计算机的组成及工作原理是什么？
计算机硬件基本组成（五大部件）：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。
计算机工作原理——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。
“存储程序控制”原理由美籍匈牙利数学家冯·诺依曼(Von Neumann) 提出，确立了现代计算机的基本结构，即冯·诺依曼体制结构
n冯·诺依曼体制结构三要点：
1)计算机内部信息采用二进制表示;
2)计算机工作原理：存储程序控制;
计算机的工作原理是什么？
1、 二进制原理
一切计算机处理的数据（包括数字、文字、图形、图像、声音等）都要用二进制代码来表示；只有这样，计算机才能够识别执行，因此输入计算机中代表指令和数据、字母、数字、文字、符号等都必须用统一的二进制代码表示；用电子原件的状态（电位的高或低、晶体管的导通与截止等）来表示各种各样的数据。
2、 程序存储原理
人为编制的程序来完成各项工作。
要使计算机完成各种预定操作，不仅应该告诉计算机做什么，而且还要告诉计算机如何去做，这都是通过计算机执行一条条指令来完成的。
3、 顺序控制原理
计算机从存储器里把程序中的指令一条条读出来，然后依次执行：（1）读指令、（2）指令译码、（3）执行指令三种操作。
应如何学习计算机原理？
【内容提要】学习该课程的难度本身就比较大,再加上近几年招收的初中毕业生文化知识特别差,这样该课程的教学实在是太难了。在这样的情况下,如何让学生轻松学习该课程,就是很值得思考的,本人就这方面进行了一些教学实践,本文就此谈一些体会。
【主题词】知识储备 学习兴趣 化解困难 学习思考
《计算机原理》课程是中等职业学校计算机及信息技术专业的一门主干专业课程。是以8088/8086为CPU的IBM PC微型计算机为背景,主要学习微型计算机组成原理和汇编语言基础。大致划分为三个单元:计算机硬件基础知识,主要包括计算机中的进制及其转换、计算机中的数及编码表示和逻辑代数及其运算;计算机组成原理,主要包括存储器、中央处理器概述、中断技术常识和输入/输出及接口;汇编语言基础,主要包括8088微处理器结构、指令的编码格式和寻址方法、8086/8088指令系统、汇编语言程序格式、汇编语言程序的上级过程和汇编语言程序设计基础。该课程的最大特点是抽象、专用名词术语特多、难懂,学生很难懂得计算机的“思维”,因此教学难度很大。
从以往教学情况来看,学生学得相当艰苦,虽然大多数学生都不愿放弃学习该门课程,但最后,可以说什么都没学会,几乎没有什么教学效果。怎么办呢?或者说如何让学生学习《计算机原理》学得轻松、学得懂?这个问题是我在教学中一直在思考的问题,因此在本学期的教学中我一直在不断改变教学方法来提高学生学习的效果。通过这一学期的《计算机原理》教学,我觉得,要让学生学会该门课程的内容,而且要学得轻松,一定要在一些教学环节上下真功夫。即首先要充分了解学生已具备的和《计算机原理》相关的必备基本知识,第二要知道学生对待该门课程的学习态度,第三要认真和学生交流学习方法、拓宽解决问题的思维,最后一定要有实践环境。
一、先修课程的知识储备
通过对半学期的教学过程总结后,感到最大的体会是:要充分了解学生已具备的与《计算机原理》课程相关知识的储备情况。比如说,MS-DOS的基础理论知识和基本操作技能等。
MS-DOS的核心文件组成及其作用、MS-DOS系统的启动过程,这些知识不具备或掌握得不好的话,对后面的DOS系统功能调用和BIOS中断调用的学习就很难弄懂,不能很好地区分DOS系统功能调用和BIOS中断调用,导致的后果就是无法灵活、有效地应用DOS系统功能调用和BIOS中断调用。离开了DOS系统功能调用和BIOS中断调用,我们编写出的程序就根本发挥不出汇编语言强大的功能。
