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计算机基础知识
第一页，课件共135页
计算机系统概述
硬件系统（设备）
软件系统（程序、文档）
计算机系统
硬件
系统软件
应用软件
组成图
层次图
第二页，课件共135页
计算机系统包括硬件系统与软件系统。
硬件系统通常指机器的物理系统，硬件系
统是指所有构成计算机的物理实体，它包括
计算机系统中一切电子、机械、光电等设备。
软件系统则是指管理计算机软件系统和
硬件系统资源、控制计算机运行的程序、命
令、指令、数据等，广义地说，软件系统还
包括电子的和非电子的有关说明资料，说明
书、用户指南、操作手册等。
第三页，课件共135页
第四页，课件共135页
数据流
地 址
控制流
现代电子计算机的基本组成
（外）存储器
（内）存储器
中央处理器（CPU）
输入
设备
输出
设备
控制器
运算器
第五页，课件共135页
现代电子计算机的内存的主要部分就是随机存取的
RAM﹙Random Access Memory﹚，需要编址，每个单元有
一个惟一的地址，CPU的寄存器也有专门的名称。
现代电子计算机的指令系统中，一条指令一般由两部分
构成：一部分是操作码﹙Operating Code﹚，表明进行什么
操作；另一部分是操作数﹙Operand﹚，指明操作的对象，
一般来说是一个地址，该地址中保存待处理的数据。指定地
址的方法很多，不同的指定方式，对应不同的寻址方式
﹙Addressing Mode﹚。
计算机的设计不仅要考虑计算功能的实现，同时，运行
效率即性能要尽可能的高，机器的造价要尽可能的低，但这
两个目标往往是一对矛盾，更多的情况下，要尽量地提高计
算机性能价格比。
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指令是对计算机进行程序控制的最小单位。
所有的指令的集合称为计算机的指令系统。
程序是为完成一项特定任务而用某种语言
编写的一组指令序列。
机器指令格式
操作码
操作数
机器执行什么操作
执行对象（具体数、存放位置）
PC
+1
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中央处理器﹙CPU)
CPU的基本组成部分包括：一组称为“寄存器”的高速存储单元；一个或几个执行基本算术逻辑动作的计算部件，称为“算术逻辑单元”（ALU）；一个作为CPU控制中心的程序控制单元，CPU 基本结构如图所示 ：
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⑴ 程序控制单元是CPU的核心，当一条指令进入
CPU后，它分析检查该指令的内容，确定指令要
求完成的动作以及指令的有关参数。例如，如果
是一条加法指令，指明被加数在内存的某个地
方。
程序控制单元要指挥内存把数据送到CPU
来。当计算所需要的数据准备好后，算术逻辑部
件就可以执行指令所要求的计算。计算完成后，
程序控制单元还要按照指令要求把计算结果存入
数据寄存器，或者存入内存储器中。
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⑵ CPU里必须包含算术逻辑单元，用来完成算术
运算和逻辑运算。许多CPU中还设置了两个运算单元，一
个用来执行整数运算和逻辑运算，另一个用于浮点数计
算。浮点数计算是CPU比较复杂的一部分，早期的计算机
中需要用专门的程序，即软件方法实现浮点数计算，完成
一次浮点数加法要执行许多指令，浮点数乘除法的指令更
多，因而计算时间很长。后来Intel公司为Intel 8088、Intel
8086芯片设计制造了配套的专用浮点计算芯片，称为“协处
理器”或“浮点处理器”。这种芯片可以安装在微型机里，与
CPU连接。当 CPU 发现要执行的是浮点数指令时，就把
工作递交给协处理器完成。
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