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第1章计算机与程序设计概述
C语言程序设计·在线实践·微课视频
01计算机硬件
02计算机中数据的表示
目录03计算机软件
CONTENTS
04程序设计语言
05算法基础
C语言程序设计·在实践·微课视频
01
计算机硬件
计算机硬件—冯·诺依曼结构
●计算机的硬件组成：运算器、控制
器、存储器、输入设备和输出设备。
●中央处理器（CentralProcessing
Unit，CPU）：运算器和控制器。
图1-2计算机硬件系统简化图
●冯﹒诺依曼结构计算机遵循的两个基本思想：
(1)采用二进制：指计算机中的数据和指令均以二进制形式存储和处理，这
种表示形式既简单又易于数字电路实现。
(2)存储程序：指将程序以二进制编码形式预先存入存储器，使计算机在工
作时能自动连续地从存储器中依次读取指令并执行。
计算机硬件—运算器与控制器
●运算器：对二进制数进行运算的主要部件，它在控制器的控制下执行程
序指令，完成各种运算（如算术运算、逻辑运算、比较运算、移位运算及字
符运算等）。运算器每秒能执行的指令数是计算机的一项主要性能指标，其
单位是MIPS（百万指令/秒)。
●运算器有算术逻辑部件（ALU）和寄存器等，寄存器用来暂时存放参加运
算的数据和中间结果。
●控制器：类似于人的神经中枢，它在机器指令的控制下工作，控制指令
的读取、对指令进行译码解释，生成一系列控制信号，控制和协调CPU中其
他功能单元有条不紊地进行工作。
●控制器由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序控制电路以及微操
作控制电路等组成。
计算机硬件—存储器
●存储器：存储程序和数据。
1.“位”和“字节”
二进制数：由0和1数字序列构成的数，以2为基数。
位（bit）：存储二进制数0或1的最小存储单位。
字节(Byte,B)：存储一个字符所需的存储器容量。
计算机硬件—存储器
2.存储单元
存储单元：存储器中的单个存储空间。
存储单元地址：存储单元在计算机内存中的相对位置。
存储单元内容：存放在存储单元中的信息，可以是程序指令或数据信息。
存储器所包含的存储单元的总数称为存储容量。各单位换算关系如下：
K：1KB=210B=1024B
M：1MB=220B=210KB=1024KB
G：1GB=230B=210MB=1024MB
T：1TB=240B=210GB=1024GB
计算机硬件—存储器
3.数据存储和数据读取
数据存储：对存储单元的每一位赋值0或1，同时覆盖该
单元原有内容。
数据读取：读取存储单元中的0、1序列，该存储单元内
容保持不变。
计算机硬件—存储器
4.内存和外存
内存：计算机中存放正等待处理的数据的地方。
外存：当前不需要处理的数据可长期存放的地方。是在
断电后仍能保存数据的设备。
计算机硬件—存储器
5.层次化存储系统
对于存储器系统而言，高速、大容量和低成本这三个因素是
互相制约、相互矛盾的。层次化存储系统解决了速度和容量的
问题，更提高了计算机的性价比。
计算机硬件—输入输出设备
5.层次化存储系统
1.输入设备
收集输入数据，并把它们转化为计算机可以识别的格式（不
管是数字、文字、声音、图形、图像还是视频，最终都要转换
成计算机能识别的二进制代码）。
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