电脑系统制作原理与方法,电脑系统制作原理
1.计算机的工作原理
2.?深入了解电脑操作系统:软件工程师的编程之旅
3.电脑的工作原理是什么啊?大概?
4.简述计算机的工作原理
5.计算机系统的组成
6.计算机组装原理
很简单,像你说的我用鼠标点一下计算机图标就打开了某个程序。其实就是函数调用的过程,系统软件或应用软件要完成某个功能,都是以函数调用的形式实现的。
函数就是表示每个输入值对应唯一输出值的一种对应关系,即x=y这样。
在程序中是通过对函数的调用来执行函数体的。函数体是用花括号括起来的若干语句,他们完成了一个函数具体功能。
所以说:要知道电脑操作系统工作是什么原理,就要了解什么是函数调用,首先是要学会编程,不然这东西就很难了解。
PS:我不是这方面的专业人员,跟你讲的就是这些了。上面的只是我自己理解的。
计算机的工作原理
计算机的组成结构包括硬件系统、软件系统。其工作原理是按照内存中发出的指令进行数据运算和逻辑加工,从而完成规定操作。具体如下:
计算机的硬件包括电源、主板、CPU、显示器、内存、硬盘、声卡等,计算机的软件包括操作系统、系统软件、语言处理系统、数据库管理系统、服务程序等等。
计算机的基本工作原理:
计算机在运行时,先从内存中取出第一条指令,通过控制器的译码,按指令的要求,从存储器中取出数据进行指定的运算和逻辑操作等加工,然后再按地址把结果送到内存中去。
接下来,再取出第二条指令,在控制器的指挥下完成规定操作。依此进行下去。直至遇到停止指令。程序与数据一样存取,按程序编排的顺序,一步一步地取出指令,自动地完成指令规定的操作。
扩展资料
计算机在运作时的特点是:
1、计算机根据人们预定的安排,自动地进行数据的快速计算和加工处理。人们预定的安排是通过一连串指令来表达的,这个指令序列就称为程序。一个指令规定计算机执行一个基本操作基本功能。
2、计算机采用二进制形式表示数据和指令。
3、计算机在执行程序和处理数据时必须将程序和数据从外存储器装入主存储器中,然后才能使计算机在工作时能够自动调整地从存储器中取出指令并加以执行。
4、计算机硬件系统由运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备五大部件组成并规定了它们的基本功能。
5、计算机在执行程序和处理数据时必须将程序和数据从外存储器装入主存储器中,然后才能使计算机在工作时能够自动调整地从存储器中取出指令并加以执行。
百度百科-计算机
?深入了解电脑操作系统:软件工程师的编程之旅
计算机是由硬件系统(hardware system)和软件系统(software system)两部分组成的。
硬件系统传统电脑系统的硬体单元一般可分为输入单元、输出单元、算术逻辑单元、控制单元及记忆单元。
软件系统计算机的软件系统是由各种程序和数据组成的,它们可以控制计算机的硬件系统,使计算机能够完成各种任务。
中央处理单元算术逻辑单元和控制单元合称中央处理单元(Center Processing Unit,CPU)。
电脑的工作原理是什么啊?大概?
电脑操作系统是软件的基础,承载着各种应用程序的运行。本文将为你介绍电脑操作系统的相关知识,帮助你更好地了解电脑的工作原理。
软件工程师的编程软件是由软件工程师通过编程精心制作而成的。编程本身也需要使用软件工具,例如VC。
电子元件的作用电子元件如可编程逻辑器件、U盘、内存、CPU等,都扮演着重要的角色。可编程逻辑器件内部储存着通过编程得来的程序,U盘则用于存储软件和文件,而内存则作为临时的数据存储空间,与CPU协同工作,实现数据的快速传输。
查阅百度百科如果你对某个概念仍有疑惑,不妨查阅一下百度百科,那里有更详细和专业的解释。
软件的基础:操作系统电脑操作系统是软件的基础,承载着各种应用程序的运行。它是电脑的核心,负责管理和控制电脑的各种硬件和软件资源。
编程的历史
最早的编程是不用软件的。那时候,程序员们需要使用机器语言进行编程,也就是一个个输入0和1。这真是一个时代的变迁啊!