如果对MS-DOS文件的分类及标识没有弄清楚,对后面实验教学环节有相当大的影响。比如说有些同学这样操作:用命令行“EDIT AB”编辑一个汇编语言源程序存盘后并形成一个磁盘文件,再用命令行“MASM AB”进行汇编时,会出现这样一个信息“Unable to open input file: AB.ASM”。这个时候,往往不知道该如何处理(大多数同学不会去翻译这段英文的中文含义),其实是他们不知道“AB”与“AB.ASM”这两个文件名的区别,他们以为用“EDIT AB”操作后会自然形成文件“AB.ASM”。
如果对MS-DOS的基本操作技能不够熟悉的话,对实验教学环节也有影响。比如说有些同学编辑了一个汇编语言源程序文件(文件的扩展名是正确的)后,往往会会给老师讲:“老师,我的程序不见了。”“老师,我的程序找不着了。”等等。其实是他们对磁盘文件的存放地点不清楚(子目录相关的知识掌握不好)以及对文件的查找技能不具备(如何在磁盘上查找文件信息)。
通过对教学过程中出现这些的现象进行分析,我感到对必备的基本知识必须了解透彻,如果学生有欠缺,无论如何要想办法给学生补上,否则,相关的教学环节一定会受到影响。
二、随时了解学生的学习态度
学习态度是学好某门课程的重要前提,如果说学生对这门课程不感兴趣、抱着一种消极的学习态度,那么要学好该门课程是相当困难的。要想让学生轻松的学好某门课程,必须要让学生对该门课程感兴趣并有积极的学习态度。要从“父母、学校、老师要我学”转变为“我要学习”,为了达到这样的教学状态,可以同学生进行充分交流,了解他们想什么、喜欢什么、想干什么、不想干什么?有针对性地引导他们从“要我学习”转变到“我要学习”。
比如说,我为了和全班同学广泛的交流,多次进行《计算机原理》学习情况调查,有个同学说的话给了我极大的鼓舞:“第一次课后,我对这门课程有根大的兴趣,因为可以深入到计算机内部去了解原来我感到高深莫测的计算机;同时觉得这门课程与其他课程有很大的区别,也挺有用,不但能学习一些新知识,而且更能锻炼自己的思维。因此我暗自下决心要学好这门课程。但越学到后面,觉得越来越难学了,有些同学学不走了,也在影响着我,但仍然坚信在老师的帮助下,我能学好这门课程。”可以看出,尽管该课程教学有难度,学起来有困难,但作为老师要充分利用学生的兴趣、决心去鼓励学生学习该门课程,更重要的是要帮助学生树立学好该门课程的坚定信念。
三、化解学习中的困难
通过和学生交流,了解学生在学习中有哪些困难并加以排解,让学生感到学习是件轻松的事情、没有克服不了的困难。
比如说在讲存储单元的相关知识的时候,学生总是分不清存储单元的内容和存储单元的地址的相互关系,像这样的指令序列“MOV BX,1234H//MOV AX,[BX]”,有些同学认为是将有效地址为1234H的存储字节传送到AX中,很难认识到是将有效地址为1234H的存储字传送到AX中,甚至还有些同学认为是将1234H这个十六进制数传送到AX中。像学生遇到这样的困难,仅仅通过讲解是很难奏效的,这个时候就要少讲解,不要给学生的思维增加过重的思考负担,而是通过实践环境加以认识,用实验手段清晰地给学生展示指令序列的执行结果,同时加以说明,让学生体会到存储单元的内容和地址的关系。
充分利用电教手段、实验环境,学生学习就会少一些困难,多一些信心,体会到一些学习的乐趣。
比如说,在讲8088中的寄存器的时候,教师如果一味强调要学生记住各个寄存器的名称、特性、功能及用途,学生也会感到困难,因为寄存器在CPU内部,无法直接感知,我们无法知道其颜色、形状等其物理特性。这个时候,只需告诉学生,8088CPU中有多少个寄存器,有一个特殊的寄存器(标志寄存器)即可,然后,仍就要充分利用实践环境, 通过DEBUG可以帮助理解CPU中的寄存器的名称、特性、功能及用途,还能展示寄存器中值的变化情况。再加上宏汇编系统可以将指令一一体会、验证直至调式编制汇编语言程序,让学生享受编程的乐趣并展示编程的能力。这样才能更好地巩固已学到的知识,并能延伸自己的知识能力。
四、开动思维
在教师帮助学生建立了轻松的学习环境之后,重要的是要开动思维,一是要加强课程之间的联系;二是要提高用已知的、掌握了的知识去学习新知识的能力。
