电脑系统结构详解,电脑系统构成

1.了解计算机系统的组成，掌握计算机硬件的五大组成部分

2.分别从软件和硬件的角度阐述对计算机结构的理解

3.完整的计算机系统由什么组成

4.微型计算机的基本组成是什么？

5.计算机硬件的基本结构

（一）冯·诺依曼设计思想

计算机问世50年来，虽然现在的计算机系统从性能指标、运算速度、工作方式、应用领域和价格等方面与当时的计算机有很大的差别，但基本体系结构没有变，都属于冯·诺依曼计算机。

冯·诺依曼设计思想可以简要地概括为以下三点：

① 计算机应包括运算器、存储器、控制器、输入和输出设备五大基本部件。

② 计算机内部应采用二进制来表示指令和数据。每条指令一般具有一个操作码和一个地址码。其中，操作码表示运算性质，地址码指出操作数在存储器的位置。

③ 将编好的程序和原始数据送入内存储器中，然后启动计算机工作，计算机应在不需操作人员干预的情况下，自动逐条取出指令和执行任务。

冯·诺依曼设计思想最重要之处在于他明确地提出了“程序存储”的概念。他的全部设计思想，实际上是对“程序存储”要领的具体化。

（二）计算机基本结构图

（图中实线为数据流，虚线为控制流），我们可以更好地理解“存储程序”和“程序控制”。

输入设备在控制器控制下输入解题程序和原始数据，控制器从存储器中依次读出程序的一条条指令，经过译码分析，发出一系列操作信号以指挥运算器、存储器等到部件完成所规定的操作功能，最后由控制器命令输出设备以适当方式输出最后结果。这一切工作都是由控制器控制、而控制器赖以控制的主要依据则是存放于存储器中的程序。人们常说，现代计算机采用的是存储程序控制方式，就是这个意思。

（三）计算机的工作过程

计算机的工作过程，就是执行程序的过程。怎样组织存储程序，涉及到计算机体系结构问题。现在的计算机都是基于“程序存储”概念设计制造出来的。

了解了“程序存储”，再去理解计算机工作过程变得十分容易。如果想叫计算机工作，就得先把程序编出来，然后通过输入设备送到存储器保存起来，即程序存储。下面就是执行程序的问题。根据冯·诺依曼的设计，计算机应能自动执行程序，而执行程序又归结为逐条执行指令。执行一条指令又可分为以下4个基本操作：

① 取出指令：从存储器某个地址中取出要执行的指令送到CPU内部的指令寄存器暂存。

② 分析指令：把保存在指令寄存器中的指令送到指令译码器，译出该指令对应的微操作。

③ 执行指令：根据指令译码，向各个部件发出相应控制信号，完成指令规定的各种操作。

④ 为执行下一条指令作好准备，即取出下一条指令地址。

了解计算机系统的组成，掌握计算机硬件的五大组成部分

计算机系统的硬件结构主要由五部分组成：控制器、运算器、内存储器、输入设备和输出设备。

随着半导体集成电路技术的出现和广泛的应用，Intel公司最先将控制器和运算器制作在同一芯片上（Intel 4004），就是我们常说的中央处理器。中央处理器也叫微处理器，英文名是“Central Processing Unit”，简称CPU。它是计算机硬件系统的指挥中心。它主要包括控制器和运算器两个部分，其中控制器的功能是控制计算机各部分协调工作，运算器则是负责计算机的算术运算和逻辑运算，而运算的最终结果和中间结果要送入内存中保存。

内存储器也叫内存是计算机用于存储程序和数据的部件，由若干大规模集成电路存储芯片或其它存储介质组成。内存储器直接与中央处理器交换资料，存取速度快，管理较复杂。内存又分为随机存储器和只读存储器两大类。但人们常说的内存往往是指随机存储器（Random Access Memory）简称RAM，用于存储当前计算机正在使用的程序和数据，信息可以随时存取，一旦断电，RAM中的资料全部丢失，且无法挽救；只读存储器（Read only Memory）简称ROM，资料一般下只能读出，不能写入。通常，厂商把计算机最重要的系统信息和程序数据存储在ROM中，即使机器断电，ROM的资料也不会丢失。

内存存储资料的容量以字节（BYTE）为单位表示，简记为“B”，比如640KB，1MB，32MB，1GB等等。其中1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=1024MB，1TB=1024GB。内存储器的主要技术指针是存取资料的速度和存储容量。