简述计算机的工作原理
电脑其实只是电脑的硬件部份,完整的电脑系统应该是硬件(英文名叫hardware)和软件(英文名叫software)的统一,就象录像机和VCD机,它们本身只是一个塑料和金属片堆积起来的部件,如果没有录像带和VCD碟片,以及设定在机器内的控制程序,录像机和VCD机纯粹就是一堆废塑料和金属片,一点用处都没有。同样,没有运行在硬件基础之上的各种软件,电脑也是一堆废铁。
因此,在认识了电脑的家之后,我们花点时间了解一下电脑软件的相关知识,从而概貌性地掌握电脑工作的基本原理。这对于后面操作系统和应用软件的学习,会很有帮助。
我们现在就去探究一下,电脑到底是怎样工作的?
一、电脑原理概述
前面我们已经提过,电脑的工作原理跟电视机、VCD机差不多,您给它发一些指令,它就会按您的意思执行某项功能。不过,您可知道,这些指令并不是直接发给您要控制的硬件,而是先通过前面提过的输入设备,如键盘、鼠标,接收您的指令,然后再由中央处理器(CPU)来处理这些指令,最后才由输出设备输出您要的结果。
现在,让我们用一道简单的计算题来回想一下人脑的工作方式。
题目很简单:8+8÷4=?
首先,我们得用笔将这道题记录在纸上,记在大脑中,再经过脑神经元的思考,结合我们以前掌握的知识,决定用四则运算规则和九九乘法口诀来处理,先用脑算出8÷4=2这一中间结果,并记录于纸上,然后再用脑算出8+2=10这一最终结果,并记录于纸上。
通过做这一简单运算题,我们发现一规律:首先通过眼、耳等感觉器官将捕捉的信息输送到大脑中并存储起来,然后对这一信息进行加工处理,再由大脑控制人把最终结果,以某种方式表达出来。
电脑正是模仿人脑进行工作的(这也是“电脑”名称的来源),其部件如输入设备、存储器、运算器、控制器、输出设备等分别与人脑的各种功能器官对应,以完成信息的输入、处理、输出。
二、硬件和软件的概念
在前面我们介绍了电脑是什么样的,及电脑内部是怎样组成的,这些都是我们能够实实在在地“看到”的东西或设备,那些构成电脑的看得见摸得着的东西,如元器件、电路板、零部件等物理实体和物理装置,我们把这些设备都叫做电脑硬件。一个电脑系统中只有硬件是不够的,因为它不能为我们做任何事情,只有在电脑系统中添加了相应的软件后,电脑才能发挥它巨大的作用,才能实现我们所要求的目的。给硬件配备“思想”即指挥它如何工作的软件就使它成为令我们惊奇的电“脑”。
所谓软件,就是安装或存储在电脑中的程序,有时这些软件也存储在外存储器上,如光盘或软盘上。我们所知道的软件有: Windows98、Office97办公软件、金山词霸、幸福之家、超级解霸等等。
我们可以通过一些例子,来进一步理解软件、硬件的概念。比如:我们经常使用的VCD碟片,就这张碟片本身来说,它只是一个硬件,用来播放VCD的影碟机也是一个硬件,而存储在碟片上的图象和音乐就是软件。
软件可分为系统软件和应用软件,象Windows 98这样的软件(也叫做操作系统)就是系统软件,而象“金山词霸2000”这样的软件就是应用软件。
通过了解软件、硬件的概念,我们也就知道了它们之间的关系,那就是,硬件和软件是相互依存的,硬件为软件提供了物质基础,也就是说软件离开了相应硬件的支持,是无法发挥其作用的,而只有有了软件的支持,也才能使硬件有了用武之地。但是,并不是有了某种硬件就能运行所有的软件,也不是有了某个软件就能在所有的硬件上运行,这就是电脑中很普遍的兼容性问题。
电脑的硬件和软件是相辅相成的。它们共同构成完整的电脑系统,缺一不可,没有软件的电脑等于一堆废铜烂铁,无任何作用;同样,没有硬件,软件也就如无源之水,尤如空中楼阁。它们只有相互配合,电脑才能正常运行。
三、基本输入输出系统
