武汉大学计算机基础 第三讲：计算机系统组成
大学计算机基础计算机体系结构
大学计算机基础计算机体系结构计算机体系结构是指计算机系统中各个硬件组件和它们之间的相互关系。
在大学计算机基础课程中，学生需要掌握计算机体系结构的基本概念和原理。
本文将从计算机组成原理、指令执行过程和存储器层次结构等方面来介绍大学计算机基础计算机体系结构。
1. 计算机组成原理计算机组成原理是计算机体系结构的基础，它涉及到计算机硬件的各个组成部分。
计算机组成原理包括指令系统设计、CPU结构设计、总线设计、I/O系统设计等内容。
其中，指令系统设计是计算机组成原理中最为重要的内容之一，它决定了计算机能够执行的指令种类和功能。
2. 指令执行过程计算机的运行是通过执行指令来完成的，指令执行过程是计算机体系结构中的一个关键环节。
指令执行过程包括指令的获取、解码、执行等步骤。
在指令的获取过程中，计算机从存储器中读取指令，并将其存储在指令寄存器中。
在指令的解码过程中，计算机对指令进行解析，并确定指令的操作类型。
在指令的执行过程中，计算机根据指令的操作类型执行相应的操作，并将结果存储在寄存器或者存储器中。
3. 存储器层次结构存储器层次结构是计算机体系结构中非常重要的一个概念，它包括多级存储器的组织和管理。
存储器层次结构由高速缓存、主存储器和辅助存储器等组成。
其中，高速缓存是位于CPU内部的一种高速存储器，用于存储最常用的指令和数据。
主存储器是计算机中用于存储指令和数据的主要存储器。
辅助存储器是计算机中用于存储大量数据和程序的设备，如硬盘、光盘等。
4. 总线结构总线是计算机体系结构中起连接作用的重要部分，它用于传输数据和指令。
计算机的各个组件之间通过总线进行数据的传输和通信。
总线结构包括数据总线、地址总线和控制总线。
数据总线用于传输数据，地址总线用于传输地址信息，控制总线用于传输控制信号。
5. 中央处理器中央处理器（CPU）是计算机体系结构中的核心部件，它负责执行指令和进行数据处理。
CPU由运算器和控制器组成，运算器用于执行算术和逻辑运算，控制器用于控制指令的执行和数据的传输。
大学计算机基础第3章计算机软件系统
第3章计算机软件系统在前面的章节中，我们已认识到一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统组成。
硬件系统是指计算机系统中的各种物理装置，包括控制器、运算器、存储器、输入输出设备等，它是组成计算机的物质实体，是计算机系统的物质基础。
它是看得见摸得着的，软件是相对于硬件而言的，没有任何软件支持的计算机称为裸机，裸机本身几乎不能完成任何功能，只有配备一定的软件，才能发挥其功用。
软件系统着重解决如何管理和使用机器的问题，软件系统包括计算机程序及其有关文档。
实际呈现在用户面前的计算机系统是经过若干层软件改造的计算机，而其功能的强弱也与其配备的软件的丰富程度有关。
通过本章的学习我们可以了解计算机软件系统的概念与分类、操作系统的概念和功能、典型操作系统Windows XP的操作方法。
并简要介绍当前流行的软件、软件工程基本概念以及程序设计语言等相关内容。
3.1软件基础3.1.1软件定义计算机软件（Computer Software，也称软件，软体）是指计算机系统中的程序及其文档。
我国颁布的“计算机软件保护条例”对程序的定义如下：“计算机程序是指为了得到某种结果而可以由计算机等具有信息处理能力的装置执行的代码化指令序列，或者可被自动地转换成代码化指令序列的符号化序列，或者符号化语句序列”，程序是计算任务的处理对象和处理规则的描述，程序是软件的主体，一般保存在存储介质（如软盘、硬盘和光盘）中，以便在计算机上使用。
文档是指用自然语言或者形式化语言所编写的用来描述程序的内容、组成、设计、功能规格、开发情况、测试结构和使用方法的文字资料和图表。
文档对于使用和维护软件尤其重要，随着软件产品发布的文档主要是使用手册，其中包含了该软件产品的功能介绍、运行环境要求、安装方法、操作说明和错误信息说明等。
文档是为了便于了解程序所需的阐明性资料。
程序必须装入机器内部才能工作，文档一般是给用户看的，不一定装入机器。
软件是用户与硬件之间的接口界面。
大学计算机系统的组成教案
教学目标：1. 了解计算机系统的基本组成及其功能。
2. 掌握计算机硬件和软件的基本概念。
3. 理解计算机系统的层次结构。
4. 熟悉计算机硬件的主要部件及其作用。
5. 了解计算机软件的分类及其特点。
教学重点：1. 计算机系统的组成及层次结构。
2. 计算机硬件的主要部件及其作用。
3. 计算机软件的分类及其特点。
教学难点：1. 计算机系统的层次结构及其相互关系。
2. 计算机硬件和软件的相互依赖关系。
教学准备：1. 多媒体课件2. 计算机硬件实物（如CPU、内存条、硬盘等）3. 计算机软件演示（如操作系统、办公软件等）教学过程：一、导入新课1. 引导学生思考：什么是计算机系统？计算机系统由哪些部分组成？2. 学生分享对计算机系统的认识，教师总结并引出本节课的主题。