输入、输出设备在中央处理器的控制下，通过接口线路与内存交换信息。输入设备的任务是将程序和原始信息提供给计算机，并将其转换成计算机可识别和存储的形式。

主要有以下几种：

①键盘输入设备。

②图形信息输入装置：如光笔、扫描仪、条码阅读器、数字化仪等。

③外存储器：外存在中央处理器控制下与内存交换资料，存取速度较慢，存储容量大。光盘、磁盘、磁带等外存储器，均可作为输入设备。

④语音信息识别设备。

输出设备的任务是将计算机处理的结果进行输出以及将计算机内部的信息转换成人们可接受的形式。

主要有以下几种：

①打印设备：如针式打印机、激光打印机、喷墨打印机、绘图仪等。

②显示设备：如 CRT显示器、LCD液晶显示器等。

③外存储器：光盘、磁盘、磁带等外存储器同样可作为输出设备。

④声音输出设备。

计算机只有硬件系统是无法正常工作的，还需要软件来管理和应用，计算机软件包括计算机运行所需的各种程序及数据。软件分为系统软件和应用软件。系统软件包括操作系统、硬件检测和诊断程序、各种算法语言的解释和编译程序等。每台计算机必须在相应系统运行后才能为用户提供服务。应用软件是为解决用户具体应用问题而设计的程序。

系统软件有DOS、NOVELL Netware、WINDOWS3.X、WINDOWS9X、WINDOWS2000、WINDOWS NT，Mac OS，Unix，Linux等。

应用软件就更多了有OFFICE 97 、OFFICE 2000、WPS2000、东方快车、金山词霸、杀毒软件、超级解霸、财务管理软件、游戏软件、CAD/CAM等。

分别从软件和硬件的角度阐述对计算机结构的理解

1、运算器

2、控制器

3、存储器

4、输入装置

5、输出装置

五大部件组成计算机，每一部件分别按要求执行特定的基本功能。

⑴ 运算器或称算术逻辑单元（Arithmetical and Logical Unit）

运算器的主要功能是对数据进行各种运算。这些运算除了常规的加、减、乘、除等基本的算术运算之外，还包括能进行“逻辑判断”的逻辑处理能力，即“与”、“或”、“非”这样的基本逻辑运算以及数据的比较、移位等操作。

⑵ 存储器（Memory unit）

存储器的主要功能是存储程序和各种数据信息，并能在计算机运行过程中高速、自动地完成程序或数据的存取。存储器是具有“记忆”功能的设备，它用具有两种稳定状态的物理器件来存储信息。这些器件也称为记忆元件。由于记忆元件只有两种稳定状态，因此在计算机中采用只有两个数码“0”和“1”的二进制来表示数据。记忆元件的两种稳定状态分别表示为“0”和“1”。日常使用的十进制数必须转换成等值的二进制数才能存入存储器中。计算机中处理的各种字符，例如英文字母、运算符号等，也要转换成二进制代码才能存储和操作。

存储器是由成千上万个“存储单元”构成的，每个存储单元存放一定位数（微机上为8位）的二进制数，每个存储单元都有唯一的编号，称为存储单元的地址。“存储单元”是基本的存储单位，不同的存储单元是用不同的地址来区分的，就好像居民区的一条街道上的住户是用不同的门牌号码来区分一样。

计算机采用按地址访问的方式到存储器中存数据和取数据，即在计算机程序中，每当需要访问数据时，要向存储器送去一个地址指出数据的位置，同时发出一个“存放”命令（伴以待存放的数据），或者发出一个“取出”命令。这种按地址存储方式的特点是，只要知道了数据的地址就能直接存取。但也有缺点，即一个数据往往要占用多个存储单元，必须连续存取有关的存储单元才是一个完整的数据。

计算机在计算之前，程序和数据通过输入设备送入存储器，计算机开始工作之后，存储器还要为其它部件提供信息，也要保存中间结果和最终结果。因此，存储器的存数和取数的速度是计算机系统的一个非常重要的性能指标。

⑶ 控制器（Control Unit）

控制器是整个计算机系统的控制中心，它指挥计算机各部分协调地工作，保证计算机按照预先规定的目标和步骤有条不紊地进行操作及处理。

控制器从存储器中逐条取出指令，分析每条指令规定的是什么操作以及所需数据的存放位置等，然后根据分析的结果向计算机其它部分发出控制信号，统一指挥整个计算机完成指令所规定的操作。因此，计算机自动工作的过程，实际上是自动执行程序的过程，而程序中的每条指令都是由控制器来分析执行的，它是计算机实现“程序控制”的主要部件。

通常把控制器与运算器合称为中央处理器（Central Processing Unit-CPU）。工业生产中总是采用最先进的超大规模集成电路技术来制造中央处理器，即 CPU 芯片。它是计算机的核心部件。它的性能，主要是工作速度和计算精度，对机器的整体性能有全面的影响。

⑷ 输入设备(Input device)

用来向计算机输入各种原始数据和程序的设备叫输入设备。输入设备把各种形式的信息，如数字、文字、图像等转换为数字形式的“编码”，即计算机能够识别的用1和0表示的二进制代码(实际上是电信号)，并把它们“输入”（INPUT）到计算机内存储起来。键盘是必备的输入设备、常用的输入设备还有鼠标器、图形输入板、视频摄像机等。

⑸ 输出设备(Output device)

