计算机的硬件与软件

2019-06-23       15:15:46

计算机硬件

五大部件:  运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备

运算器:主要功能进行加、减、乘、除等算术运算。除此之外,还可以进行逻辑运算,常被称为ALU(算数逻辑运算部件)。

存储器:功能是保存或“记忆”解题的原始数据和解题步骤。在运算前需要把参加运算的数据和解题步骤通过输入设备送到存储器中保存起来。 数据或解题步骤,在存储到存储器以    前,他们已经变成0或1的二进制代码。

               问:大量的0,1代码如何在存储器中保存?

             采用半导体器件来承担,我们知道,一个半导体触发器有0和1 两种状态,可以记忆一个二进制代码。假定一个数用16位二进制代码来表示,那么就需要16个触发器来保存这 些代码。通常,在存储器中,16个触发器成为一个存储单元。存储器室友许多个存储单元构成的。每个存储单元都编号,称为地址。向存储器中存数或者取数,都要按照给定的地址来寻找所选的存储单元。

存储器中所有存储单元的总数称为存储器的存储容量。通常用KB、MB来表示,存储容量越大,表示计算机记忆的存储信息越多。但是半导体存储器的存储容量毕竟有限,因此又配备了存储容量更大的磁盘存储器和光盘存储器,称为外存储器,相对而言,半导体存储器称为内存储器,简称内存。

控制器:计算机中发号施令的部件,控制计算机的各个部件有条不紊地工作。具体地讲,就是从内存中取出解题步骤加以分析,然后执行某些操作。

           1.计算程序

            每一个基本操作称作一条指令,而解决某一问题的一串指令,叫做该问题的计算程序,简称为程序

           2.指令的形式

              每条指令应当明确地告诉控制器,从存储器的哪个单元取,并进行何种操作。指令由两部分组成,即操作的性质(称为操作码)和操作数的地址(称为地址码)。

              指令的操作码和地址码是用二进制来表示的。存储器的任何位置既可以存放那个数据,也可以存放指令,不过一般的分开来存放。将解题中的程序(指令序列)存储到存储器中称为存储程序,而控制器依据存储的程序来控制全机协调地完成计算机任务叫做程序控制

              将指令和数据放在同一个存储器称为冯 •诺依曼结构,如果分开存放在两个存储器,称为哈佛结构,后者的计算机速度更快、

              一台计算机通常有十几种基本指令,从而构成了计算机的指令系统

           3.控制器的基本任务

              按照程序所拍得指令序列,先从存储器中取出一条指令放到控制器中,对该指令的操作码由译码器进行分析判别,根据指令性质,执行这条指令,进行相应的操作。

              通常把取指令的这段时间叫做取指周期,把执行指令的一段时间叫做执行周期

              把运算器和控制器合在一起成为中央处理机,简称CPU。目前存储器也放入到CPU芯片中,成为中央处理器。

           4.指令流和数据流

              通常把一个字的二进制位数称为字长。计算机字既可以代表指令,亦可以代表数据。如果字代表要处理的数据,称为数据字;若为一条指令,称为指令字

               取值周期从内存中读出来的信息流是指令流,它流向控制器;而在执行周期中从内存读出来的信息流是数据流,它流向运算器。

输入输出设备

            常见的输入设备是键盘、鼠标器、数字扫描仪及模数转换器等。作用是把人们熟悉的某种信息形式变化为机器内部的所能接受的识别的二进制信息等。

            输出设备的作用是把计算机处理的结果变化为人或其他机器所能接收和识别的信息形式。常见的输出设备有激光印字机、绘图仪、显示器等。

计算机的软件

分为系统程序应用程序

系统程序用来简化程序设计,简化使用方法,提高计算机的使用效率。

包括:1.各种服务型程序:诊断程序等。2.语言程序:汇编程序、编译程序、解释程序等。3.操作系统 4. 数据库管理系统

 

操作系统:用来管理计算机资源(如处理器、内存、外部设备和各种编译、应用程序)和自动调度用户的作业程序,而使多个用户能有效地共用一套计算机系统。母亲大致分为:批处理操作系统、分时操作系统、网络操作系统、实时操作系统等多种。

数据库:有组织地、动态地存储大量相关数据,方便用户访问计算机软硬件资源组成的系统,数据库和数据库管理软件一起,构成了数据库管理系统。

 

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