二、讲授新课1. 计算机系统的组成及层次结构（1）介绍计算机系统的基本组成：硬件、软件、数据。
（2）讲解计算机系统的层次结构：硬件层次、系统软件层次、应用软件层次。
（3）分析各层次之间的关系，强调硬件和软件的相互依赖。
2. 计算机硬件的主要部件及其作用（1）介绍计算机硬件的主要部件：中央处理器（CPU）、存储器、输入设备、输出设备。
（2）讲解各部件的作用，以CPU为例，说明其核心地位。
（3）展示计算机硬件实物，让学生直观了解各部件。
3. 计算机软件的分类及其特点（1）介绍计算机软件的分类：系统软件、应用软件。
（2）讲解各分类软件的特点，以操作系统为例，说明其重要性。
（3）展示计算机软件演示，让学生了解软件的实际应用。
三、课堂练习1. 学生分组讨论，分析计算机硬件和软件的关系。
2. 每组选取一名代表分享讨论成果，教师点评并总结。
四、课堂小结1. 回顾本节课所学内容，强调计算机系统的组成及层次结构。
2. 总结计算机硬件和软件的相互依赖关系，强调两者缺一不可。
五、布置作业1. 完成课后练习题，巩固所学知识。
2. 查阅资料，了解计算机硬件和软件的最新发展动态。
大学计算机基础计算机系统组成 PPT课件
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广西大学计算机与电子信息学院公共基础教学部
第2章计算机的系统组成
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2.2 PC机的硬件系统
2.2.1主机和主机箱
PC机是由主机(CPU、内部存储器)和外部设备(键盘、 显示器、打印机等)两大部分构成。
主机指中央处理器(CPU)和内部存储器，包括只读存储器 (ROM)和随机存储器(RAM)。
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广西大学计算机与电子信息学院公共基础教学部
外部存储器当前主要采用磁盘、光盘（存储器量：700MB）。可读写 光盘价格贵,只读光盘价格低。
1、4MB
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广西大学计算机与电子信息学院公共基础教学部
(4)输入设备
输入设备通过接口电路把原始数据和程序转换成0、l代码串输入到计算机 的存储器中，计算机的输入设备常用的有：键盘、鼠标、扫描仪、麦克风、光 笔、电传打字机等。
第3章 计算机系统的基本组成(wgj)
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硬件和软件的关系
• 硬件是软件工作的基础
• 软件是硬件功能的扩充和完善
•软件和硬件结合才成为一个完整的计算机系统
• 实际上，软件和硬件的功能没有明确分界： • 软件硬化或固化 • 硬件软化
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3.1.2
计算机的逻辑组成
掌上电脑
计算机的外形发生 巨大变化，但硬件 的基本逻辑结构都 建立在同一模型基 础上的。
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冯· 诺伊曼的设计思想：
（1）计算机的五大部件
运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。
（2）二进制（计算机数字化存储）
计算机编码采用二进制数字化表示，也就是计算机内 部的所有信息仅由0、1来表示。
（3）存储程序
把程序（解决问题的详细步骤）存储在计算机内，使 计算机执行程序时，无需人工干预，能自动、连续地 读取、执行指令，并得到预期的结果。
=256 * 210 KB
=256 * 1024 * 1024 B
=268435456 B
说明：现在的存储器生产厂家很多标称 256MB就是2.56×106B。
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④输入设备(Input Device)
是把信息送到计算机系统。输入的信息有多种： 例如：数字、文字、位置、命令、图形、声音、视频 温度、压力等。 ⑤输出设备(Output Device)
字节：8个二进制位 计量存储容量的基本单位 Byte 简称B 1B=8bit 1KB=1024B 1GB=1024MB
位
字节
1 0 0 1 1 0 1 0
1 1 0 0 1 1 0 0
0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0
1MB=1024KB 1TB=1024GB