计算机基本结构和原理常识-fyf.docx

完整的计算机系统包括两大部分，即硬件系统和软件系统。硬件是指构成计算机的物理设备。软件是指系统中的程序以及开发、使用和维护程序所需的所有文档的集合。我们平时讲到“计算机”一词，都是指含有硬件和软件的计算机系统。硬件系统和软件系统相辅相成，缺一不可。1硬件系统1.1 硬件组成与结构人们通常把内存储器、运算器和控制器合称为计算机主机。而把运算器、控制器做在一个大规模集成电路块上称为中央处理器，又称CPU(Central Processing Unit)。也可以说主机是由CPU与内存储器组成的，而主机以外的装置称为外部设备，外部设备包括输入/输出设备，外存储器等。1.2 计算机的5大组成部分详解◇ 计算机硬件由控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备5大部分组成。运算器 又称算术逻辑单元，是计算机对数据进行加工处理的部件，它的主要功能是对二进制数码进行加、减、乘、除等算术运算和与、或、非等基本逻辑运算，实现逻辑判断。控制器 是用来控 制计算机各部件协调工作，并使整个处理过程有条不紊地进行。它的基本功能就是从内存中取指令和执行指令，然后根据该指令功能向有关部件发出控制命令，执行该指令。另外，控制器在工作过程中，还要接受各部件反馈回来的信息。存储器 具有记忆功能，用来保存信息，如数据、指令和运算结果等。输入／输出设备 简称I／O 设备。用户通过输入设备将程序和数据输入计算机，输出设备将计算机处理的结果(如数字、字母、符号和图形)显示或打印出来。CPUCPU(Central Precessing Unit)即中央处理器，其功能是执行算，逻辑运算，数据处理，传四舍五入，输入/输出的控制电脑自动，协调地完成各种操作。作为整个系统的核心，CPU 也是整个系统最高的执行单元，因此CPU已成为决定电脑性能的核心部件，很多用户都以它为标准来判断电脑的档次。 中央处理器是一块超大规模的集成电路，它由运算器，控制器，寄存器等组成,主要负责对数据的加工和处理。计算机求解问题是通过执行程序来实现的。程序是由指令构成的序列，执行程序就是按指令序列逐条执行指令。一旦把程序装入主存储器（简称主存）中，就可以由CPU自动地完成从主存取指令和执行指令的任务。计算机的性能在很大程度上由CPU的性能所决定，而CPU的性能主要体现在其运行程序的速度上。影响运行速度的性能指标包括CPU的工作频率、Cache(缓存)容量、指令系统和逻辑结构等参数。（1）主频也叫时钟频率，单位是兆赫（MHz）或千兆赫（GHz），用来表示CPU的运算、处理数据的速度。通常，主频越高，CPU处理数据的速度就越快。（2） 缓存大小也是CPU的重要指标之一，而且缓存的结构和大小对CPU速度的影响非常大，CPU内缓存的运行频率极高，一般是和处理器同频运作，工作效率远远大于系统内存和硬盘。实际工作时，CPU往往需要重复读取同样的数据块，而缓存容量的增大，可以大幅度提升CPU内部读取数据的命中率，而不用再到内存或者硬盘上寻找，以此提高系统性能。但是由于CPU芯片面积和成本的因素来考虑，缓存都很小。1.2.2存储器（内/外）存储器分为主存储器和辅助存储器，主存储器又称内存储器（简称内存），辅助存储器又称外存储器。（1）内部存储器存储器的功能是用来存储程序和数据。存储器的存储容量以字节为基本单位，每个字节都有自己的编号，称为“地址”，如要访问存储器中的某个信息，就必须知道它的地址，然后再按地址存入或取出信息。（如同房间编号）只读存储器ROM，通常存放固定不变的程序、数据和系统软件；存储的信息只能读出(取出)，不能改写(存入)，由厂家在生产芯片时，固化在里面；断电后信息不会丢失。随机存储器RAM，里面的内容内容可以随时读出或写入，但断电后内容会消失（易失性存储器），即为我们通常所说的内存，是沟通CPU与硬盘之间的桥梁。在所有存储器中，存取速度最快，俗称内存条。它直接与CPU相连接，存储容量较小，但速度快，用来存放当前运行程序的指令和数据，并直接与CPU交换信息。如果不特别说明，我们通常所说的内存所指为随机存储器RAM内部存储器,主存，内存 外部存储器，辅存，外存 访问速度快访问速度慢信息暂时性信息永久性容量小容量大相对价格高相对价格低（2）外部存储器：外存储器又称辅助存储器(简称辅存)，外存存储容量大，价格低，但存储速度较慢，一般用来存放大量暂时不用的程序、数据和中间结果，需要时可成批地和内存进行信息交换。主要包括软盘、硬盘、光盘、U盘。1.2.3输入设备1.2.4输出设备1.3 主板(各功能)介绍部件载体。电脑重要的部件CPU、内存、芯片组和功能卡等都安插在主板的插座和插口上，通过主板上的接口连接键盘、鼠标、显示器、音箱、打印机等外部设备。沟通部件，主板上有密密麻麻的线路，负责各个部件之间的信息传输。1.3.1