① 电脑系统工作原理
计算机的基本原理是存贮程序和程序控制。
预先要把指挥计算机如何进行操作的指令序列(称为程序)和原始数据通过输入设备输送到计算机内存贮器中。每一条指令中明确规定了计算机从哪个地址取数,进行什么操作,然后送到什么地址去等步骤。
计算机在运行时,先从内存中取出第一条指令,通过控制器的译码,按指令的要求,从存贮器中取出数据进行指定的运算和逻辑操作等加工,然后再按地址把结果送到内存中去。接下来,再取出第二条指令,在控制器的指挥下完成规定操作。依此进行下去,直至遇到停止指令。
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程序与数据一样存贮,按程序编排的顺序,一步一步地取出指令,自动地完成指令规定的操作是计算机最基本的工作原理。这一原理最初是由美籍匈牙利数学家冯.诺依曼于1945年提出来的,故称为冯.诺依曼原理。
② 计算机系统的工作原理(简答)
计算机住要由硬件和软件组成!
硬件主要有:CPU.显卡.主版.硬盘.光驱.电源.显示器.机箱.键盘.鼠标.内存组成
软件主要有:系统软件.应用软件.工具软件组成.
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电脑的工作原理
前面我们认识的电脑其实只是电脑的硬件部份(英文名叫hardware),完整的电脑系统应该是硬件和软件(英文名叫software)的统一,就象录像机和VCD机,它们本身只是一个塑料和金属片堆积起来的部件,如果没有录像带和VCD盘片,以及设定在机器内的控制程序,录像机和VCD机纯粹就是一堆废塑料和金属片,一点用处都没有。同样,没有运行在硬件基础之上的各种软件,电脑也是一堆废品。
因此,在认识了电脑一家人之后,我们花点时间了解一下电脑软件的相关知识,从而概貌性地掌握电脑工作的基本原理。这对于后面操作系统和应用软件的学习,会很有帮助。
我们现在就去探究一下:这电脑,到底是如何工作的?
一、电脑原理概述
前面我们已经提过,电脑的工作原理跟电视、VCD机差不多,您给它发一些指令,它就会按您的意思执行某项功能。不过,您可知道,这些指令并不是直接发给您要控制的硬件,而是先通过前面提过的输入设备,如键盘、鼠标,接收您的指令,然后再由中央处理器(CPU)来处理这些指令,最后才由输出设备输出您要的结果。
现在,让我们用一道简单的计算题来回想一下人脑的工作方式。
题目很简单:8+4÷2=? 首先,我们得用笔将这道题记录在纸上,记在大脑中,再经过脑神经元的思考,结合我们以前掌握的知识,决定用四则运算规则和九九乘法口诀来处理,先用脑算出4÷2=2这一中间结果,并记录于纸上,然后再用脑算出8+2=10这一最终结果,并记录于纸上。
通过做这一简单运算题,我们发现一规律:首先通过眼、耳等感觉器官将捕捉的信息输送到大脑中并存储起来,然后对这一信息进行加工处理,再由大脑控制人把最终结果,以某种方式表达出来。
电脑正是模仿人脑进行工作的(这也是“电脑”名称的来源),其部件如输入设备、存储器、运算器、控制器、输出设备等分别与人脑的各种功能器官对应,以完成信息的输入、处理、输出。
下图即为计算机的工作原理图。
二、硬件和软件
其中,那些构成电脑的看得见摸得着的东西,如元器件、电路板、零部件等物理实体和物理装置,叫做电脑硬件。但是,仅有硬件电脑是不能自行工作的,还必须给它配备“思想”--即指挥它如何工作的软件才能使它成为令我们惊奇的电“脑”。
现在,我们总结一下:所有的电脑都是由硬件和软件两大部分构成。其中硬件是指构成电脑系统的物理实体和物理装置,即那些我们看得见也摸得着得东西,一台完整的电脑一般包括输入/输出设备、存储器、运算器、控制器等。软件是那些为了运行、管理和维修电脑而人工编制的各种程序的集合。
电脑的硬件和软件是相辅相成的。它们共同构成完整的电脑系统,缺一不可,没有软件的电脑等于一堆废铜烂铁,无任何功效;同样,没有硬件,软件也就如无源之水,无立足之地。它们只有相互配合,电脑才能正常运行。
三、裸机的概念
