计算机系统的组成

本图汇总了计算机系统组成的内容，包含硬件系统的含义、主机部分、外部设备，软件系统的含义、系统软件、应用软件。

①.3计算机 系统的组成 3.123

• 硬件系统
  • 是计算机系统中由电子，机械和光电元件组成的各种部件和设备的总称，它是计算机的“躯壳”
  • 主机部分
    • 中央处理器(CPU)
      • 计算机的核心部件，计算机的“大脑”，又称微处理器。 Cpu和内存储器构成了计算机的主机，是计算机系统的主体。 Cpu的性能直接决定微型计算机系统的性能。 Cpu的性能指标主要有字长和时钟主频
      • 运算器（ALU）
        • 也称为算术逻辑单元，功能是完成算术运算和逻辑运算（“与”“或”“非”等逻辑比较和逻辑判断）
      • 控制器(CU)
        • 是计算机的指挥系统，一般由指令寄存器，指令译码器，时序电路和控制电路组成， 基本功能从内存中取指令和执行指令
        • 指令:是指示计算机如何工作的操作，由操作码（操作方法）及操作数（操作对象）两部分组成
        • 集成电路是制造微型机，小型机，大型机和巨型机的cpu的基本技术
        • 1965年，英特尔公司创始人，芯片巨人戈登·摩尔“摩尔定律”
          • 芯片上的晶体管数量每隔18~24个月就会翻一番， Cpu集成的晶体管数量越大，就意味着芯片的计算能力越强
        • 主要组成
          • 程序计数器
          • 指令寄存器
          • 指令译码器
          • 时序部件
          • 状态条件寄存器
          • 微操作信号发生器
      • 还包含若干寄存器和高速缓冲存储器
    • 内存储器
      • 随机存储器
      • 只读存储器
  • 外部设备
    • 输入器
      • 用来给计算机输入各种计算机处理的信息
      • 设备：鼠标，键盘，其他（光笔，扫描仪，数字化仪，条形码阅读器等）
    • 输出器
      • 用来输出各种经计算机处理过的信息
      • 设备：显示器，打印机，其他（绘图仪等）
    • 输入，输出设备统称为I/O设备
    • 外存储器
      • 软盘，硬盘，光盘，其他
• 软件系统
  • 指计算机所需的各种程序及运用数据处理系统所必须的手续,规则和文件的总称，它是计算机的“灵魂”
  • 软件由程序和文档两部分组成，程序是软件的主体
  • 系统软件
    • 操作系统
      • 系统软件的核心操作系统是最基本的系统软件， 其他所有软件都是建立在操作系统的基础之上的
      • 功能: 管理计算机系统的全部 硬件资源，软件资源及数据资源
        • 1| Cpu管理
        • 2| 作业管理
        • 3| 存储器管理
        • 4| 设备管理
        • 5| 文件管理
      • 操作系统的性能在很大程度上决定了计算机系统工作的优劣
    • 语言处理程序
      • 机器语言
        • 直接由机器指令（二进制）构成，不需翻译 可直接被计算机系统识别并运行
        • 优点，执行速度快，效率高
        • 缺点，难掌握，编程繁琐，可读性差，易出错，依赖于具体的机器，通用性差
      • 汇编语言
        • 也称作符号语言，操作码和操作数都用符号表示
        • 编写的程序不能在计算机上直接运行，必须用一种称之为汇编语言的系统程序 翻译成机器语言程序才能由计算机执行
      • 高级语言
        • 又称算法语言，是近似于人类自然语言或数学公式的计算机语言
        • 编写的程序，不能被计算机直接识别和执行，必须经过某种转换才能执行
        • Java 已逐渐成为网络化软件的核心语言
      • 语言处理程序
        • 汇编程序
        • 编译程序
        • 解释程序
          • 不产生目标程序，直接执行源程序本身
        • 汇编语言及各种高级语言编写的计算机程序称为源程序 由源程序经过翻译，汇编或者编译而生成的机器指令程序称为目标程序
        • 汇编程序与编译程序必须生成目标程序，然后通过执行目标程序得到最终结果
    • 服务性程序（支撑软件）
      • 1| 工具软件
      • 2| 编辑程序
      • 3| 调试程序
      • 4| 诊断程序
    • 数据库管理系统
      • 对计算机中所存放的大量数据进行组织管理，查询，提供一定处理功能的大型系统软件
      • 小型数据库管理系统
      • 大型数据库管理系统
    • 其他
  • 应用软件
    • 用户应用程序
      • 人事档案管理程序，计算机辅助教学软件，各种游戏程序等
    • 辅助设计软件
      • 辅助设计软件AutoCAD， photoshop.3Dstudio, max等
    • 其他
      • 文字处理程序
        • Word,WPS 等
      • 表格处理软件
        • Excel等
      • 实时控制软件
        • Lookout，Intouch等
• 存储器
  • 是计算机的记忆装置，主要功能是存放程序和数据。程序是计算机操作的依据，数据是计算机操作的对象
  • 信息存储单位
    • 程序和数据以二进制的形式存放于存储器中。 存储容量的大小以字节为单位来度量
    • 位（bit）计算机存储数据的最小单位，0或1被称为一个二进制位，可存放一位二进制数
    • 字节（Byte，B）计算机存储容量的度量单位，也是数据处理的基本单位，八个二进制位构成一个字节
    • 字（Word）计算机处理数据时，一次存取，加工和传递的数据长度称为字
    • 字长（word long）中央处理器可以同时处理的数据的长度为字长。字长决定于cpu的寄存器和总线的数据宽度
    • 现代计算机的字长有8位，16位，32位，64位等
  • 分类
    • 内存储器
      • 在计算机主机内直接与运算器，控制器交换信息，容量小，存取速度快， 一般只存放正在运行的程序和待处理的数据
      • RAM属于可随机读写的易失性存储器（断电后数据丢失）,而ROM属于非易失性存储器（断电后数据不丢失）
    • 外存储器
      • 作为内存储器的延伸和后援，间接和cpu联系，容量大，存取速度慢，可以长时间保存大量信息
  • 工作原理
    • 全部存储单元按一定顺序编号，称为地址
    • 对存储器的操作通常称为访问存储器。 两种方法
      • 写
        • 选定地址后，向存储单元存入数据
      • 读
        • 从选定的存储单元中取出数据
    • 来自地址总线的存储器地址，由地址译码器译码，转换后找到相应的存储单元由读写控制电路，根据相应的读写命令来确定对存储器的访问方式，完成读写操作数据总线则用于传送写入内存或从内存取出的信息