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　　知道合伙人教育行家采納數(shù)：26640獲贊數(shù)：212185從師范學(xué)校畢業(yè)后一直在現(xiàn)在單位工作向TA提問(wèn)展開(kāi)全部

　　半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，計(jì)算機(jī)已發(fā)展成為一個(gè)龐大的家族，盡管各種類型的性能、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用等方面存在著差別，但是它們的基本組成結(jié)構(gòu)卻是相同的。現(xiàn)在我們所使用的計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)一直沿用了由美籍著名數(shù)學(xué)家馮?諾依曼提出的模型，它由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備五大功能部件組成。

　　隨著信息技術(shù)的發(fā)展，各種各樣的信息，例如：文字、圖像、聲音等經(jīng)過(guò)編碼處理，都可以變成數(shù)據(jù)。于是，計(jì)算機(jī)就能夠?qū)崿F(xiàn)多媒體信息的處理。

　　各種各樣的信息，通過(guò)輸入設(shè)備，進(jìn)入計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器，然后送到運(yùn)算器，運(yùn)算完畢把結(jié)果送到存儲(chǔ)器存儲(chǔ)，后通過(guò)輸出設(shè)備顯示出來(lái)。整個(gè)過(guò)程由控制器進(jìn)行控制。

　　計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成，完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)系統(tǒng)包括：硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)互相依賴，不可分割，兩個(gè)部分又由若干個(gè)部件組成。

　　硬件系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)的“軀干”，是物質(zhì)基礎(chǔ)。而軟件系統(tǒng)則是建立在這個(gè)“軀干”上的“靈魂”。

　　計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)由五大部分組成：運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備。

　　CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為控制單元，邏輯單元和存儲(chǔ)單元（寄存器）三大部分。如果將CPU集成在一塊芯片上作為一個(gè)獨(dú)立的部件，該部件稱為微處理器（Microprocessor，簡(jiǎn)稱MP）。

　　CPU的工作原理就象一個(gè)工廠對(duì)產(chǎn)品的加工過(guò)程：進(jìn)入工廠的原料(指令)，經(jīng)過(guò)物資分配部門(mén)(控制單元)的調(diào)度分配，被送往生產(chǎn)線(邏輯運(yùn)算單元)，生產(chǎn)出成品(處理后的數(shù)據(jù))后，再存儲(chǔ)在倉(cāng)庫(kù)(存儲(chǔ)器)中，后等著拿到市場(chǎng)上去賣(交由應(yīng)用程序使用)。

　　1.運(yùn)算器：是計(jì)算機(jī)中進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算的部件，通常由算術(shù)邏輯運(yùn)算部件（ALU）、累加器及通用寄存器組成。

　　2.控制器：用以控制和協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)各部件自動(dòng)、連續(xù)地執(zhí)行各條指令，通常由指令部件、時(shí)序部件及操作控制部件組成。

　　字長(zhǎng)表示CPU每次計(jì)算數(shù)據(jù)的能力（二進(jìn)制的位數(shù)）。如80486及Pentium系列的CPU一次可以處理32位二進(jìn)制數(shù)據(jù)。

　　主頻也叫時(shí)鐘頻率，單位是MHz，用來(lái)表示CPU的運(yùn)算速度。CPU的主頻＝外頻×倍頻系數(shù)。很多人以為認(rèn)為CPU的主頻指的是CPU運(yùn)行的速度，實(shí)際上這個(gè)認(rèn)識(shí)是很片面的。CPU的主頻表示在CPU內(nèi)數(shù)字脈沖信號(hào)震蕩的速度，與CPU實(shí)際的運(yùn)算能力是沒(méi)有直接關(guān)系的。當(dāng)然，主頻和實(shí)際的運(yùn)算速度是有關(guān)的，但是目前還沒(méi)有一個(gè)確定的公式能夠?qū)崿F(xiàn)兩者之間的數(shù)值關(guān)系，而且CPU的運(yùn)算速度還要看CPU的流水線的各方面的性能指標(biāo)。由于主頻并不直接代表運(yùn)算速度，所以在一定情況下，很可能會(huì)出現(xiàn)主頻較高的CPU實(shí)際運(yùn)算速度較低的現(xiàn)象。因此主頻僅僅是CPU性能表現(xiàn)的一個(gè)方面，而不代表CPU的整體性能。時(shí)鐘頻率主要以MHz為單位來(lái)度量，通常時(shí)鐘頻率越高，其處理速度也越快。目前的主流CPU的時(shí)鐘頻率已發(fā)展到500MHz以上，甚至高達(dá)2GHz（2000MHz）以上。