首先,我们介绍一下裸机的概念,简单的说,裸机即是电脑硬件的组合,也就是大家平时所说的电脑。一般情况下,我们不能直接操作裸机,必须通过一个叫做“基本输入输出系统”的软件系统(英文为Basic Input/Output System,简称BIOS),才能操作控制裸机,之所以这样称呼它,是因为它提供了最基本的计算机操作功能,如在屏幕上显示一点,接收一个键盘字符的输入等。
基本输入输出系统对电脑来说是非常重要的,这个系统的作用直接影响电脑的能否使用。同时几乎所有电脑功能最终都是分解为一个个简单的基本输入输出操作来实现。辟如画一幅风景,就是由一系列不同颜色和亮度点的基本输入输出操作来完成。
基本输入输出系统存放在主板的只读存储器(英文为Read Only Memory,简称ROM)芯片中,平时不可修改,也没必要修改,但恶性计算机病毒除外,1999年4月26日席卷全球的CIH病毒就破坏了相当一部份电脑的BIOS系统,弄得大家只好找专家才能修复。
四、操作系统的概念
在基本输入输出系统的外面,才是我们平常念叨的Windows98或Windows2000系统,在电脑界,这些软件又叫操作系统(Operating System简称OS),专门负责管理计算机的各种资源,并提供操作电脑所需的工作界面。有了它们,人们才可以方便自如地使用电脑。正是由于操作系统的飞速发展,才使计算机的使用从高度专业化的技术人员手中,走向了广大普通用户手中,同样也正是由于操作系统的飞速发展,才使得计算机的应用出现了多姿多彩的今天。 操作系统是管理计算机软硬件资源的一个平台,没有它,任何计算机都无法正常运行。在个人电脑发展史上,出现过许多不同的操作系统,其中最为常用的有五种:DOS、windows、Linux、Unix/Xenix、OS/2,下面分别介绍这五种电脑操作系统的发展过程和功能特点。
DOS操作系统
从1981年问世至今,DOS经历了7次大的版本升级,从1.0版到现在的7.0版,不断地改进和完善。但是,DOS系统的单用户、单任务、字符界面和16位的大格局没有变化,因此它对于内存的管理也局限在640KB的范围内。
DOS最初是为IBM-PC开发的操作系统,因此它对硬件平台的要求很低,即使对于DOS6.22这样的高版本DOS,在640KB内存、40MB硬盘、80286处理器的环境下也可正常运行,因此DOS系统既适合于高档电脑使用,又适合于低档电脑使用。
常用的DOS有三种不同的品牌,它们是Microsoft公司的MS-DOS、IBM公司的PC-DOS以及Novell公司的DR_DOS,这三种DOS都是兼容的,但仍有一些区别,三种DOS中使用最多的是MS-DOS。
DOS系统一个最大的优势是它支持众多的通用软件,如各种语言处理程序、数据库管理系统、文字处理软件、电子表格。而且围绕DOS开发了很多应用软件系统,如财务、人事、统计、交通、医院等各种管理系统。鉴于这个原因,尽管DOS已经不能适应32位机的硬件系统,但是仍广泛流行,而且在未来的几年内也不会很快被淘汰。
windows系统
windows是Microsoft公司在1985年11月发布的第一代窗口式多任务系统,它使PC机开始进入了所谓的图形用户界面(GUI:Graphic User Interface)时代。在图形用户界面中,每一种应用软件(即由windows支持的软件)都用一个图标(Icon)表示,用户只需把鼠标移到某图标上,双击该图标即可进入该软件应用窗口,这种界面方式为用户提供了很大的方便,把计算机的使用提高到了一个新的阶段。
windows1.X版是一个具有多窗口及多任务功能的版本,但由于当时的硬件平台为PC/XT,速度很慢,所以windows1.X版本并未十分流行。1987年底Microsoft公司又推出了MS-windows2.X 版,它具有窗口重叠功能,窗口大小也可以调整,并可把扩展内存和扩充内存作为磁盘高速缓存,从而提高了整台计算机的性能,此外它还提供了众多的应用程序:写字板Write、记事本Notepad、计算器Calculator、日历Calendar……等。随后在88年、89年又先后推出了MS-windows/286-V2.1和MS-windows/386 V2.1这两个版本。
