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1.2.1计算机系统组成的工作原理与CPU

预习探究

一、计算机系统的组成

1.冯·诺依曼体系模型计算机由运算器、控制器、、输入设备和输出设备五部分组成。其中运算器、控制器及等组成中央处理器(CPU)。

2.着重研究如何快速运行并保证运算结果的精度。着重研究如何管理维护好计算机，如何更好、更快、更合理、更准确地使用计算机，如何更好地发挥计算机软、硬件资源性能的作用。

3.目前应用软件开发正向、方向发展。

二、计算机的工作原理

1.在计算机运行过程中，数据从存储器读入进行运算，中间结果也要存入

中，最终将结果经输出设备输出。

2.计算机完成某个操作所发出的命令就称为使用者根据解决某一问题的步骤，

选用一条条的指令进行有序的排列，计算机执行了这一指令序列，便可完成预定的任务。这指令序列就称为。

3.微型计算机工作过程中，开机后，CPU自动从中取出已存的指令，进行扫描键盘、访问1/O接口等工作。

三、中央处理器

1.算术逻辑运算单元、累加器和的位数决定了CPU的字长。

2.是计算机的控制中心，用来实现计算机本身运算过程的自动化，其作用是控制整个计算机的工作。用于产生及存放下条待取指令的地址。

3.寄存器的位数一般和算术逻辑运算单元、的位宽是一致的。

思考

1.美籍匈牙利科学家冯?诺依曼提出了“程序存储和程序控制”的计算机体系设计思想，包括哪三个方面?

2.控制器由哪些部分组成?它们的功能分别是什么？

知识要点

一、计算机系统的组成

1计算机系统的基本组成

一个完整的计算机系统由计算机硬件系统和计算机软件系统两部分组成。硬件系统着重研究如何快速运行并保证运算结果的精度。

软件系统着重研究如何管理维护好计算机，如何更好、更快、更合理、更准确地使用计算机，如何更好地发挥计算机软、硬件资源性能的作用。

2计算机硬件系统的组成

计算机硬件系统由控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成。

3.计算机软件系统的组成

计算机软件系统包括系统软件和应用软件。系统软件包括操作系统(OS)程序设计语言、系统检测诊断程序、编译系统、通用数据库管理系统等;应用软件包括管理软件、办公软件、应用数据库管理软件、图形图像处理软件及为用户需求开发设计的软件等。

二、计算机的工作原理

1冯·诺依曼原理

美籍匈牙利科学家冯·诺依曼提出了“程序存储和程序控制”的计算机体系设计思想，主要内容包括以下三个方面

计算机硬件设备由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成。

计算机内部采用二进制。

程序存储和程序控制。

2计算机的工作过程

微型计算机工作过程如下:

(1)CPU访问输人输出接口;(2)读人数据并运行;(3)暂存结果;(4)输出结果

三、中央处理器

1.运算器

运算器是负责对数据进行算术运算和逻辑运算的部件。算术逻辑运算单元、累加器和通用寄存器的位数决定了CPU的字长。

(1)运算器的组成

算术逻辑运算单元:进行算术运算和逻辑运算的部件。

累加器:暂存被操作的数和中间运算结果。

通用寄存器组:暂存操作数和数据地址。

状态寄存器:也称标志寄存器，存放运算中产生的状态信息。

(2)运算器的功能

①实现对数据的算术和逻辑运算。②暂时存放参与运算的数据和某些中间运算结果。③挑选参加运算的数据，选中被执行的运算功能，并把运算结果输到所要求的部件中。

2.控制器

(1)控制器的作用

控制器是计算机的控制中心，用来实现计算机本身运算过程的自动化，其作用是控制整个计算机的工作。控制器是计算机指令的执行部件，其工作是取指令、解释指令以及完成指令的执行。

(2)控制器的组成

指令指针寄存器:产生及存放下条待取指令的地址。

指令寄存器:存放正在执行的指令。

控制逻辑电路:产生执行微操作所需要的控制信号。品

时钟控制电路:产生指令执行过程中所需要的时间控制信号。

3.寄存器

寄存器是CPU的一个重要组成部分，它是CPU内部的临时存储单元，用于存储运算中的数据、中间结果、地址和状态信息等。寄存器的位数一般和算术逻辑运算单元。数据总线的位宽是一致的。

典例剖析

例1(多项选择题)下面有关软件系统功能的描述，正确的有

软件系统着重研究如何快速运行并保证运算结果的精度，

B.软件系统着重研究如何管理维护好计算机前网NU

C.软件系统着重研究如何更好更快合理、更准确地使用计算机

D.软