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计算机组成课件
目录
计算机系统概述
数字逻辑基础
计算机硬件组成
计算机软件组成
计算机存储系统
计算机的输入/输出系统
计算机组成实验与课程设计
计算机系统概述
计算机是一种能够按照程序存储和执行数据，并能够自动进行运算和逻辑判断的电子设备。
计算机从机械式计算器发展而来，经历了电子管、晶体管、集成电路和超大规模集成电路等阶段，现在正朝着量子计算和生物计算等方向发展。
计算机的发展历程
计算机的定义
包括中央处理器、存储器、输入输出设备等，是计算机的基本组成部分。
硬件系统
软件系统
操作系统
包括系统软件和应用软件，用于控制计算机的运行和实现各种功能。
是计算机系统的核心软件，负责管理计算机的硬件和软件资源，提供用户界面和应用程序接口。
03
02
01
二进制数制
计算机内部采用二进制数制进行运算和存储，因为二进制只有0和1两种状态，易于实现电子电路的逻辑运算。
指令与程序
计算机通过执行一系列指令来实现程序的功能，指令由操作码和操作数组成，操作码指定要执行的操作，操作数指定操作的对象。
存储程序
程序被分解为一系列指令，这些指令被存储在存储器中，根据程序计数器的指示逐条取出并执行。
数字逻辑基础
数制
数制是计数的方法，常用的有二进制、八进制、十进制和十六进制。二进制是计算机中常用的数制，因为它只有0和1两种状态，便于表示和传输。
编码
编码是用特定的符号或代码表示数值或文本的过程。在计算机中，常见的编码方式有ASCII码和Unicode码，它们分别用于表示英文字符和各种语言字符。
基本逻辑运算
包括逻辑与（AND）、逻辑或（OR）、逻辑非（NOT）等基本运算。
逻辑表达式
由逻辑变量和逻辑运算组成的数学表达式。
逻辑变量
逻辑变量只有两种状态，即真（1）和假（0）。
与门
或门
非门
复合门
01
02
03
04
当所有输入都为真时，输出才为真。
当至少一个输入为真时，输出就为真。
输出总是与输入相反。
由多个基本门电路组合而成的复杂门电路，如与非门、或非门等。
计算机硬件组成
中央处理器是计算机的核心部件，负责执行指令和处理数据。
总结词
CPU是计算机的运算和控制中心，负责执行程序中的指令，处理和操作数据。它由运算器、控制器和寄存器等组成，通过读取内存中的指令和数据，执行一系列的逻辑运算和算术运算，实现计算机的各项功能。
详细描述
总结词
存储器是计算机中用于存储数据和程序的硬件设备。
详细描述
存储器是计算机中用于存储数据和程序的硬件设备，分为内存储器和外存储器两种。内存储器直接与CPU相连，速度快，但容量较小；外存储器则容量较大，常见的外存储器有硬盘、光盘、U盘等。
总结词
输入/输出设备是计算机中用于输入和输出数据的硬件设备。
详细描述
输入/输出设备是计算机中用于输入和输出数据的硬件设备，如键盘、鼠标、显示器、打印机等。这些设备通过接口与计算机连接，将数据传输到计算机内部进行处理，或将处理结果输出到外部设备上。
总线与接口是计算机中用于连接各个硬件设备的通信线路和协议规范。
总结词
总线与接口是计算机中用于连接各个硬件设备的通信线路和协议规范，包括数据总线、地址总线和控制总线等。它们负责传输数据、地址和控制信号，使得各个硬件设备能够协同工作，实现计算机的整体功能。
详细描述
计算机软件组成
系统软件是计算机的基本软件，负责管理计算机的硬件资源，提供操作系统、设备驱动程序、数据库管理系统等。
系统软件的主要功能是提供计算机系统的基本服务，如内存管理、文件系统管理、网络通信等，以确保计算机系统的稳定性和可靠性。
系统软件还包括一些工具软件，如系统优化工具、磁盘管理工具等，用于维护和管理计算机系统。
应用软件的范围非常广泛，包括办公软件、图像处理软件、游戏软件等。
应用软件通常需要与系统软件配合使用，以充分利用计算机系统的硬件资源，提高计算机系统的性能和效率。
应用软件是专门设计用于执行特定任务或提供特定服务的软件。
常见的编程语言包括C、C、Java、Python等。
编译器通常由预处理器、编译器、汇编器和链接器等组成，它们协同工作，将源代码转换成可执行的程序。
计算机存储系统
03
高速缓存存储器（Cache）
高速存储设备，用于存储CPU经常访问的数据和指令，以提高计算机整体性能。
01
随机访问存储器（RAM）
提供计算机运行时所需的数据和指令，特点是存取速度快，但断电后数据会丢失。
02
只读存储器（ROM）
存储固定数据和程序，只能读取不能写入，特点是断电后数据不会丢失。
硬盘驱动器（HDD）
以机械方式存储数据，容量大、价格低，但存取速度较慢。
固态硬盘（SSD）
以电子方式存储数据，存取速度快、无机械运动，但价格较高。
光盘驱动器（CD、DVD、BD）
以光学方式存储数据，容量大、价格低，但
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