1990年,Microsoft公司推出了windows3.0,它的功能进一步加强,具有强大的内存管理,且提供了数量相当多的windows应用软件,因此成为386、486微机新的操作系统标准。随后,windows发表3.1版,而且推出了相应的中文版。3.1版较之3.0版增加了一些新的功能,受到了用户欢迎,是当时最流行的windows版本。其中文版为windows 3.2。
1995年,Microsoft公司推出了windows95(也称为Chicago或windows4.0)。在此之前的windows都是由DOS引导的,也就是说它们还不是一个完全独立的系统,而windows95是一个完全独立的系统,并在很多方面作了进一步的改进,还集成了网络功能和即插即用(Plug and Play)功能,是一个全新的32位操作系统。
1998年,Microsoft公司推出了windows95的改进版windows98,windows98的一个最大特点就是把微软的Internet浏览器技术整合到了windows95里面,使得访问Internet资源就像访问本地硬盘一样方便,从而更好地满足了人们越来越多的访问Internet资源的需要。
windows98是目前实际使用的主流操作系统。
近来,有关windows2000的宣传是越来越多,说到windows2000,我们不能不提一下Microsoft公司的另一个产品----windowsNT系统(NT是New Technology即新技术的缩写),windowsNT是真正的32位操作系统,与普通的windows系统不同,它主要面向商业用户,有服务器版和工作版之分,按原计划,Microsoft公司准备在1999年将最新的工作站版本NT 5.0和普通的windows98统一为一个完整的操作系统,即windows 2000 Professional,这样,无论对商业用户还是普通个人用户,以后Microsoft公司就只有一个windows操作系统了。
Linux系统
Linux是当今电脑界一个耀眼的名字,它是目前全球最大的一个自由免费软件,其本身是一个功能可与Unix和windows相媲美的操作系统,具有完备的网络功能。
Linux最初由芬兰人Linus Torvalds开发,其源程序在Internet网上公开发布,由此,引发了全球电脑爱好者的开发热情,许多人下载该源程序并按自己的意愿完善某一方面的功能,再发回网上,Linux也因此被雕琢成为一个全球最稳定的、最有发展前景的操作系统。曾经有人戏言:要是比尔·盖茨把windows的源代码也作同样处理,现在windows中残留的许多BUG(错误)早已不复存在,因为全世界的电脑爱好者都会成为windows的义务测试和编程人员。
Linux操作系统具有如下特点:
1.它是一个免费软件,您可以自由安装并任意修改软件的源代码。
2.Linux操作系统与主流的UNIX系统兼容,这使得它一出现就有了一个很好的用户群。
3.支持几乎所有的硬件平台,包括Intel系列,680x0系列,Alpha系列,MIPS系列等,并广泛支持各种周边设备。
目前,Linux正在全球各地迅速普及推广,各大软件商如Oracle、Sybase、Novell、IBM等均发布了Linux版的产品,许多硬件厂商也推出了预装Linux操作系统的服务器产品,当然,PC用户也可使用Linux。另外,还有不少公司或组织有计划地收集有关Linux的软件,组合成一套完整的Linux发行版本上市,比较著名的有RedHat(即红帽子)、Slackware等公司。目前较为流行的版本有RedHat Linux、红旗Linux等。虽然,现在说Linux会取代Unix和windows还为时过早,但一个稳定性、灵活性和易用性都非常好的软件,肯定会得到越来越广泛的应用。