　　①主存儲(chǔ)器（也稱為內(nèi)存儲(chǔ)器），屬于主機(jī)的一部分。用于存放系統(tǒng)當(dāng)前正在執(zhí)行的數(shù)據(jù)和程序，屬于臨時(shí)存儲(chǔ)器。噴涂系統(tǒng)

　　①輔助存儲(chǔ)器（也稱外存儲(chǔ)器），它屬于外部設(shè)備。用于存放暫不用的數(shù)據(jù)和程序，屬于存儲(chǔ)器。

　　一個(gè)二進(jìn)制位（bit）是構(gòu)成存儲(chǔ)器的小單位。實(shí)際上，常將每 8位二進(jìn)制位組成一個(gè)存儲(chǔ)單位，簡(jiǎn)稱字節(jié)（Byte）。字節(jié)是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的基本單位。為了能存取到指定位置的數(shù)據(jù)，給每個(gè)存儲(chǔ)單元編上一個(gè)號(hào)碼，該號(hào)碼稱為內(nèi)存地址。

　　度量?jī)?nèi)存主要性能指標(biāo)是存儲(chǔ)容量和存取時(shí)間。存儲(chǔ)容量是指存儲(chǔ)可容納的二進(jìn)制信息量，描述存儲(chǔ)容量的基本單位是字節(jié)。

　　一個(gè)字節(jié)由八位二進(jìn)制數(shù)字組成，1byte=8bit。字節(jié)是信息存儲(chǔ)中的基本單位。每個(gè)英文字母要占一個(gè)字節(jié)，一個(gè)漢字要占兩個(gè)字節(jié)。 其它常用單位有：

　　3、若干個(gè)字節(jié)構(gòu)成一個(gè)存儲(chǔ)單元，每一個(gè)存儲(chǔ)單元都有一個(gè)的編號(hào)，稱為“地址”，通過(guò)地址對(duì)存儲(chǔ)單元進(jìn)行訪問(wèn)。

　　4、字（word） 字是一個(gè)存儲(chǔ)單元所存儲(chǔ)的內(nèi)容。常用的固定字長(zhǎng)有8位、16位、32位等。

　　5、機(jī)器字長(zhǎng) 機(jī)器字長(zhǎng)指一個(gè)存儲(chǔ)單元（或一個(gè)字）所含有的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)，它是衡量計(jì)算機(jī)精度和運(yùn)算速度的主要技術(shù)指標(biāo)。機(jī)器的功能設(shè)計(jì)決定了機(jī)器的字長(zhǎng)。

　　存取時(shí)間是指存儲(chǔ)器收到有效地址到在輸出端出現(xiàn)有效數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔。通常存取時(shí)間用納秒為單位。存取時(shí)間愈短，其性能愈好。

　　RAM在計(jì)算機(jī)工作時(shí)，既可從中讀出信息，也可隨時(shí)寫(xiě)入信息，所以， RAM是一種在計(jì)算機(jī)正常工作時(shí)可讀/寫(xiě)的存儲(chǔ)器。在隨機(jī)存儲(chǔ)器中，以任意次序讀寫(xiě)任意存儲(chǔ)單元所用時(shí)間是相同的。目前所有的計(jì)算機(jī)大都使用半導(dǎo)體隨機(jī)存儲(chǔ)器。半導(dǎo)體隨機(jī)存儲(chǔ)器是一種集成電路，其中有成千上萬(wàn)個(gè)存儲(chǔ)單元。

