计算机系统及工作原理_电脑系统计算原理

1.计算机的运算方法及原理是什么？

2.计算机的工作原理是什么

3.CPU计算原理是？

4.计算机工作的基本原理是什么？

5.计算机的计算原理

在电脑内部，所有的运算都是加法。

首先，计算机把数转换成二进制（全是0、1代码，转换都是按现成的程序进行），

如果计算加法，则把两数按位相加。

如果是计算减法，则把减数取补码（就是按位把0换成1，取后八位为 00000010 ,13=00001101 ，取13的补码为 11110010 ，加1 后为 11110011 ，相加有 00001111+11110011=100000010 ，转换都是按现成的程序进行）

二进制是计算技术中广泛采用的一种 数制。 二进制数据是用0和1两个 数码来表示的数。它的基数为2，进位规则是“逢二进一”，借位规则是“借一当二”，由18世纪德国数理哲学大师 莱布尼兹发现。

当前的 计算机系统使用的基本上是 二进制系统，数据在 计算机中主要是以补码的形式存储的。计算机中的二进制则是一个非常微小的开关，用“开”来表示1，“关”来表示0。

计算机的运算方法及原理是什么？

现在计算机的基本工作原理是存储程序控制，将编制好的程序（由一系列指令组成）和数据存入内存储器，当计算机工作时，自动地逐条取出指令并执行指令，都属于冯.诺依曼型计算机。

计算机是由硬件系统（hardwaresystem）和软件系统（softwaresystem）两部分组成的。

计算机硬件基本组成部分：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。

计算机的工作原理是什么

1.计算机技术的内容非常广泛，可粗略分为计算机系统技术、计算机器件技术、计算机部件技术和计算机组装技术等几个方面。

2.计算机技术包括：运算方法的基本原理与运算器设计、指令系统、中央处理器(CPU)设计、流水线原理及其在CPU设计中的应用、存储体系、总线与输入输出。

CPU计算原理是？

很多人都会用电脑，那么你知道吗我总结了一些资料，供大家参考!

　计算机的基本原理是存贮程式和程式控制

预先要把指挥计算机如何进行操作的指令序列称为程式和原始资料通过输入装置输送到计算机记忆体贮器中。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。

计算机在执行时，先从记忆体中取出第一条指令，通过控制器的译码，按指令的要求，从存贮器中取出资料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记忆体中去。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。

o 程式与资料一样存贮，按程式编排的顺序，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。

　什么是计算机的工作原理

1、计算机系统的组成

微型计算机由硬体系统和软体系统组成。

硬体系统：指构成计算机的电子线路、电子元器件和机械装置等物理装置，它包括计算机的主机及外部装置。

软体系统：指程式及有关程式的技术文件资料。包括计算机本身执行所需要的系统软体、各种应用程式和使用者档案等。软体是用来指挥计算机具体工作的程式和资料，是整个计算机的灵魂。

计算机硬体系统主要由运算器、控制器、储存器、输入装置和输出装置等五部分组成。

2、计算机的工作原理

1冯?诺依曼原理

“储存程式控制”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“储存程式控制”原理的基本内容

①采用二进位制形式表示资料和指令。

②将程式资料和指令序列预先存放在主储存器中程式储存，使计算机在工作时能够自动高速地从储存器中取出指令，并加以执行程式控制。

③由运算器、控制器、储存器、输入装置、输出装置五大基本部件组成计算机硬体体系结构。

3计算机工作过程

第一步：将程式和资料通过输入装置送入储存器。

第二步：启动执行后，计算机从储存器中取出程式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，将储存单元中存放的操作资料取出送往运算器进行运算，再把运算结果送回储存器指定的单元中。

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装置输出。

　指令

指令是用来规定计算机执行的操作和操作物件所在储存位置的一个二进位制位串。

指令的格式

一条指令由操作码和地址码两部分组成。 例如二地址指令格式如下： 操作码 地址码1 地址码2 操作码：用来指出计算机应执行何种操作的一个二进位制程式码。 具体说明指令的性质或功能，每条指令只有一个操作码 。 例如，加法、减法、乘法、除法、取数、存数等各种基本操作均有各自相应的操作码。 地址码: 指出该指令所操作处理的物件称为运算元所在储存单元的地址。 包括著运算元的来源，结果的去向或下一条指令的地址等资讯，不同指令中地址码的个数可以不一样。

