数据和程序。主存