　　根據(jù)內(nèi)存器件結(jié)構(gòu)的不同，隨機(jī)存儲(chǔ)器又可分為靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（Static RAM，簡(jiǎn)稱 SARM）和動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（Dynamic RAM，簡(jiǎn)稱 DRAM）兩種。

　　靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（SARM）集成度低，價(jià)格高。但存取速度快，它常用作高速緩沖存儲(chǔ)器（Cache）。

　　Cache是指工作速度比一般內(nèi)存快得多的存儲(chǔ)器，它的速度基本上與 CPU速度相匹配，它的位置在 CPU與內(nèi)存之間 (如下圖所示）。在通常情況下， Cache中保存著內(nèi)存中部分?jǐn)?shù)據(jù)映像。 CPU在讀寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)，首先訪問(wèn) Cache。如果 Cache含有所需的數(shù)據(jù)，就不需要訪問(wèn)內(nèi)存；如果 Cache中不含有所需的數(shù)據(jù)，才去訪問(wèn)內(nèi)存。設(shè)置 Cache的目的，就是為了提高機(jī)器運(yùn)行速度。

　　動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器使用半導(dǎo)體器件中分布電容上有無(wú)電荷來(lái)表示 “0”和 “1”的，因?yàn)楸４嬖诜植茧娙萆系碾姾蓵?huì)隨著電容器的漏電而逐步消失，所以需要周期性的給電容充電，稱為刷新。這類存儲(chǔ)器集成度高、價(jià)格低、存儲(chǔ)速度慢。

　　隨機(jī)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)當(dāng)前使用的程序和數(shù)據(jù)，一旦機(jī)器斷電，就會(huì)丟失數(shù)據(jù)，而且無(wú)法恢復(fù)。因此，用戶在操作計(jì)算機(jī)過(guò)程中應(yīng)養(yǎng)成隨時(shí)存盤(pán)的習(xí)慣，以免斷電時(shí)丟失數(shù)據(jù)。

　　只讀存儲(chǔ)器（ROM）只能做讀出操作而不能做寫(xiě)入操作。只讀存儲(chǔ)器中的信息是在制造時(shí)用專門(mén)的設(shè)備一次性寫(xiě)入的，只讀存儲(chǔ)器用來(lái)存放固定不變重復(fù)執(zhí)行的程序，只讀存儲(chǔ)器中的內(nèi)容是性的，即使關(guān)機(jī)或斷電也不會(huì)消失。

　　目前，有多種形式的只讀存儲(chǔ)器，它們?cè)谔囟l件下可以擦除，重寫(xiě)信息，常見(jiàn)的有如下幾種：

　　外存儲(chǔ)器大都采用磁性和光學(xué)材料制成。與內(nèi)存儲(chǔ)器相比，外存儲(chǔ)器的特點(diǎn)是存儲(chǔ)容量大，價(jià)格較低，而且在斷電的情況下也可以長(zhǎng)期保存信息，所以稱為性存儲(chǔ)器。缺點(diǎn)是存取速度比內(nèi)存儲(chǔ)器慢（依靠機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)選擇數(shù)據(jù)區(qū)域），常見(jiàn)的外存儲(chǔ)器有以下幾種：

　　硬盤(pán)：硬盤(pán)的特點(diǎn)是可靠性高，存儲(chǔ)容量大，讀寫(xiě)速度快，對(duì)環(huán)境要求不高。缺點(diǎn)是不便于攜帶，切工作時(shí)應(yīng)避免振動(dòng)。

