電腦系統原理

① 電腦系統工作原理

計算機的基本原理是存貯程序和程序控制。
預先要把指揮計算機如何進行操作的指令序列（稱為程序）和原始數據通過輸入設備輸送到計算機內存貯器中。每一條指令中明確規定了計算機從哪個地址取數，進行什麼操作，然後送到什麼地址去等步驟。
計算機在運行時，先從內存中取出第一條指令，通過控制器的解碼，按指令的要求，從存貯器中取出數據進行指定的運算和邏輯操作等加工，然後再按地址把結果送到內存中去。接下來，再取出第二條指令，在控制器的指揮下完成規定操作。依此進行下去，直至遇到停止指令。
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程序與數據一樣存貯，按程序編排的順序，一步一步地取出指令，自動地完成指令規定的操作是計算機最基本的工作原理。這一原理最初是由美籍匈牙利數學家馮.諾依曼於1945年提出來的，故稱為馮.諾依曼原理。

② 計算機系統的工作原理（簡答）

計算機住要由硬體和軟體組成!
硬體主要有:CPU.顯卡.主版.硬碟.光碟機.電源.顯示器.機箱.鍵盤.滑鼠.內存組成

軟體主要有:系統軟體.應用軟體.工具軟體組成.

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電腦的工作原理

前面我們認識的電腦其實只是電腦的硬體部份（英文名叫hardware），完整的電腦系統應該是硬體和軟體（英文名叫software）的統一，就象錄像機和VCD機，它們本身只是一個塑料和金屬片堆積起來的部件，如果沒有錄像帶和VCD碟片，以及設定在機器內的控製程序，錄像機和VCD機純粹就是一堆廢塑料和金屬片，一點用處都沒有。同樣，沒有運行在硬體基礎之上的各種軟體，電腦也是一堆廢品。

因此，在認識了電腦一家人之後，我們花點時間了解一下電腦軟體的相關知識，從而概貌性地掌握電腦工作的基本原理。這對於後面操作系統和應用軟體的學習，會很有幫助。

我們現在就去探究一下：這電腦，到底是如何工作的？

一、電腦原理概述

前面我們已經提過，電腦的工作原理跟電視、VCD機差不多，您給它發一些指令，它就會按您的意思執行某項功能。不過，您可知道，這些指令並不是直接發給您要控制的硬體，而是先通過前面提過的輸入設備，如鍵盤、滑鼠，接收您的指令，然後再由中央處理器（CPU）來處理這些指令，最後才由輸出設備輸出您要的結果。

現在，讓我們用一道簡單的計算題來回想一下人腦的工作方式。

題目很簡單：8+4÷2=？ 首先，我們得用筆將這道題記錄在紙上，記在大腦中，再經過腦神經元的思考，結合我們以前掌握的知識，決定用四則運算規則和九九乘法口訣來處理，先用腦算出4÷2=2這一中間結果，並記錄於紙上，然後再用腦算出8+2=10這一最終結果，並記錄於紙上。

通過做這一簡單運算題，我們發現一規律：首先通過眼、耳等感覺器官將捕捉的信息輸送到大腦中並存儲起來，然後對這一信息進行加工處理，再由大腦控制人把最終結果，以某種方式表達出來。

電腦正是模仿人腦進行工作的（這也是「電腦」名稱的來源），其部件如輸入設備、存儲器、運算器、控制器、輸出設備等分別與人腦的各種功能器官對應，以完成信息的輸入、處理、輸出。

下圖即為計算機的工作原理圖。

二、硬體和軟體

其中，那些構成電腦的看得見摸得著的東西，如元器件、電路板、零部件等物理實體和物理裝置，叫做電腦硬體。但是，僅有硬體電腦是不能自行工作的，還必須給它配備「思想」--即指揮它如何工作的軟體才能使它成為令我們驚奇的電「腦」。

現在，我們總結一下：所有的電腦都是由硬體和軟體兩大部分構成。其中硬體是指構成電腦系統的物理實體和物理裝置，即那些我們看得見也摸得著得東西，一台完整的電腦一般包括輸入／輸出設備、存儲器、運算器、控制器等。軟體是那些為了運行、管理和維修電腦而人工編制的各種程序的集合。

電腦的硬體和軟體是相輔相成的。它們共同構成完整的電腦系統，缺一不可，沒有軟體的電腦等於一堆廢銅爛鐵，無任何功效；同樣，沒有硬體，軟體也就如無源之水，無立足之地。它們只有相互配合，電腦才能正常運行。