Unix系统
Unix系统是1969年问世的,最初是在中小型计算机上运用。最早移植到80286微机上的Unix系统,称为Xenix。Xenix系统的特点是短小精干,系统开销小,运行速度快。经过多年的发展,Xenix已成为十分成熟的系统,最新版本的Xenix是SCO Unix和SCO CDT。当前的主要版本是Unix 3.2 V4.2以及ODT 3.0。
Unix是一个多用户系统,一般要求配有8M以上的内存和较大容量的硬盘。
OS/2系统
1987年IBM公司在激烈的市场竞争中推出了PS/2(Personal System/2)个人电脑。PS/2系列电脑大幅度突破了现行PC机的体系,采用了与其它总线互不兼容的微通道总线MCA,并且IBM自行设计了该系统约80%的零部件,以防止其它公司仿制。
OS/2系统正是为PS/2系列机开发的一个新型多任务操作系统。OS/2克服了DOS系统640KB主存的限制,具有多任务功能。OS/2也采用图形界面,它本身是一个32位系统,不仅可以处理32位OS/2系统的应用软件,也可以运行16位DOS和windows软件。
OS/2系统通常要求在4MB内存和100MB硬盘或更高的硬件环境下运行。
五、应用软件的概念
顾名思义,应用软件即是提供某种特定功能的软件,如现在您使用的《WPS2000》、《WORD97》等,它们一般都运行在操作系统(如Windows98)之上,由专业人员根据各种需要开发。我们平时见到和使用的绝大部分软件均为应用软件,如杀毒软件,文字处理软件,学习软件,游戏软件,上网软件等等。
到现在我们会发现,电脑的组成非常象我们人及人的行为:电脑的主机就类似与我们的大脑,因为,我们人是用大脑在思考问题进行运算的,同时我们的大脑还能记忆很多我们所遇见过的和学习过的东西。这也是为什么叫做电脑的原因;电脑的外设就类似与人的眼、耳、四肢等,以及我们用来记录所发生的事情或要做的事情的笔记本。但电脑与人有本质的不同,这就是电脑永远是由人来控制的,是帮助人进行脑力劳动的工具。
计算机系统的组成
计算机的工作原理是利用计算机解题首先要把指挥计算机如何进行操作的指令序列(即程序)和原始数据通过输入设备输送到计算机内存储器中,计算机运行时,依次从内存中取出一条条指令,控制器对指令进行分析判断,按照指令要求,发出不同的控制信号,在控制器的指挥下完成规定的操作,直到完成全部操作为止。
一般把计算机完成一条指令所花费的时间称为一个指令周期,指令周期越短,指令执行越快。通常所说的CPU主频或工作频率,就反映了指令执行周期的长短。
计算机在运行时,CPU从内存读出一条指令到CPU内执行,指令执行完,再从内存读出下一条指令到CPU内执行。CPU不断地取指令、分析指令、执行指令,这就是程序的执行过程。
总之,计算机的工作就是执行程序,即自动连续地执行一系列指令,而程序开发人员的工作就是设计程序。一条指令的功能虽然有限,但是由一系列指令组成的程序可完成复杂的任务。
扩展资料
主要特点:
运算速度快:计算机内部电路组成,可以高速准确地完成各种算术运算。当今计算机系统的运算速度已达到每秒万亿次,微机也可达每秒亿次以上,使大量复杂的科学计算问题得以解决。
例如:卫星轨道的计算、大型水坝的计算、24小时天气算需要几年甚至几十年,而在现代社会里,用计算机只需几分钟就可完成。
计算精确度高:科学技术的发展特别是尖端科学技术的发展,需要高度精确的计算。计算机控制的导弹之所以能准确地击中预定的目标,是与计算机的精确计算分不开的。