　　光盤(pán)：光盤(pán)是用光學(xué)的方式制成的，光盤(pán)盤(pán)片上有一層可塑材料。寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)，永高能激光束照射光盤(pán)片，可在可塑層上灼出極小的坑，并以有無(wú)小坑表示數(shù)字 “ 0”和 “ 1”，當(dāng)數(shù)據(jù)全部寫(xiě)入光盤(pán)后，再在可塑層上噴涂一層金屬材料，這樣光盤(pán)就不能再寫(xiě)入數(shù)據(jù)。再讀出數(shù)據(jù)時(shí)，永低能激光束入射光盤(pán)，利用盤(pán)表面上的小坑和平面處的不同反射來(lái)區(qū)分 “ 0”和 “ 1”。目前微型計(jì)算機(jī)中大都配有只讀式光盤(pán)（COMPACT DISK READ ONLY MEMORY，簡(jiǎn)稱 CD-ROM），每張關(guān)盤(pán)容量可達(dá) 650MB，DVD可達(dá)4G,可存放程序，文本，圖象，音樂(lè)和電影等各種信息。

　　鍵盤(pán)（Keyboard ）、鼠標(biāo)（Mouse ）、手寫(xiě)筆、觸摸屏、麥克風(fēng) 、掃描儀（Scanner ）、條形碼掃描、視 頻輸入設(shè)備。

　　o顯示器（Monitor ）：目前主要有 CRT （陰極射線管）顯示器和 LCD 液晶顯示器。

　　o打印機(jī)（Printer ）：主要有針式打印機(jī)、噴墨打印機(jī)、激光打印機(jī)。

　　計(jì)算機(jī)總線是一組連接各個(gè)部件的公共通信線。計(jì)算機(jī)中的各個(gè)部件是通過(guò)總線相連的，因此各個(gè)部件間的通信關(guān)系變成面向總線的單一關(guān)系。但是任一瞬間總線上只能出現(xiàn)一個(gè)部件發(fā)往另一個(gè)部件的信息，這意味著總線只能分時(shí)使用，而這是需要加以控制的。總線使用權(quán)的控制是設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)時(shí)要認(rèn)真考慮的重要問(wèn)題。

　　總線是一組物理導(dǎo)線，并非一根。根據(jù)總線上傳送的信息不同，分為數(shù)據(jù)總線DB（Data Bus）、地址總線AB（Address Bus）和控制總線CB（Control Bus）。

　　地址總線傳送地址信息。地址是識(shí)別信息存放位置的編號(hào)，主存儲(chǔ)器的每個(gè)存儲(chǔ)單元及 I/O接口中不同的設(shè)備都有各自不同的地址。地址總線是 CPU向主存儲(chǔ)器和 I/O接口傳送地址信息的通道，它是自 CPU向外傳輸?shù)膯蜗蚩偩€。 地址總線的位數(shù)決定了CPU可直接尋址的內(nèi)存空間大小，比如8位微機(jī)的地址總線位，則其可尋址空間為2^16＝64KB，16位微型機(jī)的地址總線MB。一般來(lái)說(shuō)，若地址總線為n位，則可尋址空間為2n字節(jié)。

　　數(shù)據(jù)總線傳送系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)或指令。數(shù)據(jù)總線是雙向總線，一方面作為 CPU向主存儲(chǔ)器和 I/O接口傳送數(shù)據(jù)的通道。另一方面，是主存儲(chǔ)器和 I/O接口向 CPU傳送數(shù)據(jù)的通道，數(shù)據(jù)總線的寬度與 CPU的字長(zhǎng)有關(guān)。通常與微處理的字長(zhǎng)相一致。例如Intel 8086微處理器字長(zhǎng)16位，其數(shù)據(jù)總線位。需要指出的是，數(shù)據(jù)的含義是廣義的，它可以是真正的數(shù)據(jù)，也可以指令代碼或狀態(tài)信息，有時(shí)甚至是一個(gè)控制信息，因此，在實(shí)際工作中，數(shù)據(jù)總線上傳送的并不一定僅僅是真正意義上的數(shù)據(jù)。