比如说前面举了一个例子,当计算机给出这样一个信息“Unable to open input file: AB.ASM”的时候,要求学生现将这段信息抄下来,首先自己翻阅英汉词典,这样既帮助学生巩固了已学的英语知识,又解决了我们遇到的困难。
要帮助学生学会融合各科知识,提高自己解决问题的能力。比如说,这样一个习题:将 这个十进制数转换为二进制数。教材中一般讲了将十进制整数和十进制小数分别转换为二进制数,如果按照教材的思路,有一种传统的办法、原始的的办法、不思考的办法:将十进制数 用数学方法计算为十进制小数0.328125,再将十进制小数换为二进制小数的办法进行,有些同学在计算 的时候,觉得太困难了(其实对数学知识来讲并不困难,而学生感到困难在于小数位数太多了)。如果细心分析十进制小数与二进制小数之间的关系: (0.1)2←→( )10, (0.01)2←→( )10, (0.001)2←→( )10,…而( )10=( )10=( )10,…有了这样的思考,不难看出: ( )10,即( )10,由此很容易转换出十进制数 的二进制数(0.010101)2。可见,这样处理后,并不需要计算出小数点后多少位。学会了用已知知识解决未知问题的方法,解决这个问题应该说简单多了。另外还有一种方法,也需要思考,更要融合数学知识。先将分子(21)10转换为(10101)2,在将分母(64)10转换为(1000000)2,最后将(10101)2除以(1000000)2,即(26)2,回想一下我们在十进制中计算X/1000000时候,是不是对X进行小数点的移动,那么对于(10101)2除以(1000000)2即(26)2,也可以用移动小数点办法进行解决。相比之下,将(21)10转换为(10101)2,是相当简单的。
用思考的方法解决问题,既开阔了思维,又感觉学习轻松有趣,还能提高自己的自学能力。
计算器的工作原理是什么？
一、工作原理：
计算器一般由运算器、控制器、存储器、键盘、显示器、电源和一些可选外围设备组成。低档计算器的运算器、控制器由数字逻辑电路实现简单的串行运算，其随机存储器只有一、二个单元，供累加存储用。高档计算器由微处理器和只读存储器实现各种复杂的运算程序，有较多的随机存储单元以存放输入程序和数据。键盘是计算器的输入部件，一般采用接触式或传感式。为减小计算器的尺寸，一键常常有多种功能。显示器是计算器的输出部件，有发光二极管显示器或液晶显示器等。除显示计算结果外，还常有溢出指示、错误指示等。计算器电源采用交流转换器或电池，电池可用交流转换器或太阳能转换器再充电。为节省电能，计算器都采用cmos工艺制作的大规模集成电路（见互补金属-氧化物-半导体集成电路），并在内部装有定时不操作自动断电电路。计算器可选用的外围设备有微型打印机、盒式磁带机和磁卡机等。
二、机械计算器的历史：
1642年，法国哲学家和数学家帕斯卡（blaise
pascal）发明了世界上第一台加减法计算机。它是利用齿轮传动原理制成的机械式计算机，通过手摇方式操作运算。他称“这种算术机器所进行的工作，比动物的行为更接近人类的思维”。这一思想对以后计算机的发展产生了重大的影响。1671年，著名的德国数学家莱布尼兹（g.w.leibnitz）制成了第一台能够进行加、减、乘、除四则运算的机械式计算机。最后，机械式l计算机发展成为不久前还能见到的手摇或电动的台式计算机。1833年，英国科学家巴贝奇（charles
babbage）提出了制造自动化计算机的设想，他所设计的分析机，引进了程序控制的概念。尽管由于当时技术上和工艺上的局限性，这种机器未能完成制造，但它的设计思想，可以说是现代计算机的雏型。
20世纪初期。随着机电工业的发展，出现了一些具有控制功能的电器元件，并逐渐为计算工具所采用。1925年，美国麻省理工学院由布什（vannever
bush）领导的一个小组制造了第一台机械模拟式计算机。1942年，又制成了采用继电器、速度更快的模拟式计算机。1944年，艾肯（howardaiken）在美国国际商用机器公司（ibm）的赞助下领导研制成功了世界上第一台数字式自动计算机mark
i，实现了当年巴贝奇的设想。这台机器使用了三千多个继电器，故有继电器计算机之称。