三、裸機的概念

以前我們只是很簡單的從電腦內部數據信號如何輸入、輸出的角度介紹了電腦的工作原理，在這種情況下，我們很難分辨硬體和軟體的不同作用，下面，我們就從這個角度來看一下電腦的控制流程。首先，我們介紹一下裸機的概念，簡單講，裸機即是電腦硬體的組合，也就是大家平時所說的電腦。

四、基本輸入輸出系統

一般情況下，我們不能直接操作裸機，必須通過一個叫做基本輸入輸出系統的軟體系統（英文為Basic Input/Output System，簡稱BIOS），才能操作控制裸機，之所以這樣稱呼它，是因為它提供了最基本的計算機操作功能，如在屏幕上顯示一點，接收一個鍵盤字元的輸入等。

基本輸入輸出系統是非常重要的，幾乎所有電腦功能最終都是分解為一個個簡單的基本輸入輸出操作來實現。辟如畫一幅風景，就是由一系列畫不同顏色和亮度點的基本輸入輸出操作來完成。

基本輸入輸出系統存放在主板的只讀存儲器（英文為Read Only Memory，簡稱ROM）晶元中，平時不可修改，也沒必要修改，但惡性計算機病毒除外，1999年4月26日席捲全球的CIH病毒就破壞了相當一部份電腦的BIOS系統，弄得大家只好找專家才能修復。

五、操作系統的概念

在基本輸入輸出系統的外面，才是我們平常念叨的Windows98或Windows2000系統，在電腦界，這些軟體又叫操作系統（Operating System），專門負責管理計算機的各種資源，並提供操作電腦所需的工作界面。有了它們，人們才可以方便自如地使用電腦。

六、應用軟體的概念

顧名思義，應用軟體即是提供某種特定功能的軟體，如現在您使用的《WPS97》、《WORD97》等，它們一般都運行在操作系統之上，由專業人員根據各種需要開發。我們平時見到和使用的絕大部分軟體均為應用軟體，如殺毒軟體，文字處理軟體，學習軟體，游戲軟體，上網軟體等等。 下圖為一套完整的電腦系統示意框圖。

③ 計算機基本工作原理

計算機系統的組成

微型計算機由硬體系統和軟體系統組成。

硬體系統：指構成計算機的電子線路、電子元器件和機械裝置等物理設備，它包括計算機的主機及外部設備。

軟體系統：指程序及有關程序的技術文檔資料。包括計算機本身運行所需要的系統軟體、各種應用程序和用戶文件等。軟體是用來指揮計算機具體工作的程序和數據，是整個計算機的靈魂。

計算機硬體系統主要由運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備等五部分組成。

計算機的工作原理

1、馮諾依曼原理

“存儲程序控制”原理是1946年由美籍匈牙利數學家馮諾依曼提出的，所以又稱為“馮諾依曼原理”。該原理確立了現代計算機的基本組成的工作方式，直到現在，計算機的設計與製造依然沿著“馮諾依曼”體系結構。

2、“存儲程序控制”原理的基本內容

①採用二進制形式表示數據和指令。

②將程序(數據和指令序列)預先存放在主存儲器中(程序存儲)，使計算機在工作時能夠自動高速地從存儲器中取出指令，並加以執行(程序控制)。

③由運算器、控制器、存儲器、輸入設備、輸出設備五大基本部件組成計算機硬體體系結構。

3、計算機工作過程

第一步：將程序和數據通過輸入設備送入存儲器。

第二步：啟動運行後，計算機從存儲器中取出程序指令送到控制器去識別，分析該指令要做什麼事。

第三步：控制器根據指令的含義發出相應的命令(如加法、減法)，將存儲單元中存放的操作數據取出送往運算器進行運算，再把運算結果送回存儲器指定的單元中。

第四步：當運算任務完成後，就可以根據指令將結果通過輸出設備輸出。

計算機的軟體分類

計算機軟體是指計算機運行、管理、應用和維護所需的各種程序、數據及其有關技術文檔資料。只有硬體沒有軟體的計算機稱為“裸機”，裸機只能運行由 0 和 1 組成的機器語言程序，沒有軟體系統的計算機幾乎是沒有用的。通常人們使用的計算機是經過軟體“包裝”的計算機，計算機的功能不僅僅取決於硬體系統，更大程度上由所安裝的軟體系統來決定。