　　控制總線傳送控制信號(hào)。控制總線是 CPU向主存儲(chǔ)器和 I/O接口發(fā)出命令信號(hào)的通道，又是外界向 CPU傳送狀態(tài)信息的通道。

　　我們通常用總線寬度和總線頻率來(lái)表示總線的特征。總線寬度為一次能并行傳輸?shù)亩M(jìn)制位數(shù)，即 32位總線位數(shù)據(jù)。總線頻率則用來(lái)表示總線的速度。

　　硬件主要有:CPU.顯卡.主版.硬盤(pán).光驅(qū).電源.顯示器.機(jī)箱.鍵盤(pán).鼠標(biāo).內(nèi)存組成

　　前面我們認(rèn)識(shí)的電腦其實(shí)只是電腦的硬件部份（英文名叫hardware），完整的電腦系統(tǒng)應(yīng)該是硬件和軟件（英文名叫software）的統(tǒng)一，就象錄像機(jī)和VCD機(jī)，它們本身只是一個(gè)塑料和金屬片堆積起來(lái)的部件，如果沒(méi)有錄像帶和VCD碟片，以及設(shè)定在機(jī)器內(nèi)的控制程序，錄像機(jī)和VCD機(jī)純粹就是一堆廢塑料和金屬片，一點(diǎn)用處都沒(méi)有。同樣，沒(méi)有運(yùn)行在硬件基礎(chǔ)之上的各種軟件，電腦也是一堆廢品。

　　因此，在認(rèn)識(shí)了電腦一家人之后，我們花點(diǎn)時(shí)間了解一下電腦軟件的相關(guān)知識(shí)，從而概貌性地掌握電腦工作的基本原理。這對(duì)于后面操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的學(xué)習(xí)，會(huì)很有幫助。

　　前面我們已經(jīng)提過(guò)，電腦的工作原理跟電視、VCD機(jī)差不多，您給它發(fā)一些指令，它就會(huì)按您的意思執(zhí)行某項(xiàng)功能。不過(guò)，您可知道，這些指令并不是直接發(fā)給您要控制的硬件，而是先通過(guò)前面提過(guò)的輸入設(shè)備，如鍵盤(pán)、鼠標(biāo)，接收您的指令，然后再由中央處理器（CPU）來(lái)處理這些指令，后才由輸出設(shè)備輸出您要的結(jié)果。

　　題目很簡(jiǎn)單：8+4÷2=？ 首先，我們得用筆將這道題記錄在紙上，記在大腦中，再經(jīng)過(guò)腦神經(jīng)元的思考，結(jié)合我們以前掌握的知識(shí)，決定用四則運(yùn)算規(guī)則和九九乘法口訣來(lái)處理，先用腦算出4÷2=2這一中間結(jié)果，并記錄于紙上，然后再用腦算出8+2=10這一終結(jié)果，并記錄于紙上。

　　通過(guò)做這一簡(jiǎn)單運(yùn)算題，我們發(fā)現(xiàn)一規(guī)律：首先通過(guò)眼、耳等感覺(jué)器官將捕捉的信息輸送到大腦中并存儲(chǔ)起來(lái)，然后對(duì)這一信息進(jìn)行加工處理，再由大腦控制人把終結(jié)果，以某種方式表達(dá)出來(lái)。

　　電腦正是模仿人腦進(jìn)行工作的（這也是“電腦”名稱的來(lái)源），其部件如輸入設(shè)備、存儲(chǔ)器、運(yùn)算器、控制器、輸出設(shè)備等分別與人腦的各種功能器官對(duì)應(yīng)，以完成信息的輸入、處理、輸出。

　　其中，那些構(gòu)成電腦的看得見(jiàn)摸得著的東西，如元器件、電路板、零部件等物理實(shí)體和物理裝置，叫做電腦硬件。但是，僅有硬件電腦是不能自行工作的，還必須給它配備“思想”--即指揮它如何工作的軟件才能使它成為令我們驚奇的電“腦”。

