计算机基本工作原理

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　　计算机系统的组成

　　微型计算机由硬件系统和软件系统组成。

　　硬件系统：指构成计算机的电子线路、电子元器件和机械装置等物理设备，它包括计算机的主机及外部设备。

　　软件系统：指程序及有关程序的技术文档资料。包括计算机本身运行所需要的系统软件、各种应用程序和用户文件等。软件是用来指挥计算机具体工作的程序和数据，是整个计算机的灵魂。

　　计算机硬件系统主要由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等五部分组成。

　　计算机的工作原理

　　1、冯诺依曼原理

　　“存储程序控制”原理是1946年由美籍匈牙利数学家冯诺依曼提出的，所以又称为“冯诺依曼原理”。该原理确立了现代计算机的基本组成的工作方式，直到现在，计算机的设计与制造依然沿着“冯诺依曼”体系结构。

　　2、“存储程序控制”原理的基本内容

　　①采用二进制形式表示数据和指令。

　　②将程序(数据和指令序列)预先存放在主存储器中(程序存储)，使计算机在工作时能够自动高速地从存储器中取出指令，并加以执行(程序控制)。

　　③由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大基本部件组成计算机硬件体系结构。

　　3、计算机工作过程

　　第一步：将程序和数据通过输入设备送入存储器。

　　第二步：启动运行后，计算机从存储器中取出程序指令送到控制器去识别，分析该指令要做什么事。

　　第三步：控制器根据指令的含义发出相应的命令(如加法、减法)，将存储单元中存放的操作数据取出送往运算器进行运算，再把运算结果送回存储器指定的单元中。

　　第四步：当运算任务完成后，就可以根据指令将结果通过输出设备输出。

　　计算机的软件分类

　　计算机软件是指计算机运行、管理、应用和维护所需的各种程序、数据及其有关技术文档资料。只有硬件没有软件的计算机称为“裸机”，裸机只能运行由 0 和 1 组成的机器语言程序，没有软件系统的计算机几乎是没有用的。通常人们使用的计算机是经过软件“包装”的计算机，计算机的功能不仅仅取决于硬件系统，更大程度上由所安装的软件系统来决定。

　　软件种类繁多，通常根据软件用途可将其分为系统软件和应用软件。系统软件是用于管理、控制和维护计算机系统资源的软件，主要包括操作系统、语言处理程序、数据库管理系统和服务程序等。应用软件是针对某一应用而开发的软件，可分为通用应用软件和专用应用软件。

　　计算机系统的层次结构

　　在一个完整的计算机系统中，计算机硬件和软件之间是有一定的层次关系的，如图 1-3 所示。计算机硬件位于是最低层，是计算机系统的基础。操作系统位于硬件之上，而操作系统的上一层为其他系统软件和应用软件，最高层是用户程序或文档。

　　从图中可以看出，操作系统向下对计算机硬件进行管理和控制，向上支持其他各种软件，即所有其他软件都必须在操作系统的支持下才能运行。因此，操作系统是系统软件的核心，是其他软件的基础，同时也是用户与计算机进行交流的`接口软件。

　　计算机的工作原理

　　计算机工作的过程就是执行程序的过程。了解程序的执行过程，也就明白了计算机的工作原理。为了解决某一问题，程序设计人员将一条条指令进行有序的排列，然后在计算机上执行这一指令序列，便可完成预定的任务。因此，程序是一系列有序指令的集合，计算机执行程序就是执行一系列有序指令。

　　1.计算机的指令和指令系统

　　指令是能被计算机识别并执行的二进制代码，它规定了计算机能完成的某一种操作。通常一台计算机有许多条作用不同的指令，所有指令的集合称为该计算机的指令系统。

　　一条指令通常由操作码和操作数两部分组成的，即：

　　( 1 )操作码：指明该指令要完成的操作类型或性质，如加、减、取数或输出数据等。

　　( 2 )操作数：指明操作对象的内容或所在的单元地址，操作数在大多数情况下是地址码。

　　指令系统中的指令条数因计算机类型的不同而不同，少则几十条，多则数百条。一般来说，无论是哪一种类型的计算机，都具有以下功能的指令：数据传送型指令、数据处理型指令、程序控制型指令、输入 / 输出型指令、硬件控制型指令。

　　2.计算机工作原理

　　计算机的工作过程实际上就是快速地执行指令的过程。指令执行是由计算机硬件来实现的，指令执行时，必须先装入计算机内存， CPU 负责从内存中逐条取出指令，并对指令分析译码，判断该条指令要完成的操作，向各部件发出完成操作的控制信号，从而完成了一条指令的执行。当执行完一条指令后再处理下一条指令， CPU 就是这样周而复始地工作，直到程序的完成。

　　在计算机执行指令过程中有两种信息在流动：数据流和控制流。数据流是指原始数据、中间结果、结果数据和源程序等，这些信息从存储器读入运算器进行运算，所得的计算结果再存 入 存储器或传送到输出设备。控制流是由控制器对指令进行分析、解释后向各部件发出的控制命令，指挥各部件协调地工作。

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路爱马来： 计算机的工作原理是在执行程序时须先将要执行的相关程序和数据放入内存储器中,在执行程序时CPU根据当前程序指针寄存器的内容取出指令并执行指令,然后再取出下一条指令并执行,如此循环下去直到程序结束指令时才停止执行.其工作过程就是不断地取指令和执行指令的过程,最后将计算的结果放入指令指定的存储器地址中.

江孜县18543977339： 谁了解计算机的工作原理？
路爱马来： 计算机的工作原理 1、二进制原理 一切计算机处理的数据(包括数字、文字、图形、图像、声音等)都要用二进制代码来表示;只有这样,计算机才能够识别执行,因此输入计算机中代表指令和数据、字母、数字、文字、符号等都必须用统一的二进制代码表示;用电子原件的状态(电位的高或低、晶体管的导通与截止等)来表示各种各样的数据. 2、程序存储原理 人为编制的程序来完成各项工作.要使计算机完成各种预定操作,不仅应该告诉计算机做什么,而且还要告诉计算机如何去做,这都是通过计算机执行一条条指令来完成的. 3、顺序控制原理 计算机从存储器里把程序中的指令一条条读出来,然后依次执行: (1)读指令 (2)指令译码 (3)执行指令三种操作