以前我们只是很简单的从电脑内部数据信号如何输入、输出的角度介绍了电脑的工作原理,在这种情况下,我们很难分辨硬件和软件的不同作用,下面,我们就从这个角度来看一下电脑的控制流程。首先,我们介绍一下裸机的概念,简单讲,裸机即是电脑硬件的组合,也就是大家平时所说的电脑。
四、基本输入输出系统
一般情况下,我们不能直接操作裸机,必须通过一个叫做基本输入输出系统的软件系统(英文为Basic Input/Output System,简称BIOS),才能操作控制裸机,之所以这样称呼它,是因为它提供了最基本的计算机操作功能,如在屏幕上显示一点,接收一个键盘字符的输入等。
基本输入输出系统是非常重要的,几乎所有电脑功能最终都是分解为一个个简单的基本输入输出操作来实现。辟如画一幅风景,就是由一系列画不同颜色和亮度点的基本输入输出操作来完成。
基本输入输出系统存放在主板的只读存储器(英文为Read Only Memory,简称ROM)芯片中,平时不可修改,也没必要修改,但恶性计算机病毒除外,1999年4月26日席卷全球的CIH病毒就破坏了相当一部份电脑的BIOS系统,弄得大家只好找专家才能修复。
五、操作系统的概念
在基本输入输出系统的外面,才是我们平常念叨的Windows98或Windows2000系统,在电脑界,这些软件又叫操作系统(Operating System),专门负责管理计算机的各种资源,并提供操作电脑所需的工作界面。有了它们,人们才可以方便自如地使用电脑。
六、应用软件的概念
顾名思义,应用软件即是提供某种特定功能的软件,如现在您使用的《WPS97》、《WORD97》等,它们一般都运行在操作系统之上,由专业人员根据各种需要开发。我们平时见到和使用的绝大部分软件均为应用软件,如杀毒软件,文字处理软件,学习软件,游戏软件,上网软件等等。 下图为一套完整的电脑系统示意框图。
③ 计算机基本工作原理
计算机系统的组成
微型计算机由硬件系统和软件系统组成。
硬件系统:指构成计算机的电子线路、电子元器件和机械装置等物理设备,它包括计算机的主机及外部设备。
软件系统:指程序及有关程序的技术文档资料。包括计算机本身运行所需要的系统软件、各种应用程序和用户文件等。软件是用来指挥计算机具体工作的程序和数据,是整个计算机的灵魂。
计算机硬件系统主要由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等五部分组成。
计算机的工作原理
1、冯诺依曼原理
“存储程序控制”原理是1946年由美籍匈牙利数学家冯诺依曼提出的,所以又称为“冯诺依曼原理”。该原理确立了现代计算机的基本组成的工作方式,直到现在,计算机的设计与制造依然沿着“冯诺依曼”体系结构。
2、“存储程序控制”原理的基本内容
①采用二进制形式表示数据和指令。
②将程序(数据和指令序列)预先存放在主存储器中(程序存储),使计算机在工作时能够自动高速地从存储器中取出指令,并加以执行(程序控制)。
③由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大基本部件组成计算机硬件体系结构。
3、计算机工作过程
第一步:将程序和数据通过输入设备送入存储器。
第二步:启动运行后,计算机从存储器中取出程序指令送到控制器去识别,分析该指令要做什么事。
第三步:控制器根据指令的含义发出相应的命令(如加法、减法),将存储单元中存放的操作数据取出送往运算器进行运算,再把运算结果送回存储器指定的单元中。
第四步:当运算任务完成后,就可以根据指令将结果通过输出设备输出。
计算机的软件分类
计算机软件是指计算机运行、管理、应用和维护所需的各种程序、数据及其有关技术文档资料。只有硬件没有软件的计算机称为“裸机”,裸机只能运行由 0 和 1 组成的机器语言程序,没有软件系统的计算机几乎是没有用的。通常人们使用的计算机是经过软件“包装”的计算机,计算机的功能不仅仅取决于硬件系统,更大程度上由所安装的软件系统来决定。
