专题2 系统组成与工作原理（讲义）-四川省（对口招生）计算机类《信息技术应用基础》考纲讲练测

编写说明：本专辑为四川省（对口招生）计算机类《信息技术应用基础考纲讲练测》，严格依据四川省普通高校招生职业技能考试大纲计算机类(2023年版)考试范围及要求编写，精准对标考纲，兼顾考点覆盖与实战应用。每套讲练测提供讲义、课件、练习三大配套教学文件，贯穿九大核心环节：考点解读、思维导图、知识梳理、背诵环节、常考题、高考真题、课堂练习、课堂小结及课后测验，形成“讲-练-测-评”闭环式教学与复习逻辑，助力考生夯实基础、突破重难点。 四川省计算机类 《信息技术应用基础考纲讲练测》 专题2 系统组成与工作原理 讲义 [考点解读] 1．掌握硬件五大部件、CPU组成、内存与外存区别、软件分类。 2．理解冯·诺依曼原理及CPU与内存、外存的协作关系。 3. 了解语言处理程序的编译与解释方式。 [思维导图] [知识梳理] 一、计算机系统的组成 一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成，两者缺一不可，硬件是物理基础，软件是灵魂。 1.硬件系统（五大部件） 计算机硬件系统遵循冯·诺依曼体系结构，由五大基本部件组成。 （1）运算器 ·功能：完成各种算术运算（加、减、乘、除）和逻辑运算（与、或、非、比较、移位等）。 ·组成：算术逻辑单元（ALU）、累加器、状态寄存器等。 ·特点：运算速度极快，是计算机进行数据计算的核心部件。 （2）控制器 ·功能：指挥和协调计算机各部件自动、一致地工作。负责从内存中取出指令、分析指令、发出控制信号。 ·组成：程序计数器（PC）、指令寄存器（IR）、指令译码器、时序控制电路等。 ·工作过程：取指令 → 分析指令 → 执行指令 → 结果写回。 注：CPU（中央处理器） = 运算器 + 控制器 CPU是计算机的核心部件，其性能指标包括主频、字长、缓存等。 （3）存储器 存储器分为内部存储器（内存）和外部存储器（外存）。 ① 内存（主存） ·特点：CPU可直接访问，存取速度快，但断电后信息丢失（RAM），容量相对较小。 ·分类： RAM（随机存取存储器）：可读可写，断电丢失，如内存条。 ROM（只读存储器）：只能读取，断电不丢失，存储BIOS等固件。 ·作用：存放当前正在运行的程序和正在处理的数据。 ② 外存（辅存） ·特点：CPU不能直接访问，必须先调入内存；存取速度慢，但容量大，断电后信息不丢失。 ·常见外存：硬盘（机械硬盘HDD、固态硬盘SSD）、U盘、光盘、移动硬盘、存储卡等。 ·作用：长期保存程序和数据。 （4）输入设备 ·功能：将外部信息（文字、图像、声音等）转换成计算机能够识别和处理的二进制代码。 ·常见设备：键盘、鼠标、扫描仪、麦克风、摄像头、手写板、触摸屏、条码阅读器等。 ·特点：输入设备是人与计算机交互的桥梁。 （5）输出设备 ·功能：将计算机处理结果（二进制代码）转换成人类能够识别或其它设备能接收的信息形式。 ·常见设备：显示器、打印机、音箱、绘图仪、投影仪等。 ·特点：输出设备是计算机向外界展示处理结果的工具。 注：有些设备既是输入又是输出，如触摸屏、网卡、声卡（带麦克风接口和音频输出）。 2.软件系统 软件系统分为系统软件和应用软件两大类。 （1）系统软件 系统软件是管理和控制计算机硬件与软件资源的软件，为应用软件提供运行平台。 ① 操作系统（OS） ·定义：是系统软件的核心，直接运行在“裸机”上，是所有其他软件的基础。 ·功能：进程管理、存储管理、文件管理、设备管理、作业管理。 ·常见操作系统：Windows、Linux、macOS、鸿蒙OS（HarmonyOS）、麒麟OS、UNIX等。 ·国产操作系统：鸿蒙OS、麒麟OS（中标麒麟、银河麒麟）、深度OS等。 ② 语言处理程序 ·作用：将用高级语言或汇编语言编写的源程序翻译成计算机能够直接执行的机器语言。 ·两种翻译方式： 编译：将源程序一次性翻译成目标程序（机器语言），生成可执行文件。执行效率高，但修改后需重新编译。如：C、C++。 解释：逐句翻译源程序并立即执行，不生成独立的目标文件。调试方便，但执行速度慢。如：Python、JavaScript。 常见语言处理程序：编译器（GCC）、解释器（Python解释器）、汇编程序。 ③ 其他系统软件 ·数据库管理系统（DBMS）：如MySQL、Oracle。 ·驱动程序：使操作系统能够识别和控制硬件设备。 ·系统工具软件：磁盘清理、碎片整理、备份还原等。 （2）应用软件 ·定义：为解决特定领域的具体问题而开发的软件，运行在系统软件之上。 ·常见分类： 办公软件：Word、Excel、PowerPoint、WPS 图形图像处理：Photoshop、CorelDRAW 音视频播放与编辑：暴风影音、Premiere 浏览器：Chrome、Edge、360浏览器 即时通讯：微信、QQ 游戏软件 ·获取方式：商业软件、共享软件、免费软件、开源软件。 二、计算机工作原理（冯·诺依曼原理） 冯·诺依曼体系结构是现代计算机的基础，其核心思想是“存储程序”和“程序控制”。 1. 存储程序 在计算机运行之前，将事先编好的程序（指令序列） 和原始数据一起预先存入内存储器（内存） 中。 2. 程序控制 计算机启动后，控制器按照内存中指令存放的地址顺序，自动逐条取出指令、分析指令、执行指令，直到程序结束。整个过程不需要人工干预。 3. 计算机工作流程 4. CPU与内存、外存的协作 ·CPU与内存：CPU可以直接访问内存中的指令和数据，读写速度极快。这是计算机高效运行的关键。 ·CPU与外存：CPU不能直接访问外存（如硬盘）。当需要运行外存中的程序或读取外存中的数据时，操作系统会先将这些数据调入内存，然后CPU再从内存中访问。 ·为什么要有内存与外存的分层？ 内存速度快但容量小、成本高、断电丢失，适合存放当前正在运行的程序。 外存容量大、成本低、断电不丢失，适合长期存储大量数据。 两者配合，兼顾速度、容量和成本。 5. 指令执行的基本步骤 ·取指令：控制器将程序计数器（PC）所指的指令地址送到内存，从内存中取出指令，放入指令寄存器（IR）。 ·分析指令：指令译码器对指令进行译码，确定操作类型和操作数地址。 ·执行指令：控制器发出控制信号，由运算器或其它部件完成操作（如加法、数据传送等）。 ·结果写回：将执行结果写回内存或寄存器，同时修改程序计数器，指向下一条指令。 [背诵环节] 1. 简述计算机系统的组成。 【答案】计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。硬件系统包括运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件；软件系统分为系统软件（如操作系统、语言处理程序）和应用软件（如Office、Photoshop）。二者缺一不可，硬件是基础，软件是灵魂。 2. 简述冯·诺依曼原理的核心思想。 【答案】冯·诺依曼原理的核心思想是“存储程序”和“程序控制”。 存储程序：将事先编制好的程序和数据预先存入内存储器中。 程序控制：计算机启动后，控制器按内存中指令的存放顺序自动逐条取出并执行指令，整个过程无需人工干预。 3. 说明CPU与内存、外存的协作关系。 【答案】CPU可直接访问内存，从中读取指令和数据，读写速度快，但内存断电后信息丢失（RAM）。 CPU不能直接访问外存（如硬盘、U盘）。外存中的程序和数据必须先调入内存，再由CPU执行。外存断电后信息不丢失，用于长期存储。 三者协作：外存→内存→CPU→内存→外存/输出设备，兼顾速度与容量。 4. 列举三种输入设备和三种输出设备，并说明各自的作用。 【答案】输入设备（将信息输入计算机）： ·键盘：输入文字、数字、命令。 ·鼠标：定位、选择、拖动操作。 ·扫描仪：将图片、文稿转换为数字图像。 输出设备（将计算机处理结果输出）： ·显示器：显示文字、图像、视频。 ·打印机：将电子文档打印到纸张上。 ·音箱：输出声音。 [常考题] 1.CPU可以直接访问硬盘中的数据和程序。( ) 【答案】× 2.只读存储器断电后，其中存储的数据会丢失。( ) 【答案】× 3.编译程序是将高级语言源程序逐句翻译并立即执行。( ) 【答案】× 4.下列属于系统软件的是（　 ）。 A. Word B. Photoshop C. Windows 操作系统 D. 微信 【答案】C 5.计算机中，运算器和控制器合称为（　 ）。 A. CPU B. 内存 C. 外存 D. 主板 【答案】A 6.下列设备中，属于输出设备的是（ 　）。 A. 鼠标 B. 键盘 C. 显示器 D. 扫描仪 【答案】C 7.冯·诺依曼原理的核心思想是（ 　）。 A. 二进制运算 B. 存储程序与程序控制 C. 集成电路 D. 操作系统 【答案】B 8.下列属于计算机硬件五大部件的是（　 ）。 A. 运算器 B. 控制器 C. 操作系统 D. 存储器 【答案】ABD 9.关于内存和外存的描述，正确的有（　 ）。 A. 内存速度快 B. 外存容量大 C. 内存断电后数据不丢失 D. CPU可直接访问内存 【答案】ABD 10.