1.2.1计算机系统组成的工作原理与CPU公开课.docx

1.2.1计算机系统组成的工作原理与CPU预习探究一、计算机系统的组成1.冯·诺依曼体系模型计算机由运算器、控制器、 、输入设备和输出设备五部分组成。其中运算器、控制器及 等组成中央处理器(CPU)。2. 着重研究如何快速运行并保证运算结果的精度。 着重研究如何管理维护好计算机，如何更好、更快、更合理、更准确地使用计算机，如何更好地发挥计算机软、硬件资源性能的作用。3.目前应用软件开发正向 、 方向发展。二、计算机的工作原理1.在计算机运行过程中，数据从存储器读入 进行运算，中间结果也要存入 中，最终将结果经输出设备输出。2.计算机完成某个操作所发出的命令就称为 使用者根据解决某一问题的步骤，选用一条条的指令进行有序的排列，计算机执行了这一指令序列，便可完成预定的任务。这指令序列就称为 。3.微型计算机工作过程中，开机后，CPU自动从 中取出已存的指令，进行扫描键盘、访问1/O接口等工作。三、中央处理器1.算术逻辑运算单元、累加器和 的位数决定了CPU的字长。2. 是计算机的控制中心，用来实现计算机本身运算过程的自动化，其作用是控制整个计算机的工作。 用于产生及存放下条待取指令的地址。3.寄存器的位数一般和算术逻辑运算单元、 的位宽是一致的。思考1.美籍匈牙利科学家冯诺依曼提出了“程序存储和程序控制”的计算机体系设计思想，包括哪三个方面?2.控制器由哪些部分组成?它们的功能分别是什么？知识要点一、计算机系统的组成1计算机系统的基本组成一个完整的计算机系统由计算机硬件系统和计算机软件系统两部分组成。硬件系统着重研究如何快速运行并保证运算结果的精度。软件系统着重研究如何管理维护好计算机，如何更好、更快、更合理、更准确地使用计算机，如何更好地发挥计算机软、硬件资源性能的作用。2计算机硬件系统的组成计算机硬件系统由控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成。3.计算机软件系统的组成计算机软件系统包括系统软件和应用软件。系统软件包括操作系统(OS)程序设计语言、系统检测诊断程序、编译系统、通用数据库管理系统等;应用软件包括管理软件、办公软件、应用数据库管理软件、图形图像处理软件及为用户需求开发设计的软件等。二、计算机的工作原理1冯·诺依曼原理美籍匈牙利科学家冯·诺依曼提出了“程序存储和程序控制”的计算机体系设计思想，主要内容包括以下三个方面(1) 计算机硬件设备由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成。(2) 计算机内部采用二进制。(3) 程序存储和程序控制。2计算机的工作过程微型计算机工作过程如下:(1)CPU访问输人输出接口;(2)读人数据并运行;(3)暂存结果;(4)输出结果三、中央处理器1.运算器运算器是负责对数据进行算术运算和逻辑运算的部件。算术逻辑运算单元、累加器和通用寄存器的位数决定了CPU的字长。(1)运算器的组成算术逻辑运算单元:进行算术运算和逻辑运算的部件。累加器:暂存被操作的数和中间运算结果。通用寄存器组:暂存操作数和数据地址。状态寄存器:也称标志寄存器，存放运算中产生的状态信息。(2)运算器的功能实现对数据的算术和逻辑运算。暂时存放参与运算的数据和某些中间运算结果。挑选参加运算的数据，选中被执行的运算功能，并把运算结果输到所要求的部件中。2.控制器(1)控制器的作用控制器是计算机的控制中心，用来实现计算机本身运算过程的自动化，其作用是控制整个计算机的工作。控制器是计算机指令的执行部件，其工作是取指令、解释指令以及完成指令的执行。(2)控制器的组成指令指针寄存器:产生及存放下条待取指令的地址。指令寄存器:存放正在执行的指令。控制逻辑电路:产生执行微操作所需要的控制信号。品时钟控制电路:产生指令执行过程中所需要的时间控制信号。3.寄存器寄存器是CPU的一个重要组成部分，它是CPU内部的临时存储单元，用于存储运算中的数据、中间结果、地址和状态信息等。寄存器的位数一般和算术逻辑运算单元。数据总线的位宽是一致的。典例剖析例1(多项选择题)下面有关软件系统功能的描述，正确的有A. 软件系统着重研究如何快速运行并保证运算结果的精度，B.软件系统着重研究如何管理维护好计算机前网NUC.