軟體種類繁多，通常根據軟體用途可將其分為系統軟體和應用軟體。系統軟體是用於管理、控制和維護計算機系統資源的軟體，主要包括操作系統、語言處理程序、資料庫管理系統和服務程序等。應用軟體是針對某一應用而開發的軟體，可分為通用應用軟體和專用應用軟體。

計算機系統的層次結構

在一個完整的計算機系統中，計算機硬體和軟體之間是有一定的層次關系的，如圖 1-3 所示。計算機硬體位於是最低層，是計算機系統的基礎。操作系統位於硬體之上，而操作系統的上一層為其他系統軟體和應用軟體，最高層是用戶程序或文檔。

從圖中可以看出，操作系統向下對計算機硬體進行管理和控制，向上支持其他各種軟體，即所有其他軟體都必須在操作系統的支持下才能運行。因此，操作系統是系統軟體的核心，是其他軟體的基礎，同時也是用戶與計算機進行交流的`介面軟體。

計算機的工作原理

計算機工作的過程就是執行程序的過程。了解程序的執行過程，也就明白了計算機的工作原理。為了解決某一問題，程序設計人員將一條條指令進行有序的排列，然後在計算機上執行這一指令序列，便可完成預定的任務。因此，程序是一系列有序指令的集合，計算機執行程序就是執行一系列有序指令。

1.計算機的指令和指令系統

指令是能被計算機識別並執行的二進制代碼，它規定了計算機能完成的某一種操作。通常一台計算機有許多條作用不同的指令，所有指令的集合稱為該計算機的指令系統。

一條指令通常由操作碼和操作數兩部分組成的，即：

( 1 )操作碼：指明該指令要完成的操作類型或性質，如加、減、取數或輸出數據等。

( 2 )操作數：指明操作對象的內容或所在的單元地址，操作數在大多數情況下是地址碼。

指令系統中的指令條數因計算機類型的不同而不同，少則幾十條，多則數百條。一般來說，無論是哪一種類型的計算機，都具有以下功能的指令：數據傳送型指令、數據處理型指令、程序控制型指令、輸入 / 輸出型指令、硬體控制型指令。

2.計算機工作原理

計算機的工作過程實際上就是快速地執行指令的過程。指令執行是由計算機硬體來實現的，指令執行時，必須先裝入計算機內存， CPU 負責從內存中逐條取出指令，並對指令分析解碼，判斷該條指令要完成的操作，向各部件發出完成操作的控制信號，從而完成了一條指令的執行。當執行完一條指令後再處理下一條指令， CPU 就是這樣周而復始地工作，直到程序的完成。

在計算機執行指令過程中有兩種信息在流動：數據流和控制流。數據流是指原始數據、中間結果、結果數據和源程序等，這些信息從存儲器讀入運算器進行運算，所得的計算結果再存 入 存儲器或傳送到輸出設備。控制流是由控制器對指令進行分析、解釋後向各部件發出的控制命令，指揮各部件協調地工作。

④ 電腦系統運行的原理

概念上講，一部計算機的存儲器可以被視為一組「細胞」單元。每一個「細胞」都有一個編號，稱為地址；又都可以存儲一個較小的定長信息。這個信息既可以是指令（告訴計算機去做什麼），也可以是數據（指令的處理對象）。原則上，每一個「細胞」都是可以存儲二者之任一的。

算術邏輯單元（ALU）可以被稱作計算機的大腦。它可以做兩類運算：第一類是算術運算，比如對兩個數字進行加減法。算術運算部件的功能在ALU中是十分有限的，事實上，一些ALU根本不支持電路級的乘法和除法運算（由是使用者只能通過編程進行乘除法運算）。第二類是比較運算，即給定兩個數，ALU對其進行比較以確定哪個更大一些。

輸入輸出系統是計算機從外部世界接收信息和向外部世界反饋運算結果的手段。對於一台標準的個人電腦，輸入設備主要有鍵盤和滑鼠，輸出設備則是顯示器，列印機以及其他許多後文將要討論的可連接到計算機上的I/O設備。

控制系統將以上計算機各部分聯系起來。它的功能是從存儲器和輸入輸出設備中讀取指令和數據，對指令進行解碼，並向ALU交付符合指令要求的正確輸入，告知ALU對這些數據做那些運算並將結果數據返回到何處。控制系統中一個重要組件就是一個用來保持跟蹤當前指令所在地址的計數器。通常這個計數器隨著指令的執行而累加，但有時如果指令指示進行跳轉則不依此規則。