指令系统

定义 一台计算机所能识别并执行的全部指令的 *** ，称为该台计算机的指令系统。指令系统中有数以百计的不同指令。

指令的分类:

1，资料传送指令：用于把储存器或暂存器中的某个运算元复制到指定的储存单元或暂存器中去。

例如： MOV CL,05H

解释：将05H储存到暂存器CL中

2，算术运算指令：用于完成两个运算元的加、减、乘、除等各种算术运算。

例如： CX=0029H，SI=04EDH，执行指令ADD SI,CX之后

将暂存器SI中储存的数04EDH和暂存器CX中储存的数0029H相加，

并把结果存在暂存器SI中

验算过程如下：

0029H

+ 04EDH

0516H

结果SI=0516H

3，逻辑运算指令：用于完成两个运算元的逻辑加、逻辑乘、按位加等各种逻辑运算。

例如：按位求反指令

BL=FBH,执行指令NOT BL后，

BL=111110112

取反后BL=000001002=04H

4，移位运算指令：用于完成指定运算元的各种型别的移位操作。

5，位与位串操作：计算机中越来越重视非数值资料的操作，包括位与位串的装入、储存、传送比较、重复执行等，也可包括位串的插入、型存取。

6，控制与转移指令：通常程式中的指令多数是依次序一条条的顺序执行，但根据指令执行的结果，也可以跳到其他指令或其他程式段去执行。具有这种功能的就是各种型别的转移指令。

7，输入/输出指令：在微机中，往往把输入/输出装置中与主机可交换资料的暂存器称为I/O埠。同时，把各个I/O埠统一编址。使用输入/输出指令，就可以去存取各种外部装置的I/O埠，实现资料的输入/输出。

8，其它指令：包括各种处理器控制指令，它们往往由作业系统专用。

相容性问题

每种CPU都有自己独特的指令系统，用某一类计算机的机器语言编制的程式难以在其他各类计算机上执行，这个问题称之为指令不相容。 向下相容： 如586机器语言向下相容486机器语言程式。

指令精简问题 精简指令系统计算机RISC。

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程式

为解决某一问题而设计的一系列指令称为程式。 程式和相关资料存放在储存器中，计算的工作就是执行存放在储存器中的程式。 计算机执行程式的过程就是一条一条地执行指令的过程。

程式的执行又自动地控制着整个计算机的全部操作。 这就是50年前美国数学家冯·诺依曼提出的程式储存和程式控制的思想。这也是目前计算机的基本工作方式。

指令的执行

一条指令的执行过程大体如下：

1指令预取部件向指令快存提取一条指令，若快存中没有，则向汇流排介面部件发出请求，要求访问储存器，取得一条指令;

2汇流排介面部件在汇流排空闲时，通过汇流排从储存器中取出一条指令，放入快存和指令预取部件;

3指令译码部件从指令预取部件中取得该指令，并把它翻译成起控制作用的微码;

4地址转换与管理部件负责计算出该指令所使用的运算元的有效实体地址，需要时，请求汇流排介面部件，通过汇流排从储存器中取得该运算元;

5执行单元按照指令操作码的要求，对运算元完成规定的运算处理，并根据运算结果修改或设定处理器的一些状态标志;

6修改地址转换与管理部件中的指令地址，提供指令预取部件预取指令时使用。

Pentium 处理器中的流水线过程

由于Pentium中有两个整数ALU，所以它能同时执行两条流水线， 这种结构称为“超标量结构”Superscalar。

计算机工作的基本原理是什么？

CPU运用核心部分运算器来进行计算。

运算器原理：

计算机运行时，运算器的操作和操作种类由控制器决定。运算器处理的数据来自存储器；处理后的结果数据通常送回存储器，或暂时寄存在运算器中。与ControlUnit共同组成了CPU的核心部分。

运算器由算术逻辑单元、累加器、状态寄存器、通用寄存器组等组成。算术逻辑运算单元的基本功能为加、减、乘、除四则运算，与、或、非、异或等逻辑操作，以及移位、求补等操作。

按照数据的不同表示方法，可以有二进制运算器、十进制运算器、十六进制运算器、定点整数运算器、定点小数运算器、浮点数运算器等。按照数据的性质，有地址运算器和字符运算器等。它的主要功能是进行算术运算和逻辑运算。

扩展资料：

运算器能执行多少种操作和操作速度，标志着运算器能力的强弱，甚至标志着计算机本身的能力。运算器最基本的操作是加法。一个数与零相加，等于简单地传送这个数。将一个数的代码求补，与另一个数相加，相当于从后一个数中减去前一个数。将两个数相减可以比较它们的大小。

