⑴ 计算机程序运行原理
计算机程序运行原理: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,从存储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。程序与数据一样存取,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。
(1)存储程序分为四大部分扩展阅读:
计算机程序运行:为了一个程序运行,计算机加载程序代码,可能还要加载数据,从而初始化成一个开始状态,然后调用某种启动机制。在最低层上,这些是由一个引导序列开始的。
在大多数计算机中,操作系统例如Windows等,加载并且执行很多程序。在这种情况下,一个计算机程序是指一个单独的可执行的映射,而不是当前在这个计算机上运行的全部程序。
⑵ 简述SRAM,DRAM型存储器的工作原理
个人电脑的主要结构:
显示器
主机板
CPU
(微处理器)
主要储存器
(记忆体)
扩充卡
电源供应器
光盘机
次要储存器
(硬盘)
键盘
鼠标
尽管计算机技术自20世纪40年代第一台电子通用计算机诞生以来以来有了令人目眩的飞速发展,但是今天计算机仍然基本上采用的是存储程序结构,即冯·诺伊曼结构。这个结构实现了实用化的通用计算机。
存储程序结构间将一台计算机描述成四个主要部分:算术逻辑单元(ALU),控制电路,存储器,以及输入输出设备(I/O)。这些部件通过一组一组的排线连接(特别地,当一组线被用于多种不同意图的数据传输时又被称为总线),并且由一个时钟来驱动(当然某些其他事件也可能驱动控制电路)。
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(Harvard
architecture)。
⑶ 计算机存储系统分为哪几个层次
在计算机系统中存储层次可分为高速缓冲存储器、主存储器、辅助存储器三级。高速缓冲存储器用来改善主存储器与中央处理器的速度匹配问题。辅助存储器用于扩大存储空间。
存储系统的性能在计算机中的地位日趋重要,主要原因是:
1、冯诺伊曼体系结构是建筑在存储程序概念的基础上,访存操作约占中央处理器(CPU)时间的70%左右。
2、存储管理与组织的好坏影响到整机效率。
3、现代的信息处理,如图像处理、数据库、知识库、语音识别、多媒体等对存储系统的要求很高。
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移动存储特点:
1、获国家保密局认证,安全可靠;
2、与加密系统无缝结合,防护能力倍增;
3、 国内首创,将普通U盘变为加密U盘,彻底解决U盘的方便性带来的风险;
4、 采用双因子认证技术;
5、专用加密移动存储与系统无缝结合,管理更流畅;
6、功能多样,可满足各种不同需求的保密要求;
7、 完善的审计功能,随时掌握U盘持有人的行为。
移动存储功能:
1、集中注册与授权。可通过注册信息实现U盘身份识别和介质追踪;
2、主机身份认证。所有安装客户端的计算机都须经管理员分配实名信息后方可使用;
3、加密上锁。对加密上锁后的U盘需要用户进行身份认证;
4、访问控制。可灵活控制移动存储介质注册策略和信息,设定允许使用的计算机或租;
5、外出拷贝。拷入U盘内的数据可与外界的计算机进行数据交互使用,也可实现定向拷贝;
6、用户审计。移动管理存储系统提供详细的审计记录及审计报告。
主存储器:
存放指令和数据,并能由中央处理器直接随机存取的存储器,有时也称操作存储器或初级存储器。主存储器的特点是速度比辅助存储器快,容量比高速缓冲存储器大。
计算机存储介质:
计算机存储介质是计算机存储器中用于存储某种不连续物理量的媒体。计算机存储介质主要有半导体、磁芯、磁鼓、磁带、激光盘等。
⑷ 计算机存储器可分为哪几类只要区别是什么
计算机存储器可分为内存和外存两大类。
内存和外存的区别:
1,性质不同:
外部存储器是指除计算机存储器和CPU缓存以外的存储器,在断电后仍能存储数据。常用外存包括硬盘、软盘、光盘、U盘等。
存储器是计算机中最重要的部件之一。它是与CPU通信的桥梁。计算机中的所有程序都在内存中运行,因此内存的性能对计算机有很大的影响。
2,信息存储方面不同:
计算机完成作业后,内存存储设备不需要存储任何信息。因此,如果内存中没有信息,则在内存中找不到所需的内容。无法保存在内存模块上。
保存的信息只能保存在外部存储器中,如U盘和软盘。同时,外部存储容量大,便于携带,您可以随时找到想要的存储信息。
3,两者的运行速度不同:
外部存储器可以长期保存数据,交换速度比较慢,存储器的交换速度很快,但文件不能永久保存,断电文件消失。
内存作为一种临时存储设备,在计算数据或执行程序时是一种临时存储设备。在日常生活中,它不适合长期存储设备,因此使用时间有限。
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内存的工作速度和存储容量对系统的整体性能、系统的规模和效率都有很大的影响。存储器是由大规模集成电路构成的半导体存储器。它可以分为RAM和ROM。
RAM中的信息可以随机读写,但不能长期保存。一旦电源关闭,RAM中的信息将不会被保存。
随机存取存储器所采用的存储单元工作原理的不同又分为静态随机存储器SRAM和静态随机存器DRAM。
SRAM采用稳态电路(如触发器)作为存储单元,在正常工作状态下存储信息,保持稳定,可多次读取,存取速度比DRAM快,但由于单元电路的复杂性,集成度低于DRAM,价格较高。
⑸ 计算机的存储器可分为哪几类,各特点
存储器。主要功能是存放程序和数据,程序是计算机操作的依据,数据是计算机操作的对象。存储器是由存储体、地址译码器 、读写控制电路、地址总线和数据总线组成。能由中央处理器直接随机存取指令和数据的存储器称为主存储器,磁盘、磁带、光盘等大容量存储器称为外存储器(或辅助存储器) 。由主存储器、外部存储器和相应的软件,组成计算机的存储系统。
内存又称为内存储器或者主存储器,是计算机中的主要部件,它是相对于外存而言的。内存的质量好坏与容量大小会影响计算机的运行速度。
一般常用的微型计算机的存储器有磁芯存储器和半导体存储器,目前微型机的内存都采用半导体存储器。半导体存储器从使用功能上分,有随机存储器 (Random Access Memory,简称 RAM),又称读写存储器;只读存储器(Read Only Memory,简称为ROM)。 一种内存储器1.随机存储器(Random Access Memory)
RAM有以下特点:可以读出,也可以写入。读出时并不损坏原来存储的内容,只有写入时才修改原来所存储的内容。断电后,存储内容立即消失,即具有易失性。 RAM可分为动态( Dynamic RAM)和静态(Static RAM)两大类。DRAM的特点是集成度高,主要用于大容量内存储器;SRAM的特点是存取速度快,主要用于高速缓冲存储器。
只读存储器(Read Only Memory)
ROM是只读存储器。顾名思义,它的特点是只能读出原有的内容,不能由用户再写入新内容。原来存储的内容是采用掩膜技术由厂家一次性写入的,并永久保存下来。它一般 用来存放专用的固定的程序和数据。不会因断电而丢失。
CMOS存储器(Complementary Metal Oxide Semiconctor Memory,互补金属氧化物半导体内存)
COMS内存是一种只需要极少电量就能存放数据的芯片。由于耗能极低,CMOS内存可以由集成到主板上的一个小电池供电,这种电池在计算机通电时还能自动充电。因为CMOS芯片可以持续获得电量,所以即使在关机后,他也能保存有关计算机系统配置的重要数据。
⑹ 计算机的存储器可分为哪几类,各特点
存储系统可分为内存和外存两大类。
内存是直接受cpu控制与管理的并只能暂存数据信息的存储器,外存可以永久性保存信息的存储器。存于外存中的程序必须调入内存才能运行,内存是计算机工作的舞台。
