1.2计算机系统的组成
1.2.1 计算机系统的组成概述
1.计算机系统的基本组成
一个完整的计算机系统是由计算机硬件系统和计算机软件系统两部分组成。仅有硬件而没有配备软件的计算机称为裸机。
硬件是软件发挥作用的物质基础,软件是硬件与用户之间的接口,是计算机系统发挥强大功能的灵魂,两者相辅相成,缺一不可。
2.计算机硬件系统的组成
3.计算机软件系统的组成
软件系统包括系统软件和应用软件。系统软件包括操作系统(OS)、程序设计语言、系统检测诊断程序、编译系统、通用数据库管理系统等。应用软件包括管理软件、办公软件、应用数据库管理软件、图形图像处理软件及为用户需求开发设计的软件等。
应用软件是在系统软件的支持下工作的,决定了计算机发挥的作用,因而,目前应用软件开发正在向标准化、模块化方向发展,提高应用软件的兼容性与可扩充性。
1.2.2 计算机的工作原理
1.冯.诺依曼原理
美籍匈牙利科学家冯.诺依曼被人们称为“现代计算机之父”。他提出了“程序存储和程序控制”的计算机体系设计思想,主要内容包括以下三个方面:
(1)计算机硬件设备由控制器、运算器、存储器、输入设备与输出设备五部分组成;
(2)计算机内部采用二进制;
(3)程序存储和程序控制
世界钢琴家冯.诺依曼机的工作原理:数据或指令通过输入设备输入计算机,存储在存储器中。在运行过程中,数据从存储器读入运算器运算,中间结果也要存入存储器中,最终将结果经输出设备输出。人们用机器自身具有的指令编排的指令序列,即程序,也是数据的形式由存储器送入控制器,再由控制器向机器的各个部分发出相应的控制信号。另一种信息是控制信息,它由控制器发出,用来控制机器的各部件执行指令规定的各种操作。
2.计算机的工作过程
微型计算机工作过程如下:
(1)CPU访问输出输入接口
(2)读入数据并运行
(3)暂存结果
(4)输出结果
1.2.3中央处理器
1.运算器
运算器是负责对数据进行算术运算和逻辑运算的部件。运算器由算术逻辑运算单元(ALU)、累加器。状态寄存器、通用寄存器组等组成。
算术逻辑运算单元是用于完成加、减、乘、除等算术运算,与、或、非等逻辑运算及移位、求补等操作的部件。累加器是用于暂存被操作数和中间运算结果。通用寄存器组是一组寄存器,运算时用于暂存操作数或数据地址。状态寄存器也称标志寄存器,它用于存放运算中产生的状态信息。
算术逻辑运算单元、累加器和通用寄存器的位数决定了CPU的字长。
2.控制器
控制器是计算机的控制中心,用来实现计算机本身运算过程的自动化,其作用是控制整个计算机的工作,其工作是取指令、解释指令、以及完成指令的执行。
控制器由指令指针寄存器、指令寄存器、控制逻辑电路和时钟控制电路等组成。
指令指针寄存器用于产生及存放下条代取的指令地址。
指令寄存器用于存放正在执行的指令。指令从内存中取出后放入指令寄存器。指令执行完成前指令寄存器中一直保存着该指令。
控制逻辑电路用于产生执行微操作所需要的控制信号。
时钟控制电路用于产生指令执行过程中所需要的时间控制信号。时钟控制电路要与控制逻辑电路配合才能使指令正确执行。
3.寄存器
寄存器是CPU的一个重要组成部分,它是CPU内部的临时存储单元,它用于存储运算中的数据、中间结果、地址和状态信息等。但是寄存器的数量不能太多,寄存器数量太多会使寄存器地址编码位数增加,使指令长度增加。
1.2.4存储器
为了解决存取速度、存储容量。存储器价格这三个方面的矛盾,人们提出了多层次存储系
统的概念。按多层次存储系统的概念,计算机的存储系统由高速缓冲存储器(Cache)、随机读写存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、软盘存储器、硬盘存储器、光盘存储器、优盘存储器等组成。
(1)按存储介质的材料分类有半导体存储器、磁表面存储器和光存储器
欧莱雅纯植物染发剂(2)按存储器的工作方式分类,存储器可以分为随机读写存储器、顺序读写存储器和只读存储器等。
(3)按计算机系统结构分类有内存储器和外存储器。
1.2010小说排行榜内存储器
内存储器又称主存,内存储器由随机读写存储器(RAM)、高速缓冲存储器(Cache)、只读存储器(ROM)组成。作用是在计算机工作过程中存储正在执行的程序和程序所需要的数据。具有密度大、体积小、重量轻和存取速度快等特点。为了查存储单元,每个存储单元有一个地址,存储地址有二进制数表示。内存容量是指RAM的容量。
(1)随机读写存储器
根据制造原理的不同RAM可分为静态随机存储器SRAM和动态随机存储器DRAM两种。
1.随机存储器(SRAM)。SRAM存储单元的基本结构是一个双稳态电路,由写电路控制读、写的转换。只要写电路有电,其开关元件的状态就是保持不变,不需要电流刷新。由于开关元件由晶体管代替,而晶体管的转换时间一般都小于20ns,因此,SRAM的读写速度很快。由于这种开关电路的元件较多,一个存储单元由4个晶体管和2个电阻组成,因而集成度低,生产成本高。一般把SRAM用在比内存小得多的高速缓冲存储器等场合。
