計算機系統的組成,計算機硬體的五大部分是什麼

2021-03-08 22:01:23 字數 4606 閱讀 2192

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計算機系統是一個由硬體,軟體組成的多級層次結構,它通常由微程式級,一般機器級,作業系統級,組合語言級,高階語言級組成,每一級上都能進行程式設計,且得到下面各級的支援.

計算機硬體由五個基本部分組成:運算器、控制器、儲存器、輸入裝置和輸出裝置。

1、控制器控制器是對輸入的指令進行分析,並統一控制計算機的各個部件完成一定任務的部

件。它一般由指令暫存器、狀態暫存器、指令譯碼器、時序電路和控制電路組成。是協調指揮

計算機各部件工作的元件,其功能是從記憶體中依次取出命令,產生控制訊號,向其他部件發出

指令,指揮整個運算過程。控制器是統一指揮、協調其他部件的中樞。

2、運算器運算器又稱算術邏輯單元(arithmetic logic unita簡稱alu),是進行算術、邏輯

運算的部件。運算器的主要作用是執行各種算術運算和邏輯運算,對資料進行加工處理。

控制器、運算器和暫存器等組成硬體系統的核心-**處理器(central processing unit簡稱

cpu)。cpu用大規模積體電路工藝整合在一塊晶片上,是計算機系統的核心裝置。

3、儲存器儲存器是計算機記憶或暫存資料的部件。計算機中的全部資訊,包括原始的輸入數

據。經過初步加工的中間資料以及最後處理完成的有用資訊都存放在儲存器中。

而且指揮計算機執行的各種程式,即規定對輸入資料如何進行加工處理的一系列指令也都存放在儲存器中儲存器分為記憶體儲器(簡稱記憶體或主存)、外儲存器(簡稱外存或輔存,如硬碟)。記憶體

儲器4、輸入裝置輸入裝置是是重要的人機介面,用來接受使用者輸入的原始資料和程式,並將它們

變為計算機能識別的二進位制存入到記憶體中常用的輸入裝置有鍵盤、滑鼠、掃描器、光筆等。

鍵盤5、輸出裝置輸出裝置是輸出計算機處理結果的裝置,用於將存入在記憶體中的由計算機處理的

結果轉變為人們能接受的形式輸出。常用的輸出裝置有顯示器、印表機、繪圖儀等。顯示器

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計算機硬體由五個基本部分組成:運算器、控制器、儲存器、輸入裝置和輸出裝置。

1、運算器

運算器由算術邏輯單元(alu)、累加器、狀態暫存器、通用暫存器組等組成。算術邏輯運算單元(alu)的基本功能為加、減、乘、除四則運算,與、或、非、異或等邏輯操作,以及移位、求補等操作。

計算機執行時,運算器的操作和操作種類由控制器決定。運算器處理的資料來自儲存器;處理後的結果資料通常送回儲存器,或暫時寄存在運算器中。與control unit共同組成了cpu的核心部分。

2、控制器

控制器(control unit),是整個計算機系統的控制中心,它指揮計算機各部分協調地工作,保證計算機按照預先規定的目標和步驟有條不紊地進行操作及處理。控制器從儲存器中逐條取出指令,分析每條指令規定的是什麼操作以及所需資料的存放位置等。

然後根據分析的結果向計算機其它部件發出控制訊號,統一指揮整個計算機完成指令所規定的操作。計算機自動工作的過程,實際上是自動執行程式的過程,而程式中的每條指令都是由控制器來分析執行的,它是計算機實現「程式控制」的主要裝置。

3、儲存器

儲存器(memory)是計算機系統中的記憶裝置,用來存放程式和資料。計算機中全部資訊,包括輸入的原始資料、計算機程式、中間執行結果和最終執行結果都儲存在儲存器中。它根據控制器指定的位置存入和取出資訊。

有了儲存器,計算機才有記憶功能,才能保證正常工作。

按用途儲存器可分為主儲存器(記憶體)和輔助儲存器(外存),也有分為外部儲存器和內部儲存器的分類方法。外存通常是磁性介質或光碟等,能長期儲存資訊。記憶體指主機板上的儲存部件,用來存放當前正在執行的資料和程式,但僅用於暫時存放程式和資料,關閉電源或斷電,資料會丟失。

4、輸入裝置

向計算機輸入資料和資訊的裝置。是計算機與使用者或其他裝置通訊的橋樑。輸入裝置是使用者和計算機系統之間進行資訊交換的主要裝置之一。

鍵盤,滑鼠,攝像頭,掃描器,光筆,手寫輸入板,遊戲杆,語音輸入裝置等都屬於輸入裝置。

輸入裝置(inputdevice)是人或外部與計算機進行互動的一種裝置,用於把原始資料和處理這些數的程式輸入到計算機中。計算機能夠接收各種各樣的資料,既可以是數值型的資料,也可以是各種非數值型的資料,如圖形、影象、聲音等都可以通過不同型別的輸入裝置輸入到計算機中,進行儲存、處理和輸出。

5、輸出裝置

輸出裝置(output device)是計算機的終端裝置,用於接收計算機資料的輸出顯示、列印、聲音、控制外圍裝置操作等。也是把各種計算結果資料或資訊以數字、字元、影象、聲音等形式表示出來。

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1:**處理器:如cpu,以前的387浮點協處理器等2 記憶體儲器:記憶體

3外儲存器:如硬碟,軟盤,光碟和一些磁帶機等等4 輸入裝置:鍵盤,滑鼠,掃描器,麥克聲控,攝像頭都算5 輸出裝置:印表機,顯示器等等

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計算機系統的組成:由硬體系統和軟體系統兩大部分組成。

計算機硬體的五大功能部分是:控制器、運算器、儲存器、輸入裝置和輸出裝置。

cpu(central processing unit)意為**處理單元,又稱**處理器。cpu由控制器、運算器和暫存器組成,通常集中在一塊晶片上,是計算機系統的核心裝置。計算機以cpu為中心,輸入和輸出裝置與儲存器之間的資料傳輸和處理都通過cpu來控制執行。

微型計算機的**處理器又稱為微處理器。

控制器是對輸入的指令進行分析,並統一控制計算機的各個部件完成一定任務的部件。它一般由指令暫存器、狀態暫存器、指令譯碼器、時序電路和控制電路組成。計算機的工作方式是執行程式,程式就是為完成某一任務所編制的特定指令序列,各種指令操作按一定的時間關係有序安排,控制器產生各種最基本的不可再分的微操作的命令訊號,即微命令,以指揮整個計算機有條不紊地工作。

當計算機執行程式時,控制器首先從指令指標暫存器中取得指令的地址,並將下一條指令的地址存入指令暫存器中,然後從儲存器中取出指令,由指令譯碼器對指令進行譯碼後產生控制訊號,用以驅動相應的硬體完成指紋操作。簡言之,控制器就是協調指揮計算機各部件工作的元件,它的基本任務就是根據種類指紋的需要綜合有關的邏輯條件與時間條件產生相應的微命令。

運算器又稱算術邏輯單元alu(arithmetic logic unit)。運算器的主要任務是執行各種算術運算和邏輯運算。算術運算是指各種數值運算,比如:

加、減、乘、除等。邏輯運算是進行邏輯判斷的非數值運算,比如:與、或、非、比較、移位等。

計算機所完成的全部運算都是在運算器中進行的,根據指令規定的定址方式,運算器從儲存或暫存器中取得運算元,進行計算後,送回到指令所指定的暫存器中。運算器的核心部件是加法器和若干個暫存器,加法器用於運算,暫存器用於儲存參加運算的各種資料以及運算後的結果。

儲存器分為記憶體儲器(簡稱記憶體或主存)、外儲存器(簡稱外存或輔存)。外儲存器一般也可作為輸入/輸出裝置。計算機把要執行的程式和資料存入記憶體中,記憶體一般由半導體器構成。

半導體儲存器可分為三大類:隨機儲存器、只讀儲存器、特殊儲存器。

ram是隨機存取儲存器(random access memory),其特點是可以讀寫,存取任一單元所需的時間相同,通電是儲存器內的內容可以保持,斷電後,儲存的內容立即消失。ram可分為動態(dynamic ram)和靜態(static ram)兩大類。所謂動態隨機儲存器dram是用mos電路和電容來作儲存元件的。

由於電容會放電,所以需要定時充電以維持儲存內容的正確,例如互隔2ms重新整理一次,因此稱這為動態儲存器。所謂靜態隨機儲存器sram是用雙極型電路或mos電路的觸發器來作儲存元件的,它沒有電容放電造成的重新整理問題。只要有電源正常供電,觸發器就能穩定地儲存資料。

dram的特點是整合密度高,主要用於大容量儲存器。sram的特點是存取速度快,主要用於調整緩衝儲存器。

rom是隻讀儲存器(read only memory),它只能讀出原有的內容,不能由使用者再寫入新內容。原來儲存的內容是由廠家一次性寫放的,並永久儲存下來。rom可分為可程式設計(programmable)rom、可擦除可程式設計(erasable programmable)rom、電擦除可程式設計(electrically erasable programmable)rom。

如,eprom儲存的內容可以通過紫外光照射來擦除,這使它的內可以反覆更改。

此外,描述內、外儲存容量的常用單位有:

①位/位元(bit):這是記憶體中最小的單位,二進位制數序列中的一個0或一個1就是一個位元,在電腦中,一個位元對應著一個電晶體。

②位元組(b、byte):是計算機中最常用、最基本的存取單位。一個位元組等於8個位元,即1 byte=8bit。

③千位元組(kb、kilo byte):電腦的記憶體容量都很大,一般都是以千位元組作單位來表示。1kb=1024byte。

④兆位元組(mb mega byte):90年代流行微機的硬碟和記憶體等一般都是以兆位元組(mb)為單位。1 mb=1024kb。

⑤吉位元組(gb、giga byte):目前市場流行的微機的硬碟已經達到4.3gb、6.4gb、8.1gb、12g、13gb等規格。1gb=1024mb。

⑥太位元組(tb、tera byte):1tb=1024gb。

輸入裝置是給計算機輸入資訊的裝置。它是重要的人機介面,負責將輸入的資訊(包括資料和指令)轉換成計算機能識別的二進位制**,送入儲存器儲存。目前常用的輸入裝置是鍵盤、滑鼠、麥克風、觸控式螢幕、紅外掃描槍、數字掃描器以及模數轉換器等。

輸出裝置是輸出計算機處理結果的裝置。在大多數情況下,它將這些結果轉換成便於人們識別的形式,如字元、文字、圖形、影象、聲音等。目前廣為使用的輸出裝置有顯示器、音箱、印表機、鐳射印字機、繪圖儀,還有3d印表機等。

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