1.3.1 计算机系统的组成
计算机系统是由硬件系统和软件系统构成的,两者缺一不可,如图1-1所示。
图1-1 计算机系统的组成
硬件是组成计算机系统的物理设备,如各种电路板、插线板、机箱、外部设备等,硬件是计算机系统的物质基础;软件是计算机的灵魂,它由相关的若干程序及技术文档组成。只有硬件而无软件的计算机称为裸机,裸机不能开展任何工作。
1.3.1.1 计算机硬件系统
计算机硬件(Computer Hardware)简称为硬件,是指组成一台计算机的各种机械的、电子的、磁性的装置和设备,由各种实在的器件所组成,包括由总线连接起来的中央处理器、内存储器以及若干外部设备(如硬盘、软盘、键盘、显示器、打印机等)。计算机硬件各尽其职、协调工作,是计算机进行工作的物质基础。
冯·诺依曼提出的计算机“存储程序”工作原理,决定了计算机由五大部分组成:运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。
1.运算器
运算器也称为算术逻辑单元ALU (Arithmetic Logic Unit),其功能是进行算术运算和逻辑运算。
2.控制器
控制器用于控制计算机各个部件有条不紊地协同工作,基本功能就是从内存取指令和执行指令。运算器和控制器合在一起称为中央处理单元,即CPU(Central Processing Unit),CPU是计算机的核心部件。
3.存储器
存储器是计算机存储数据和程序的地方,包括内存储器和外存储器。程序是计算机操作的依据,数据是计算机操作的对象。为了实现自动计算,各种信息必须预先存放在计算机内的存储器中。
内存储器简称为内存或主存,它与CPU直接交换数据,所有的程序和待处理的数据也只有读入内存后才能被计算机的CPU执行。外存储器(磁盘、硬盘、光盘等)以文件形式存储数据和程序,需要的时候调入内存被处理和执行。外存容量比内存大得多,内存的存取速度要快得多。内存的运算速度直接影响到读取指令的速度,因而也就影响主机执行指令的速度。
内存储器又为分只读存储器ROM (Read Only Memory)和随机存储器RAM (Random Access Memory)两种。一般只能从ROM中读取信息,而不能写入信息,而RAM既可以从中读取信息,也能写入信息。通常所说的计算机的内存就是指RAM。如果断电,RAM中的信息会自动消失。
存储器采取按地址存(写)取(读)的工作方式。内存储器内包含许多存储单元,每个单元可以存放一个适当单位的信息。全部存储单元按一定顺序编号,这种编号就称为存储器的地址。
4.输入设备
输入设备用于接受用户输入的数据和程序,并将它们转换成计算机能接受的形式(进制数)存放到内存中。常见的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、光笔、数字化仪等。
5.输出设备
输出设备用于将存放在内存中的计算机处理结果输出给用户。常见的输出设备有显示器、打印机、绘图仪等。