软件系统着重研究如何更好更快合理、更准确地使用计算机 D.软件系统着重研究如何更好地发挥计算机软、硬件资源性能的作用解析本题考查计算机软件系统的功能。软件系统着重研究如何管理维护好计算机，如何更好、更快、更合理、更准确地使用计算机，如何更好地发挥计算机软、硬件资源性能的作用。答案 BCD 例2 用于存放运算中产生的状态信息的是 () A.累加器 B.标志寄存器 C.通用寄存器 D.指令寄存器 解析 本题考查状态寄存器。状态寄存器也称标志寄存器，它用于存放运算中产生的状 态信息。答案 B 例3 算术逻辑单元有两个输人口，其中一个输入口和累加器连接，另一个输人口和 连接。 () A.通用寄存器 B.状态寄存器 C.数据寄存器 D.地址寄存器 解析 本题考查算术逻辑单元的两个输入口。算术逻辑单元的一个输入口和累加器连 接，另一个输入口和通用寄存器连接。答案 A 例4 下列关于寄存器的叙述，错误的是A.寄存器是CPU内部的临时存储单元B.寄存器的位数一般和算术逻辑运算单元、地址总线的位宽是一致的 C.状态寄存器用于存放运算中产生的状态信息 D.寄存器数量增多可以提高CPU的运行速度解析 本题考查寄存器的相关知识。寄 存器的位数一般和算术逻辑运算单元、数据总线 的位宽是一致的。答案 B同步训练一、填空题1.软件系统由两部分组成，一部分是在硬件系统的基础上运行的各种各样的 ，另一部分是各类 。2.软件系统包括系统软件和应用软件，通用数据库管理系统属于 软件。3. 是由控制器发出，用来控制机器的各部件执行指规定的各种操作。4 用于存被操作的数和中间运算结果。，通用寄存器组是一组寄存器，运算时用于暂存 和数据地址。5.控制器由 、 、 和 等组成。6. 是CPU的一个重要组成部分，它是CPU内部的临时存储单元，它用于存储运算中的数据、中间结果、 和状态信息等。二、单项选择题1.下面关于微型计算机工作过程，顺序正确的是 读入数据并运行CPU访问输入输出接口暂存结果输出结果A. B. C. D.2.下列4种软件中属于应用软件的是 A. Linux B.编译系统 C.财务管理系统 D. Visual Basic3.中央处理器的组成部分不包括A.运算器 B.控制器 C.存储器 D.寄存器4.用于存放正在执行的指令。A.指令寄存器 B.指令指针寄存器 C.控制逻辑电路 D.时钟控制电路三、多项选择题1.一个完整的计算机系统包括 A.硬件系统 B.系统软件 C.软件系统 D.应用软件2.下列属于系统软件的有 A. Python B.磁盘扫描程序 C. Office2010 D. Windows 73.运算器是负责对数据进行算术运算和逻辑运算的部件 的位数决定了CPU的字长。A.算术逻辑运算单元 B.累加器 C.通用寄存器 D.状态寄存器4.下列选项中，属于运算器功能的有 A.实现对数据的算术和逻辑运算B.实现计算机运算过程的自动化C.暂时存放参与运算的数据和某些中间运算结果D.挑选参加运算的数据5.寄存器的位数一般和 的位宽是一致的。A.算术逻辑运算单元 B.数据总线 C.控制总线 D.地址总线四、是非选择题(正的A”，情误的填“B1.硬件是软件发挥作用的物质基础，而软件的正常工作则是硬件发挥作用的唯一途径。（ ）2.计算机的硬件由控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成。其中控制器、运算器及存储器等组成中央处理器(CPU)。（ ）3计算机开机后，CPU自动从ROM中取出已存入的指令，进行扫描键盘、访问I/O接口工作。（ ）4.CPU是计算机的大脑，计算机的运算、控制都是由它来完成的，所以它的性能直接影响等了整个计算机的性能。（ ）5.累加器是用于完成加、减、乘、除等算术运算，与、或、非等逻辑运算及移位、求补等操作的部件。（ ）6.控制逻辑电路用于产生指令执行过程中所需要的时间控制信号。（ ）同步训练答案：一、填空题1.程序 文档 2.系统 3.控制信息 4.累加器 操作数5.指令指寄存器 指令寄存器 控制逻辑电路 时钟控制电路6.寄存器 地址二、单项选择题1.D2.C3.C4.A三、多项选择题1. AC 2. ABD 3. ABC 4 ACD 5. AB四、是非选择题1.A2.B3,A4.A5.B6.B