下列属于系统软件的有（　 ）。 A. Linux 操作系统 B. Excel C. 语言处理程序 D. 驱动程序 【答案】ACD [高考真题] 1.（单项选择题）在计算机中，负责控制和协调计算机各部件自动、连续地进行工作的部件是（ 　）。 A. 控制器 B. 运算器 C. 存储器 D. 总线 【答案】A 2.（单项选择题）组成计算机指令的两部分是（ 　）。 A. 数据和字符 B. 操作码和地址码 C. 运算符和运算数 D. 运算符和运算结果 【答案】B 3.（单项选择题）冯·诺依曼体系结构的核心特征不包括（ 　）。 A. 采用二进制表示指令和数据 B. 指令和数据存放在同一存储器中 C. 计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备组成 D. 程序和数据可存放在不同存储器中 【答案】D 4.（单项选择题）计算机主机由（　 ）组成。 A. 运算器和控制器 B. 中央处理器和主存储器 C. 运算器和外设 D. 运算器和存储器 【答案】B 5.（单项选择题）计算机硬件五大部件中，负责执行算术和逻辑运算的是（ 　）。 A. 运算器 B. 控制器 C. 存储器 D. 输入设备 【答案】A 6.（单项选择题）一个完整的计算机系统由（ 　）组成。 A. 硬件系统和应用软件包 B. 硬件系统和软件系统 C. 主机和外部设备 D. 操作系统和中央处理器 【答案】B 7.（判断题）冯·诺依曼计算机以存储器为中心，输入输出设备与存储器间的数据传送通过运算器完成。( ) 【答案】× 8.（判断题）电源关闭后，ROM中的信息会丢失。( ) 【答案】× 9.（判断题）一个完整的计算机系统通常是由系统硬件和系统软件两大部分组成的。 ( ) 【答案】√ 10.（多选题）关于计算机系统组成的叙述，正确的有（　 ）。 A. 计算机硬件系统和软件系统二者同等重要，相互依存 B. 计算机硬件系统是物质基础，所以比软件系统更重要 C. 计算机软件系统是运行在硬件系统之上的 D. 没有软件支持的硬件称为“裸机” 【答案】ACD 11.（多选题）下列描述中，正确的有（　 ）。 A. CPU由运算器和控制器组成 B. 1KB等于1024B C. 存储器分为内存和外存 D. 输入设备只包括键盘和鼠标 【答案】ABC 12.（多选题）下列属于输出设备的有（ 　）。 A. 显示器 B. 打印机 C. 音箱 D. 扫描仪 【答案】ABC 13.（填空题）冯·诺依曼提出的计算机工作原理的核心思想是________和________。 【答案】存储程序、程序控制 [课堂练习] 1.计算机中，存储器存储容量的基本单位是（ 　）。 A. 位 B. 字节 C. 字 D. 千字节 【答案】B 2.下列软件中，不属于系统软件的是（　 ）。 A. 磁盘碎片整理程序 B. 驱动程序 C. Photoshop D. 编译程序 【答案】C 3.计算机中，CPU不能直接访问的存储器是（　 ）。 A. 硬盘 B. 内存条 C. ROM D. Cache 【答案】A 4.在计算机硬件系统中，负责连接CPU与显示器进行数据转换的部件是（　 ）。 A. 声卡 B. 网卡 C. 显卡 D. 主板 【答案】C 5.计算机系统中，操作系统属于（ 　）。 A. 应用软件 B. 系统软件 C. 硬件设备 D. 办公软件 【答案】B 6.下列选项中，不属于冯·诺依曼计算机五大部件的是（　 ）。 A. 运算器 B. 控制器 C. 存储器 D. 总线 【答案】D 7.简述计算机指令执行的基本步骤。 【答案】计算机指令执行的基本步骤包括： （1）取指令：控制器从内存中取出下一条要执行的指令。 （2）分析指令：指令译码器对指令进行译码，确定操作类型和操作数地址。 （3）执行指令：控制器发出控制信号，由运算器或其他部件完成操作。 （4）结果写回：将执行结果写回内存或寄存器，并修改程序计数器指向下一条指令。 8.请列举三种系统软件和三种应用软件的典型代表。 【答案】系统软件： （1）操作系统（如Windows、Linux、鸿蒙OS） （2）语言处理程序（如C语言编译器、Python解释器） （3）驱动程序（如打印机驱动、显卡驱动） 应用软件： （1）办公软件（如Word、Excel、WPS） （2）图形图像处理软件（如Photoshop、CorelDRAW） （3）即时通讯软件（如微信、QQ） [课堂小结] 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $