1计算机软硬件
主机发启动外设命令后，CPU等待，并不断查询外设的数据准备情况， 主机发启动外设命令后，CPU等待，并不断查询外设的数据准备情况，如果准 等待 备完毕，主机则控制实现数据传递；如果没有准备完毕，则继续查询外设状态。 备完毕，主机则控制实现数据传递；如果没有准备完毕，则继续查询外设状态。
计算机完成的基本操作 输入： 输入：接受由输入设备提供的数据。 处理： 处理：对数值、逻辑、字符等各种类型的数据进行操作，按指定的方 式进行轮换。 输出： 输出：将处理所产生的结果等数据由输出设备。 存储： 存储：计算机可以存储程序和数据
微处理器(CPU) 微处理器(CPU) 总线系统 内存储器 外存储器 外设 运算器 控制器 寄存器 随机存储器（RAM） 随机存储器（RAM） 只读存储器（ROM） 只读存储器（ROM） 高速缓存(catch) 高速缓存(catch) 软盘 硬盘 磁带 光盘 优盘 主机 主机 主机
计算机利用存储器存 放需执行的程序， 放需执行的程序，中央处 理器依次从存储器中取出 每一条指令， 每一条指令，并经过分析 后加以执行， 后加以执行，直到全部指 令执行完成。（ 。（存储程序 令执行完成。（存储程序 工作原理） 工作原理）
翻译指令寄存器中的指令并发出控制信号。 翻译指令寄存器中的指令并发出控制信号。
FR标志寄存器 PC 程 序 计 数 器 IR 指 令 寄 存 器 暂 存 ALU 暂 存 通用寄存 器组 时钟 时序 指令 译码器
DMA方式是建立外设和主存的直接通道，传送时不需CPU参与。 DMA控制器控 DMA方式是建立外设和主存的直接通道，传送时不需CPU参与。由DMA控制器控 方式是建立外设和主存的直接通道 CPU参与 制外设和主存之间传送数据。 制外设和主存之间传送数据。
数据传送指令 数据处理指令 •程序控制指令 程序控制指令 输入输出指令 其它指令
当某个事件需要CPU处理时， CPU申请中断，CPU在满足中断的条件下暂时中 当某个事件需要CPU处理时，向CPU申请中断，CPU在满足中断的条件下暂时中 CPU处理时 申请中断 断当前程序的执行，转而执行处理中断事件的服务程序； 断当前程序的执行，转而执行处理中断事件的服务程序；等服务程序执行完毕后再 回到被打断的地方执行原来的程序。 回到被打断的地方执行原来的程序。
输入输出系统实现主机和用户之间的通讯，通讯是通过外部设备及其 接口实现的。外部设备是输入和输出设备的总称，简称为外设，外设是计 算机和用户之间或设备与主存储器之间交换数据的工具。
由于主机是由集成电路芯片连接而成，而I/O设备通常是机电结合的 装置，在它们之间存在着速度、时序、信号电平、信号格式和类型等方面 的差异。I/O接口的功能主要是解决上述的不匹配，使主机与I/O设备能协 调地工作，并实现主机对外设的控制。
指令执行步骤： ① 取指令 ②分析指令 ③执行指令 ④指令计数器加1或将 转移地址码送入程序计 数器,然后重复。
存储器的每个单元可以存放8位二进制，由8位二进制组成的一个数据单元称 为字节(Byte)，字节是访问内存的最小单位。 字节是存储的基本单元，二进制位则是计算机对数据操作的最小单位。 地址总线的宽度决定了可以访问内存单元的个数。每一根地址线对应一位二进 制。一位二进制可以区分两个状态。 10根地址线，可访问的单元数是： 210=1024≈103=1K 20根地址线，可访问的单元数是： 220=1024K≈106=1M 30根地址线，可访问的单元数是： 230=1024M≈109=1G 40根地址线，可访问的单元数是： 240=1024G≈1012=1T
指令： 指令：用来规定计算机的一个基本操作的二进制代码。 程序： 程序：就是由一连串指令按一定顺序组成的能完成某种任务的一系列二进制代码。 指令系统： 指令系统：一种计算机所能识别的一组不同指令的集合，称为该种计算机的指令
由于输入输出设备与主机之间的各种差异，数据传送没有统一的时钟控制信号， 由于输入输出设备与主机之间的各种差异，数据传送没有统一的时钟控制信号， 传送是异步的， 传送是异步的，因此要求主机必须通过输入输出接口对外设与主机的数据传送进行 控制。控制的方式一般由三种： 控制。控制的方式一般由三种：
32根地址线可 根地址线可 以访问多大内存？ 以访问多大内存？ “4GB”