　　現(xiàn)在，我們總結(jié)一下：所有的電腦都是由硬件和軟件兩大部分構(gòu)成。其中硬件是指構(gòu)成電腦系統(tǒng)的物理實(shí)體和物理裝置，即那些我們看得見(jiàn)也摸得著得東西，一臺(tái)完整的電腦一般包括輸入／輸出設(shè)備、存儲(chǔ)器、運(yùn)算器、控制器等。軟件是那些為了運(yùn)行、管理和維修電腦而人工編制的各種程序的集合。

　　電腦的硬件和軟件是相輔相成的。它們共同構(gòu)成完整的電腦系統(tǒng)，缺一不可，沒(méi)有軟件的電腦等于一堆廢銅爛鐵，無(wú)任何功效；同樣，沒(méi)有硬件，軟件也就如無(wú)源之水，無(wú)立足之地。它們只有相互配合，電腦才能正常運(yùn)行。

　　以前我們只是很簡(jiǎn)單的從電腦內(nèi)部數(shù)據(jù)信號(hào)如何輸入、輸出的角度介紹了電腦的工作原理，在這種情況下，我們很難分辨硬件和軟件的不同作用，下面，我們就從這個(gè)角度來(lái)看一下電腦的控制流程。首先，我們介紹一下裸機(jī)的概念，簡(jiǎn)單講，裸機(jī)即是電腦硬件的組合，也就是大家平時(shí)所說(shuō)的電腦。

　　一般情況下，我們不能直接操作裸機(jī)，必須通過(guò)一個(gè)叫做基本輸入輸出系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)（英文為Basic Input/Output System，簡(jiǎn)稱BIOS），才能操作控制裸機(jī)，之所以這樣稱呼它，是因?yàn)樗峁┝嘶镜挠?jì)算機(jī)操作功能，如在屏幕上顯示一點(diǎn)，噴涂系統(tǒng)接收一個(gè)鍵盤(pán)字符的輸入等。噴涂系統(tǒng)

　　基本輸入輸出系統(tǒng)是非常重要的，幾乎所有電腦功能終都是分解為一個(gè)個(gè)簡(jiǎn)單的基本輸入輸出操作來(lái)實(shí)現(xiàn)。辟如畫(huà)一幅風(fēng)景，就是由一系列畫(huà)不同顏色和亮度點(diǎn)的基本輸入輸出操作來(lái)完成。

　　基本輸入輸出系統(tǒng)存放在主板的只讀存儲(chǔ)器（英文為Read Only Memory，簡(jiǎn)稱ROM）芯片中，平時(shí)不可修改，也沒(méi)必要修改，但惡性計(jì)算機(jī)病毒除外，1999年4月26日席卷全球的CIH病毒就破壞了相當(dāng)一部份電腦的BIOS系統(tǒng)，弄得大家只好找專家才能修復(fù)。

　　在基本輸入輸出系統(tǒng)的外面，才是我們平常念叨的Windows98或Windows2000系統(tǒng)，在電腦界，這些軟件又叫操作系統(tǒng)（Operating System），專門(mén)負(fù)責(zé)管理計(jì)算機(jī)的各種資源，并提供操作電腦所需的工作界面。有了它們，人們才可以方便自如地使用電腦。

　　顧名思義，應(yīng)用軟件即是提供某種特定功能的軟件，如現(xiàn)在您使用的《WPS97》、《WORD97》等，它們一般都運(yùn)行在操作系統(tǒng)之上，由專業(yè)人員根據(jù)各種需要開(kāi)發(fā)。我們平時(shí)見(jiàn)到和使用的絕大部分軟件均為應(yīng)用軟件，如殺毒軟件，文字處理軟件，學(xué)習(xí)軟件，游戲軟件，上網(wǎng)軟件等等。 下圖為一套完整的電腦系統(tǒng)示意框圖。
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