运算器包括寄存器、执行部件和控制电路3个部分。在典型的运算器中有3个寄存器：接收并保存一个操作数的接收寄存器；保存另一个操作数和运算结果的累加寄存器；在进行乘、除运算时保存乘数或商数的乘商寄存器。

执行部件包括一个加法器和各种类型的输入输出门电路。控制电路按照一定的时间顺序发出不同的控制信号，使数据经过相应的门电路进入寄存器或加法器，完成规定的操作。

为了减少对存储器的访问，很多计算机的运算器设有较多的寄存器，存放中间计算结果，以便在后面的运算中直接用作操作数。

为了提高运算速度，某些大型计算机有多个运算器。它们可以是不同类型的运算器，如定点加法器、浮点加法器、乘法器等，也可以是相同类型的运算器。

运算器的组成决定于整机的设计思想和设计要求，采用不同的运算方法将导致不同的运算器组成

参考资料：

百度百科-运算器

计算机的计算原理

冯诺依曼提出的计算机的基本工作原理是?:

1、数字计算机数制采用二进制。

2、计算机应该按照程序顺序执行 。

冯诺依曼提出的计算机的基本工作原理主要内容:?

1.计算机由控制器、运算器、存储器、输入设备、输设备五部组。

2.程序数据二进制代码形式加区别存放存储器存放位置由址确定 。

3.控制器根据存放存储器指令序列(程序)进行工作，并由程序计数器控制指令，执行控制器具判断能力，能根据计算结选择同工作流程。?

4.根据冯诺依曼体系结构，计算机必须具功能:

（1）需要程序数据送至计算机 ，必须具备记忆程序；数据；间结及终运算结能力，

（2）能够完成各种算术逻辑运算；数据传送等数据加工处理能力。

（3）能够根据需要控制程序走向，并能根据指令控制机器各部件协调操作。

（4）能够按照要求处理结输给用户 。

（5）完述功能计算机必须具备五基本组部件包括: 输入数据程序输入设备; 记忆程序数据存储器; 完数据加工处理运算器; 控制程序执行控制器; 输出处理结果的输出设备 。

（6）计算机由控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备五大部分组成。

（7）程序和数据以二进制代码形式不加区别地存放在存储器中，存放位置由地址确定。

计算机的工作过程本质上就是执行程序的过程，而程序是由若干条指令组成的，计算机逐条执行程序中的指令，就可完成一个程序的执行，从而完成一项特定的工作。因此，要了解计算机的工作原理，就是要了解指令和指令执行的基本过程。

1.指令和程序

计算机之所以能脱离人的直接干预，自动地进行计算，是由于人把实现整个计算的一步步操作用命令的形式（即一条条指令）预先输入到存储器中，在执行时，机器把这些指令一条条地取出来，加以分析和执行。

通常一条指令对应着一种基本操作。一个计算机能执行什么样的指令，有多少条指令，这是由设计人员在设计计算机时决定的。计算机所能直接执行的全部指令，就是计算机的指令系统（Instruction Set）。

以二进制编码表示的指令叫机器指令，它通常包括操作码和操作数两大部分，操作码表示计算机执行什么操作，操作数指明参加操作的数的本身或操作数所在的地址。因为计算机只认识二进制数，所以计算机指令系统中的所有指令都必须以二进制编码的形式来表示。

程序即解题步骤。计算机的解题程序必须用计算机能识别的语言来描述，因此程序是指令的集合，用指令描述的解题步骤就叫程序。

2.指令的执行过程

按照冯·诺伊曼的存储程序思想，利用计算机解题首先要把指挥计算机如何进行操作的指令序列（即程序）和原始数据通过输入设备输送到计算机内存储器中，计算机运行时，依次从内存中取出一条条指令，控制器对指令进行分析判断，按照指令要求，发出不同的控制信号，在控制器的指挥下完成规定的操作，直到完成全部操作为止。所以，计算机的工作原理可以概括为存储程序和程序控制。

一般把计算机完成一条指令所花费的时间称为一个指令周期，指令周期越短，指令执行越快。通常所说的CPU主频或工作频率，就反映了指令执行周期的长短。

计算机在运行时，CPU从内存读出一条指令到CPU内执行，指令执行完，再从内存读出下一条指令到CPU内执行。CPU不断地取指令、分析指令、执行指令，这就是程序的执行过程。