2.3.2计算机的工作原理　课件　2021-2022学年粤教版（2019）高中信息技术必修2

2.3.2计算机的工作原理 一、计算机的发展 1.主要特征:硬件物理器件的变革 电子管时代 1 晶体管时代 2 101~103个元件 集成电路时代 3 大规模集成电路时代 103~105个元件 4 106~107个元件 超大规模集成电路时代 5 一、计算机的发展 安装40960个中国自主研发的“申威26010”众核处理器, 采用64位自主神威指令系统。 2016年,排名第一 2020年,排名第四 2.国之器重——超级计算机“神威·太湖之光” 2016年,我国自行研制的 “神威·太湖之光”在国际超级计算大会ISC上亮相 超算长期服务于国家级别的科研项目,也是国家科技发展水平和综合国力的标志之一。 1、依托“神威·太湖之光”,以清华大学为主体的科研团队首次实现了百万核规模的全球10公里高分辨率地球系统数值模拟,这一成果将全面提高我国应对极端气候和自然灾害的减灾防灾能力。 2、国家计算流体力学实验室对“天宫一号”返回路径的数值模拟结果令人振奋,将为“天宫一号”顺利回家提供精确预测。 3、上海药物所开展的药物筛选和疾病机理研究,短短2周就完成常规需要10个月的计算,大大加速了白血病、癌症、禽流感等方向的药物设计进度。 3 二、计算机的工作原理 1.计算机工作的基本原理:存储程序、程序控制 冯.诺依曼:计算机之父 三、计算机的系统架构 1.计算机系统的组成:硬件、软件 (1)硬件:计算机系统的物理装置。由电子线路、元器件和机械部件等构成的具体装置。 运算器、控制器(中央处理器) 存储器 输入设备 输出设备 (2)软件:一系列按照特定顺序组织的计算机数据和指令的集合。 系统软件 应用软件 1.运算器的基本功能是完成对各种数据的加工处理,例如算术四则运算,与、或、求反等逻辑运算,算术和逻辑移位操作,比较数值,变更符号,计算主存地址等。 控制器的基本功能: (1)数据缓冲:由于I/O设备的速率较低而CPU和内存的速率却很高,故在控制器中必须设置一缓冲器。 (2)差错控制:设备控制器还兼管对由I/O设备传送来的数据进行差错检测。 (3)数据交换:这是指实现CPU与控制器之间、控制器与设备之间的数据交换。 (4)状态说明:标识和报告设备的状态控制器应记下设备的状态供CPU了解。 (5)接收和识别命令:CPU可以向控制器发送多种不同的命令,设备控制器应能接收并识别这些命令。 (6)地址识