计算机的硬件系统

冯. 若依曼型计算机的硬件是计算机的基础， 基本结构符合冯 . 若依曼的体系结构， 五个 功能部件：输入设备、运算器、存储器、控制器、输出设备。其中运算器和控制器，合称中 央处理器，简称 CPU。

运算器 -ALU(Arithmetic Unit )

功能：对二进制数码进行算术运算或逻辑运算。运算: 即数的加减乘除，乘方开方等。

逻辑运算：即逻辑变量，与或非等基本操作。

构成：由一个加法器、若干个寄存器和一些控制线路组成。

核心是加法器 (Adder) ，每次运算的中间结果暂时保留，所以需要若干个积存数据的寄 存器 (Register) 。

运算器的性能指标是计算机的字长和运算速度。

控制器 -CU(Contorl Unit)

功能：指挥整个机器各个部件自动、协调工作。

构成：指令寄存器、译码器、时序节拍发生器、操作控制部件、指令计数器。

机器指令的执行过程：

1，机器指令：计算机可以真正“执行”的命令。

操作码 源操作数 (或地址 ) 目的操作数

机器指令构成：操作码 +操作数，操作码指明指令索要完成的操作的性质与功能。操作 数指明操作吗执行时的操作对象。

指令基本格式：

指令的执行过程

同时把他放到取指令，根据程序计数器里的内容到存储器中读取当前要执行的指令， 指令寄存器中。

同时把他放到

分析指令，译码器开始译码，取出要执行的指令，并放到指令寄存器IR 中。

生成控制信号， 控制器根据译码器的输出， 按一定顺序产生执行该指令的所有控制信 号。

执行指令，在控制信号的作用下，计算机各个部件完成相应的工作。

，重复执行：计算机根据PC中新的指令地址，重复执行上述4个过程，直至执行到

指令结束。

CPU： (Central Processing Unit) 中央处理器，由控制器和运算器组成，构成计算机的 核心部件。

存储器 (Memoty)

功能： 用来存储当前要执行的程序、 数据及结果，具有存数和取数功能。是计算机的记 忆设备。

存数：指向存储器里“写入”数据

取数：指从存储器里“读取”数据

访问：读写操作统称对存储器访问，分为内存与外存储器两种。

1,内存储器(内存)：CPU可以直接访问其里的数据。内存按功能分为RAM和ROM

随机存取存储器RAM特点是可读/写性。读操作与写操作。RAM有课分为静态与动

态两种。计算机内采用的是动态随机存储器(DRAM),表面每个一段时间必须对存储数据刷新

一次。易失性，即异常断电时RAM中的内容立即丢失。

只读存储器ROM特点是只取不存，信息是事先就写好在存储器内的，无法改变或加 保护，只有将保护去掉草可以重新改写内部信息。

可编程只读存储器 PROM

可擦除可编程只读存储器 EPROM

电可擦除可编程只读存储器 EEPROM

高速缓冲存储器 (Cache)

为提高存储器二设计的解决CPU和主存速度不匹配而设计的。

内存储器的性能指标：容量、速度。

2，外存

外存储器(外存)：CPU不可直接访问其里的数据，只有先调入内存方可使用。

硬盘 (Hard Disk) 计算机的外部主要存储器，容量大、存取速度快、操作简便等优点， 操作系统与运行程序、用户数据等都保存在硬盘上。

内部结构： 盘片， 每个盘片划分为磁道和扇区， 磁盘的读写物理单位是按扇区进行读写 的。

主要指标：硬盘容量，硬盘接口，硬盘转速，

硬盘容量： =磁头数 (H)X 柱面数 (C)X 每扇区字节数 (B)

硬盘接口： ATA,SATA，常用于个人电脑上，SCSI主要用于该机服务器和高档工作站。

闪速存储器 (Flash)

非易失性半导体存储器，通常称U盘，是EEPRO的变种，可以快速方便的读写。

U盘的传输速率有：，12Mb/s; ,480Mb/s;

, 5Gb/s.

光盘(Optical Disk)

以光信息作为存储信息的载体来存储数据的物品。

只读光盘(CD-ROM，—光盘上的蚀刻“凹坑”及为被蚀刻的“平地”记录“ 0”与“1 只能写入一次数据。

可擦写光盘CD-RW，可多次擦写光盘内的数据信息。

光盘的容量： CD-700MB，

光盘的转速：以150kb/S为基准，可以有 4贝，16倍，32倍等。

输入设备

功能： 向计算机输入命令、 程序、数据等信息。 把这些信息转换为计算机能识别的二进 制代码。

例：键盘Key Board、鼠标Mouse扫描仪、手写板、麦克、照相机、摄像机、游戏操 作杆、条形码阅读器、光学字符阅读器、触摸屏、光笔等。

输出设备

功能：将计算机处理后的各种内部格式信息转换为人们能识别的形式表达出来。

将计算机处理后的各种内部格式信息转换为人们能识别的形式表达出来。例子：显示

器、打印机、绘图仪、音响等。

显示器：

显示器的分类：显像管显示器CRT液晶显示器LC