2. 动态随机存储器(RAM)。DRAM即通常所说的内存。其特点是在器件有加电源的情况下,其存储单元中的内容也不能保存较长时间,一般只能保存2ms。为了保存存储的信息,对DRAM中的内容由硬件定时自动地重新写入,这种写入称为“刷新”。DRAM中存储的数据需要不断进行刷新。一个DRAM单元由一个晶体管和一个小电容组成,DRAM的晶体管通过小电容的电压来保持断开,接通的状态,当小电容有电时,晶体管接通;当小电容没电时,晶体管断开。由于电容放电的特性,充电后的小电容上的电荷很快丢失,因此,需要不断地进行充电,即“刷新”。
目前DRAM的主要参数有两个:存储容量和工作频率。
(2)高速缓存存储器
人们为了提高CPU读写程序和数据的速度,在PAM和CPU之间增加了高速缓存(Cache)部件。
(3)只读存储器
根据ROM中的信息设置方法,可分为以下几种:
1.普通ROM:其中的信息在芯片制造时由生产厂家写入,内容写入后不能被更改。
2.可编程只读存储器PROM:出厂时没有写入信息,允许用户用特定设备将编写好的程序固化在PROM中,内容写入后不能更改。
舒畅的照片3.可擦除式可编程存储器EPROM:芯片上有一个透明窗口,可通过系外线擦除其中的内容,因而可多次改写。
4.电式可擦除式可编程只读存储器EEPROM:可通过家电擦除其内容,也可多次改写且操作方便。可用一般计算机重新写入新内容。
5.闪速存储器(Flash Memory):本质上属于EEPROM,由于ROM不易更改的特性让更新资料变得相当麻烦,因此有了Flash Memory的发展。Flash Memory改写电压较高,使用安全可靠、速度快、功耗低。Pentium以上主板均采用Flash ROM BIOS,使得BIOS升级非常方便。
2.外存储器
外存储器也称为辅助存储器,辅助存储器作为主存储器的后备和补充而被广泛使用。与主存相比,它的特点是存储容量大、成本低、存取速度慢、可以永久的脱机保存信息。常用的辅助存储器有硬盘存储器、软盘存储器、光盘存储器、优盘存储器和移动硬盘等。随着优盘存储器与移动硬盘的广泛使用,软盘存储器逐步被淘汰。
春望的翻译目前主流移动存储器都采用USB接口,主要有优盘和移动硬盘。
1.2.5输入输入设备
1.条形码阅读器:条形码阅读器的用于读取条形码所包含的信息的一种输入设备,通过条形码阅读器可方便将物品相关信息采集到计算机中。
2.触摸屏:触摸屏将输入和输出集中到一个设备上,简化了交互过程。
3.手写笔:手写笔的出现就是为了方便输入中文及计算机上绘图,使用者不需要再学习其他的输入法就可以轻松的输入中文。同时手写笔还具有鼠标的用能,可以代替鼠标操作计算机。
4.显示器:显示器是最标准的输出设备。主要性能指标有:
(1)像素:显示器屏幕显示出来的图像是由一个一个的发光点(荧光点)组成的,我们称这些发光为像素,每一个像素包含一个红、绿、蓝的磷光体。
(2)分辨率:定义显示器画面清晰度的标准,由可以在屏幕中显示的像素数目决定。一般表示为水平分辨率(一个扫描行中像素的数目)和垂直分辨率(扫描行的数目)的乘积。常用的分辨率有640 X 480、1024 X 768、1280 X 1024等。分辨率越高,画面包含的像素越多,图像就越细腻清晰。
(3)屏幕尺寸:指显示器屏幕对角线的长度,单位为英寸。目前笔记本电脑常用12英寸、13英寸、14英寸等台式计算机常用17英寸、19英寸、20英寸等。
(4)点间距:指显示器屏幕上像素的距离。点间距越小,可使分辨率越高,图像越清晰。目前常用的有0.28mm和0.26mm等。
(5)灰度级:指像素的亮暗程度,彩显示屏的灰度级指颜的种类。灰度级越多,图像层次越逼真清晰。
(6)对比度:又称反差,指图像(字符)和背景的浓度差。
(7)帧频:字符(图像)每秒钟在屏幕上出现的次数。
(8)行频:指电子扫描束从屏幕左边到右边的扫描速度。
(9)扫描方式:有逐行扫描和隔行扫描两种。采用逐行扫描技术的图像更清晰、稳定、人眼不易疲劳。
5.投影机
6.数码相机
7.数码摄像机
1.2.6总线的组成与类型
1.总线的分类
(1)按功能的分类
按功能分,总线可分为内部总线、系统总线、外部总线。
1.内部总线:又称为片总线、元件级总线,是CPU内部链接个寄存器及运算部件的总线。
2.系统总线:又称为板级总线,是链接CPU和计算机内部其他高速功能功能部件的总线,即通常意义上所说的总线。系统总线根据功能科分为数据总线、地址总线可控制总线。数据总线用来传输数据,是双向的,数据总线的宽度决定了每次能同时传输信息的位数,因此数据总线的宽度是决定计算机性能的主要指标。地址总线用来传送主存与外设的地址信息,是单向的;控制总线用来指明数据传送的方向、中断控制和定时控制等,控制总线中的每一根的单向的。
怎么设置主页3.外部总线:又称通信总线,是微机系统之间或微机系统与其他系统之间信息传输的通路。如EIA-RS-232串行总线、USB总线等将属于外部总线。
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