软件种类繁多,通常根据软件用途可将其分为系统软件和应用软件。系统软件是用于管理、控制和维护计算机系统资源的软件,主要包括操作系统、语言处理程序、数据库管理系统和服务程序等。应用软件是针对某一应用而开发的软件,可分为通用应用软件和专用应用软件。
计算机系统的层次结构
在一个完整的计算机系统中,计算机硬件和软件之间是有一定的层次关系的,如图 1-3 所示。计算机硬件位于是最低层,是计算机系统的基础。操作系统位于硬件之上,而操作系统的上一层为其他系统软件和应用软件,最高层是用户程序或文档。
从图中可以看出,操作系统向下对计算机硬件进行管理和控制,向上支持其他各种软件,即所有其他软件都必须在操作系统的支持下才能运行。因此,操作系统是系统软件的核心,是其他软件的基础,同时也是用户与计算机进行交流的`接口软件。
计算机的工作原理
计算机工作的过程就是执行程序的过程。了解程序的执行过程,也就明白了计算机的工作原理。为了解决某一问题,程序设计人员将一条条指令进行有序的排列,然后在计算机上执行这一指令序列,便可完成预定的任务。因此,程序是一系列有序指令的集合,计算机执行程序就是执行一系列有序指令。
1.计算机的指令和指令系统
指令是能被计算机识别并执行的二进制代码,它规定了计算机能完成的某一种操作。通常一台计算机有许多条作用不同的指令,所有指令的集合称为该计算机的指令系统。
一条指令通常由操作码和操作数两部分组成的,即:
( 1 )操作码:指明该指令要完成的操作类型或性质,如加、减、取数或输出数据等。
( 2 )操作数:指明操作对象的内容或所在的单元地址,操作数在大多数情况下是地址码。
指令系统中的指令条数因计算机类型的不同而不同,少则几十条,多则数百条。一般来说,无论是哪一种类型的计算机,都具有以下功能的指令:数据传送型指令、数据处理型指令、程序控制型指令、输入 / 输出型指令、硬件控制型指令。
2.计算机工作原理
计算机的工作过程实际上就是快速地执行指令的过程。指令执行是由计算机硬件来实现的,指令执行时,必须先装入计算机内存, CPU 负责从内存中逐条取出指令,并对指令分析译码,判断该条指令要完成的操作,向各部件发出完成操作的控制信号,从而完成了一条指令的执行。当执行完一条指令后再处理下一条指令, CPU 就是这样周而复始地工作,直到程序的完成。
在计算机执行指令过程中有两种信息在流动:数据流和控制流。数据流是指原始数据、中间结果、结果数据和源程序等,这些信息从存储器读入运算器进行运算,所得的计算结果再存 入 存储器或传送到输出设备。控制流是由控制器对指令进行分析、解释后向各部件发出的控制命令,指挥各部件协调地工作。
④ 电脑系统运行的原理
概念上讲,一部计算机的存储器可以被视为一组“细胞”单元。每一个“细胞”都有一个编号,称为地址;又都可以存储一个较小的定长信息。这个信息既可以是指令(告诉计算机去做什么),也可以是数据(指令的处理对象)。原则上,每一个“细胞”都是可以存储二者之任一的。
算术逻辑单元(ALU)可以被称作计算机的大脑。它可以做两类运算:第一类是算术运算,比如对两个数字进行加减法。算术运算部件的功能在ALU中是十分有限的,事实上,一些ALU根本不支持电路级的乘法和除法运算(由是使用者只能通过编程进行乘除法运算)。第二类是比较运算,即给定两个数,ALU对其进行比较以确定哪个更大一些。
输入输出系统是计算机从外部世界接收信息和向外部世界反馈运算结果的手段。对于一台标准的个人电脑,输入设备主要有键盘和鼠标,输出设备则是显示器,打印机以及其他许多后文将要讨论的可连接到计算机上的I/O设备。
控制系统将以上计算机各部分联系起来。它的功能是从存储器和输入输出设备中读取指令和数据,对指令进行解码,并向ALU交付符合指令要求的正确输入,告知ALU对这些数据做那些运算并将结果数据返回到何处。控制系统中一个重要组件就是一个用来保持跟踪当前指令所在地址的计数器。通常这个计数器随着指令的执行而累加,但有时如果指令指示进行跳转则不依此规则。