内存与外存的区别是:内存只能暂存数据信息,外存可以永久性保存数据信息;外存不受cpu控制,但外存必须借助内存才能与cpu交换数据信息;内存的访问速度快,外存的访问速度慢。内存可分为:ram与rom。ram的特点是:可读可写,但断电信息丢失。rom用于存储bios。外存有:磁盘(软盘和硬盘)、光盘、u盘(电子盘)
存储器(memory)是计算机系统中的记忆设备,用来存放程序和数据。存储器的主要功能是存储程序和各种数据,并能在计算机运行过程中高速、自动地完成程序或数据的存取。存储器是具有“记忆”功能的设备,它采用具有两种稳定状态的物理器件来存储信息,这些器件也称为记忆元件。有了存储器,计算机才有记忆功能,才能保证正常工作。
⑺ 存储程序的工作原理
存储程序原理又称“冯·诺依曼原理”(1946年提出)。将程序像数据一样存储到计算机内部存储器中的一种设计原理。程序存入存储器后,计算机便可自动地从一条指令转到执行另一条指令。现代电子计算机均按此原理设计。
1、首先:把程序和数据通过输入输出设备送入内存。
一般的内存都是划分为很多存储单元,每个存储单元都有地址编号,这样按一定顺序把程序和数据存起来,而且还把内存分为若干个区域,比如有专门存放程序区和专门存放数据的数据区。
2、其次:执行程序,必须从第一条指令开始,以后一条一条地执行。
⑻ 计算机存储器可分为几类它们的主要区别是什么
计算机存储器可分为两类,分别有内存和外存。
二者的区别:
1、位置不同
内存也被称为内存储器和主存储器,其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据,以及与硬盘等外部存储器交换的数据。
外储存器是指除计算机内存及CPU缓存以外的储存器,此类储存器一般断电后仍然能保存数据。常见的外存储器有硬盘、软盘、光盘、U盘等。
2、特点不同
内存储器速度快 价格贵,容量小,断电 后内存内数据会丢失。(ROM 断电不丢失)
外存储器 单位价格低,容量大,速度慢, 断电后数据不会丢失。
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外存的类型
软盘:软磁盘使用柔软的聚酯材料制成原型底片,在两个表面涂有磁性材料。常用软盘直径为3.5英寸,存储容量为1.44MB,软盘通过软盘驱动器来读取数据。
U盘:U盘也被称为“闪盘”,可以通过计算机的USB口存储数据。与软盘相比,由于U盘的体积小、存储量大及携带方便等诸多优点,U盘已经取代软盘的地位。
硬盘:硬磁盘是由涂有磁性材料额铝合金圆盘组成的,每个硬盘都由若干个磁性圆盘组成。
磁带存储器:磁带也被称为顺序存取存储器SAM。它存储容量很大,但查找速度很慢,一般仅用作数据后备存储。计算机系统使用的磁带机有3中类型:盘式磁带机、数据流磁带机及螺旋扫描磁带机。
光盘存储器:光盘指的是利用光学方式进行信息存储的圆盘。它应用了光存储技术,即使用激光在某种介质上写入信息,然后再利用激光读出信息。光盘存储器可分为:CD-ROM、CD-R、CD-RW、和DVD-ROM等。
软盘、硬盘、光盘、U盘、磁带都是外部存储器。从冯.诺依曼的存储程序工作原理及计算机的组成来说,计算机分为运算器、控制器、存储器和输入/输出设备,这里的存储器就是指内存,而硬盘属于输入/输出设备。
CPU运算所需要的程序代码和数据来自于内存,内存中的东西则来自于硬盘,所以硬盘并不直接与CPU打交道。
硬盘相对于内存来说就是外部存储器。存储器是用来存储器数据的,内存有高速缓存和内存,计算机内部存储,外存就是类似U盘的外部存储。
⑼ 以程序存储原理为基础的计算机,一般由五部分组成,它们分别是( )
冯诺依曼式计算机原理存储程序并按顺序运行
五大部分:存储器,运算器,控制器,适配器,输入设备和输出设备
总线:即理解为外部接口 也就适配器
外部设备:包括输入和输出设备
因此
选A