20世紀80年代以來ALU和控制單元（二者合成中央處理器，CPU）逐漸被整合到一塊集成電路上，稱作微處理器。這類計算機的工作模式十分直觀：在一個時鍾周期內，計算機先從存儲器中獲取指令和數據，然後執行指令，存儲數據，再獲取下一條指令。這個過程被反復執行，直至得到一個終止指令。

由控制器解釋，運算器執行的指令集是一個精心定義的數目十分有限的簡單指令集合。一般可以分為四類：1）、數據移動（如：將一個數值從存儲單元A拷貝到存儲單元B）2）、數邏運算（如：計算存儲單元A與存儲單元B之和，結果返回存儲單元C）3）、條件驗證（如：如果存儲單元A內數值為100，則下一條指令地址為存儲單元F）4）、指令序列改易（如：下一條指令地址為存儲單元F）

指令如同數據一樣在計算機內部是以二進制來表示的。比如說，10110000就是一條Intel x86系列微處理器的拷貝指令代碼。某一個計算機所支持的指令集就是該計算機的機器語言。因此，使用流行的機器語言將會使既成軟體在一台新計算機上運行得更加容易。所以對於那些機型商業化軟體開發的人來說，它們通常只會關注一種或幾種不同的機器語言。

更加強大的小型計算機，大型計算機和伺服器可能會與上述計算機有所不同。它們通常將任務分擔給不同的CPU來執行。今天，微處理器和多核個人電腦也在朝這個方向發展。

超級計算機通常有著與基本的存儲程序計算機顯著區別的體系結構。它們通常由者數以千計的CPU，不過這些設計似乎只對特定任務有用。在各種計算機中，還有一些微控制器採用令程序和數據分離的哈佛架構

⑤ 操作系統原理是什麼 操作系統是如何工作的

1、操作系統（英語；OperatingSystem，簡稱OS）是對人體大腦的仿生學應用，其工作原理與大腦控制人類身體的過程十分相似。

2、操作系統是一套管理電腦硬體與軟體資源的程序，同時也是計算機系統的內核與基石。

3、操作系統身負諸如管理與配置內存、決定系統資源供需的優先次序、控制輸入與輸出設備、操作網路與管理文件系統等基本事務。

4、操作系統是管理計算機系統的全部硬體資源包括軟體資源及數據資源；控製程序運行；改善人機界面；為其它應用軟體提供支持等，使計算機系統所有資源最大限度地發揮作用，為用戶提供方便的、有效的、友善的服務界面。

5、操作系統是一個龐大的管理控製程序，大致包括5個方面的管理功能：進程與處理機管理、作業管理、存儲管理、設備管理、文件管理。

⑥ 電腦裝系統的原理

電腦裝系統原理：
電腦生產出來的時候就像人剛生出來一樣，沒有思維方式，就是一堆電子原件(CPU、內存條、硬碟、主板、顯卡等等..)。這些統成為電腦的硬體（就是看得見摸得著的），正是它們，才組成電腦。那麼怎麼才能讓這些電子原件工作起來為我們服務，這就需要操作系統來指導。操作系統好像人們長大後的思維，是一種看不見摸不著的東西，支配著人們的行為活動。電腦操作系統就是指導那堆電子原件的東西，它是一種軟體。每個人有每個人的思維方式，電腦也一樣，它也可以用不同的操作系統指揮電腦，這就是常說的Windows XP、Windows 7。
總而言之：
電腦是有硬體和軟體組成的，硬體是軀體，軟體是靈魂，失去一個，就沒有存在的意義了。

⑦ 簡述計算機系統的組成及工作原理

計算機系統包括硬體和軟體。

硬體：硬體(Hardware)是指計算機的各種看得見，摸得著的實實在在的物理設備。如：滑鼠、鍵盤，顯示器、列印機、主機等。

軟體：軟體(Software)是指在硬體系統上運行的各類程序、數據以及相關資料。如：win7、word、Excel、PPT、QQ和微信等等。

計算機的硬體系統由運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備等五個部分組成。

(7)電腦系統原理擴展閱讀

計算機系統通常可有5個以上的層次，在每一層次（級）上都能進行程序設計。

由下至上可排序為：

1、微程序機器級：微指令由硬體直接執行

2、傳統機器級：用微程序解釋機器指令

3、操作系統級：一般用機器語言程序解釋作業控制語句

4、匯編語言機器級：由匯編程序支持和執行

5、高級語言機器級：有各種高級語言編譯程序支持和執行

6、應用語言機器級：採用各種面向問題的應用語言