存储器是计算机的记忆部件，负责存储程序和数据。 存储器是计算机的记忆部件，负责存储程序和数据。存储器分两大 主存储器(内存) 辅助存储器(外存) 类：主存储器(内存)和辅助存储器(外存)。 主存储器采用的是半导体存储器，其特点是: 存储器采用的是半导体存储器，其特点是 存储器采用的是半导体存储器 存取数据速度快，可随机存取，体积小，功耗低。 存取数据速度快，可随机存取，体积小，功耗低。 内存容量有限。主存储器(内存 内存)又分为随机存储 内存容量有限。主存储器 内存 又分为随机存储 和只读存储器ROM。 器RAM和只读存储器 和只读存储器 。 RAM(Random Access Memory)是一种随机访问的可读写存储器。 是一种随机访问的可读写存储器。 是一种随机访问的可读写存储器 在计算机断电后RAM中的信息会丢失。RAM存储器分为：静态 中的信息会丢失。 存储器分为： 在计算机断电后 中的信息会丢失 存储器分为 静态RAM和动 和动 态RAM。 。 ROM（Read Only Memory）主要用来存放固定 （ ） 不变的程序、数据系统软件， 程序。 不变的程序、数据系统软件，如BIOS程序。这种存储 程序 器中的信息只能读出而不能随意写入。 器中的信息只能读出而不能随意写入。 E2PROM电可擦除可编程只读存储器：可以通过电控制将数据写入存 电可擦除可编程只读存储器： 电可擦除可编程只读存储器 储单元，断电后依然能够保存。也称为FLASH存储器。 存储器。 储单元，断电后依然能够保存。也称为 存储器
存储器由一个个大小相同的基本单元组成，每个记 忆单元由8位二进制位组成。 为了区分和访问不同的存储器单元，系统为每一个 单元分配了惟一的编号，称为存储单元的地址。 各单元内存放的是数据。 CPU对存储器可以读（取）也可以写（存）数据， 读写数据要有控制信号控制。 存储器的访问要三类信号共同配合才能完成： 地址信号、数据信号、控制信号。
内部存储器的作用是存放执行的程序和程序中需要使用的 数据，是整个数据存储和变换的枢纽。 数据，是整个数据存储和变换的枢纽。
硬件系统 硬件系统 硬件系统 硬件系统 硬件系统 硬件系统 硬件系统 硬件系统 软件系统 软件系统 软件系统 软件系统
输入设备 键盘 鼠标 手写板 扫描仪 摄像机 输出设备 显示器 投影机 打印机 绘图仪 操作系统 语言处理程序 数据库管理系统 系统监控及通信管理程序 应用软件 包 用户程序
计算机的硬件由五部分组成; (1) 计算机的硬件由五部分组成; 运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备） （运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备） (2) 计算机的内部数据是以二进制表示的; 计算机的内部数据是以二进制表示的; 程序存储在存储器后自动执行（存储程序原理）。 (3) 程序存储在存储器后自动执行（存储程序原理）。
参考教材： 参考教材： 大学计算机基础》 《大学计算机基础》上海交通大学出版社 大学计算机基础实践教程》 《大学计算机基础实践教程》上海交通大学出版社 软件技术基础》 《软件技术基础》版本不定
第一讲： 第一讲：计算机软硬件基础 第二讲： 第二讲：数制与数据编码 第三讲： 第三讲：数据结构 第四讲： 第四讲：数据库基础 第五讲： 第五讲：软件工程及程序设计
存放ALU运算的原始数据、中间结果、最终结果，或者存放CPU访问存储 运算的原始数据、中间结果、最终结果，或者存放 存放 运算的原始数据 访问存储 器的地址 。
微型计算机结构是以总线为核心的将微处理器、存储器、输入/输出设备智能 地连接在一起的。所谓总线，是指微型计算机各部件之间传送信息的通道。主机 内部连接CPU与内存以及I/O接口的总线称为系统总线；而连接主机与外设的总线 称为设备总线。
地址总线(Abus): 地址总线(Abus):用来传递地址信号， CPU通过地址总线传送需要访问的内 存单元地址或外部设备地址。 数据总线(Dbus): 数据总线(Dbus):用来传送数据信量 号，是CPU与各部件交换信息的通道。 控制总线(Cbus): 控制总线(Cbus):用来传送控制信号， 以协调各部件之间的操作。
指令寄存器(IR) 存放从存储器取出的指令，然后由CPU分析运行，其内 指令寄存器(IR)： 存放从存储器取出的指令，然后由 (IR)： 分析运行， 分析运行 容是CPU正在执行的指令内容。 正在执行的指令内容。 容是 正在执行的指令内容 程序计数器(PC) 存放的是程序将要执行的下一条指令的地址， 程序计数器(PC)：存放的是程序将要执行的下一条指令的地址，有逻辑自 (PC)： 动加1的功能。PC=PC1） 动加1的功能。PC=PC1） 标志寄存器(FR) 存放ALU的运算产生结果的各种状态 。 (FR)： 标志寄存器(FR)： 存放 的运算产生结果的各种状态
计算机是一种能够按照事先存储的程序，自动、高速地对数据进行输 计算机 入、处理、输出和存储的系统。包括硬件和软件两大部分。 硬件是由电子的、磁性的、机械的器件组成的物理实体，包括运算器、 硬件 控制器、存储器、输入设备和输出设备等5个基本组成部分。 软件则是程序和有关文档的总称，包括系统软件和应用软件两大类。 软件
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