从计算机输出各类数据的设备叫做输出设备。输出设备把计算机加工处理的结果（仍然是数字形式的编码）变换为人或其它设备所能接收和识别的信息形式如文字、数字、图形、声音、电压等。常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪等。

通常把输入设备和输出设备合称为I/O设备（输入／输出设备）。

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完整的计算机系统由什么组成

计算机系统是由硬件系统和软件系统组成的。

计算机硬件系统由计算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备这五个部分组成。

计算机的工作原理是存储数据和程序控制。这就是软件的存在基础和核心作用。用户通过输入端将指令和数据发送到内存，然后控制器从内存中逐条读取指令交与计算器处理，处理完成后按照指令里的地址把结果发送到内存中，这个过程一直循环操作直到指令执行完。

按照功能分，可以分为四层：

–硬件层（裸机）：只识别微指令

–操作系统层：将语言处理程序层的指令转化为微指令传递给硬件层，直接管理软硬件，是软件和硬件通信的桥梁

–语言处理程序层：将用程序设计语言编写的程序转换为机器码，以便计算机能够执行。

–应用程序层：提供给用户使用的各种软件

微型计算机的基本组成是什么？

完整的计算机系统由由硬件系统和软件系统两大部分组成。

其中硬件系统是计算机系统的内核，是进行信息处理的实际物理装置，包括运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部分。软件系统是用于连接人与硬件系统间的接口界面，主要包括系统软件、支撑软件、应用软件。

电脑硬件包括电脑中所有物理的零件，主要包含机箱，主板，总线，电源，硬盘，存储控制器，界面卡，可携储存装置，内置存储器，输入设备，输出设备， CPU风扇，蜂鸣器等。

计算机系统的主要特点

计算机系统体积小、质量轻、功耗低；由于微机中广泛采用了大规模和超大规模集成电路，从而使微机的体积大大缩小。

计算机系统可靠性高、使用环境要求低由于微机采用大规模和超大规模集成电路，系统内使用的器件数量减少，器件、部件之间的连线以及接插件数目也相应地减少，而且MOS电路本身工作所需的功耗也很低，所以微机的可靠性大大提高。

计算机系统结构简单、系统设计灵活、适应性强、使用方便微机多采用模块化的硬件结构，构成系统的各功能部件和各种适配器通过标准的总线插槽相连， 增加了系统扩充的灵活性和方便性。

计算机硬件的基本结构

一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。计算机硬件主要由五大部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备；硬件提供计算机系统的物质介质。计算机软件包括系统软件和应用软件两大类。软件主要是指让计算机完成各种任务所需的程序。

计算机的设计原理是根据美籍匈牙利科学家冯?诺依曼提出了“程序存储、程序控制”的设计思想，同时指出计算机的构成包括以下三个方面：

（1）由运算器、存储器、控制器、输入、输出设备五大基本部件组成计算机系统，并规定了五大部件的基本功能。

（2）计算机内部应采用二进制表示数据和指令。

（3）程序存储、程序控制。

扩展资料

微型计算机的操作系统通常应包括下列五大功能模块：

（1）处理器管理。当多个程序同时运行时，解决处理器（CPU）时间的分配问题。

（2）作业管理。完成某个独立任务的程序及其所需的数据组成一个作业。作业管理的任务主要是为用户提供一个使用计算机的界面使其方便地运行自己的作业，并对所有进入系统的作业进行调度和控制，尽可能高效地利用整个系统的资源。

（3）存储器管理。为各个程序及其使用的数据分配存储空间，并保证它们互不干扰。

（4）设备管理。根据用户提出使用设备的请求进行设备分配，同时还能随时接收设备的请求（称为中断），如要求输入信息。

（5）文件管理。主要负责文件的存储、检索、共享和保护，为用户提供文件操作的方便。

百度百科－微型计算机

计算机硬件系统均由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分构成。

1、运算器

运算器由算术逻辑单元（ALU）、累加器、状态寄存器、通用寄存器组等组成。算术逻辑运算单元（ALU）的基本功能为加、减、乘、除四则运算，与、或、非、异或等逻辑操作，以及移位、求补等操作。

2、控制器

控制器，是整个计算机系统的控制中心，它指挥计算机各部分协调地工作，保证计算机按照预先规定的目标和步骤有条不紊地进行操作及处理。

3、存储器

存储器是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据。计算机中全部信息，包括输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。

4、输入设备

向计算机输入数据和信息的设备。是计算机与用户或其他设备通信的桥梁。输入设备是用户和计算机系统之间进行信息交换的主要装置之一。

5、输出设备

输出设备是计算机的终端设备，用于接收计算机数据的输出显示、打印、声音、控制外围设备操作等。

计算机硬件是指计算机系统中由电子，机械和光电元件等组成的各种物理装置的总称。这些物理装置按系统结构的要求构成一个有机整体为计算机软件运行提供物质基础。