20世纪80年代以来ALU和控制单元(二者合成中央处理器,CPU)逐渐被整合到一块集成电路上,称作微处理器。这类计算机的工作模式十分直观:在一个时钟周期内,计算机先从存储器中获取指令和数据,然后执行指令,存储数据,再获取下一条指令。这个过程被反复执行,直至得到一个终止指令。
由控制器解释,运算器执行的指令集是一个精心定义的数目十分有限的简单指令集合。一般可以分为四类:1)、数据移动(如:将一个数值从存储单元A拷贝到存储单元B)2)、数逻运算(如:计算存储单元A与存储单元B之和,结果返回存储单元C)3)、条件验证(如:如果存储单元A内数值为100,则下一条指令地址为存储单元F)4)、指令序列改易(如:下一条指令地址为存储单元F)
指令如同数据一样在计算机内部是以二进制来表示的。比如说,10110000就是一条Intel x86系列微处理器的拷贝指令代码。某一个计算机所支持的指令集就是该计算机的机器语言。因此,使用流行的机器语言将会使既成软件在一台新计算机上运行得更加容易。所以对于那些机型商业化软件开发的人来说,它们通常只会关注一种或几种不同的机器语言。
更加强大的小型计算机,大型计算机和服务器可能会与上述计算机有所不同。它们通常将任务分担给不同的CPU来执行。今天,微处理器和多核个人电脑也在朝这个方向发展。
超级计算机通常有着与基本的存储程序计算机显着区别的体系结构。它们通常由者数以千计的CPU,不过这些设计似乎只对特定任务有用。在各种计算机中,还有一些微控制器采用令程序和数据分离的哈佛架构
⑤ 操作系统原理是什么 操作系统是如何工作的
1、操作系统(英语;OperatingSystem,简称OS)是对人体大脑的仿生学应用,其工作原理与大脑控制人类身体的过程十分相似。
2、操作系统是一套管理电脑硬件与软件资源的程序,同时也是计算机系统的内核与基石。
3、操作系统身负诸如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。
4、操作系统是管理计算机系统的全部硬件资源包括软件资源及数据资源;控制程序运行;改善人机界面;为其它应用软件提供支持等,使计算机系统所有资源最大限度地发挥作用,为用户提供方便的、有效的、友善的服务界面。
5、操作系统是一个庞大的管理控制程序,大致包括5个方面的管理功能:进程与处理机管理、作业管理、存储管理、设备管理、文件管理。
⑥ 电脑装系统的原理
电脑装系统原理:
电脑生产出来的时候就像人刚生出来一样,没有思维方式,就是一堆电子原件(CPU、内存条、硬盘、主板、显卡等等..)。这些统成为电脑的硬件(就是看得见摸得着的),正是它们,才组成电脑。那么怎么才能让这些电子原件工作起来为我们服务,这就需要操作系统来指导。操作系统好像人们长大后的思维,是一种看不见摸不着的东西,支配着人们的行为活动。电脑操作系统就是指导那堆电子原件的东西,它是一种软件。每个人有每个人的思维方式,电脑也一样,它也可以用不同的操作系统指挥电脑,这就是常说的Windows XP、Windows 7。
总而言之:
电脑是有硬件和软件组成的,硬件是躯体,软件是灵魂,失去一个,就没有存在的意义了。
⑦ 简述计算机系统的组成及工作原理
计算机系统包括硬件和软件。
硬件:硬件(Hardware)是指计算机的各种看得见,摸得着的实实在在的物理设备。如:鼠标、键盘,显示器、打印机、主机等。
软件:软件(Software)是指在硬件系统上运行的各类程序、数据以及相关资料。如:win7、word、Excel、PPT、QQ和微信等等。
计算机的硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等五个部分组成。
(7)电脑系统原理扩展阅读
计算机系统通常可有5个以上的层次,在每一层次(级)上都能进行程序设计。
由下至上可排序为:
1、微程序机器级:微指令由硬件直接执行
2、传统机器级:用微程序解释机器指令
3、操作系统级:一般用机器语言程序解释作业控制语句
4、汇编语言机器级:由汇编程序支持和执行
5、高级语言机器级:有各种高级语言编译程序支持和执行
6、应用语言机器级:采用各种面向问题的应用语言