一般计算机可以有十几位甚至几十位(二进制)有效数字,计算精度可由千分之几到百万分之几,是任何计算工具所望尘莫及的。
逻辑运算能力强:计算机不仅能进行精确计算,还具有逻辑运算功能,能对信息进行比较和判断。计算机能把参加运算的数据、程序以及中间结果和最后结果保存起来,并能根据判断的结果自动执行下一条指令以供用户随时调用。
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计算机组装原理
一个完整的计算机系统是由硬件系统和软件系统两大部分组成的。微型计算机系统的组成如图2-1所示。硬件(Hardware)是指计算机的各种看得见、摸得着的电子设备,是计算机系统的物质基础。而软件(Software)是指程序和数据系统,它介于用户和硬件系统之间,虽然人们看不见、摸不着,但却能够感到它的存在。硬件是软件建立和依托的基础,软件是计算机系统的灵魂。
图2-1 微型计算机系统的组成
一、计算机硬件系统
计算机硬件系统是由运算器、控制器、内部存储器、输入设备和输出设备5个基本功能部件以及接口、辅助设备等组成。
1.中央处理器(CPU)
CPU(Central Processing Unit)意为中央处理单元,又称中央处理器,由控制器(控制单元),运算器(逻辑单元)和寄存器(存储单元)三大部分组成。微型计算机通常把三者集成在一块大规模集成电路芯片上,又称为微处理器。从内部结构分析,CPU又可分为整数运算单元,浮点运算单元,mmX单元,L1 Cache单元和寄存器等。运算器的功能是执行算术运算和逻辑运算;控制器的功能是控制计算机各功能部件协调工作,主要是控制输入和输出设备与存储器之间的数据传输和处理。寄存器用于临时存储参加运算的各种数据信息,包括数据信息、地址信息和控制信息等。
CPU从雏形出现发展到今天,由于制造技术越来越先进,使它的结构越来越复杂,主频越来越高,集成度越来越强。PentiumⅡ集成了750万个晶体管,有二级高速缓存,主频达450MHz。P4集成的晶体管数则高达2000万个,主频则达到2GHz以上。CPU是计算机的核心设备,就微机而言,CPU的性能可大致反映出用它配置的机器的性能。
2.存储器
存储器分为内存储器和外存储器两类。
(1)内存储器 内存储器简称内存或主存,计算机只有把要执行的程序和数据存入内存中才能执行。内存一般由半导体存储器构成。半导体存储器可分为三大类:随机存储器RAM、只读存储器ROM和特殊存储器。
RAM既可读、又可写,断电后存储的内容立即消失。RAM又可分为动态(DRAM)和静态(SRAM)两大类。一般的台式计算机采用DRAM作为内存储器,但它的读写速度较慢。SRAM的读写速度比DRAM快得多,但其体积大,价格也较高。
ROM只能从中读取原有数据信息,原来存储的内容是由生产厂家一次性写入的,用户不能再写入新内容,断电后存储的内容不会消失,如计算机中的BIOS。ROM可分为可编程(Programmable)ROM、可擦除可编程(Erasable Programmable)ROM、电擦除可编程(Electrically Erasable Programmable)ROM。如,EPROM存储的内容可以通过紫外光照射来擦除,这使它的内容可以反复更改。
Cache即高速缓存,是一种特殊内存,集成在CPU的内部或主板上,用于暂时保存CPU运行过程中的数据信息。由于缓存指令和数据与CPU同频工作,可减少CPU与内存之间的数据交换次数,提高CPU的运算效率。
(2)外存储器 外存储器又叫辅助存储器,简称外存或辅存,如软盘、硬盘、光盘、U盘等都属于外存。外存一般可作为输入/输出设备。
①软盘存储器(Floppy Diskette)和软盘驱动器(Floppy Diskette Driver,记为FDD)。软盘是表面涂有磁性材料可存储数据信息的软塑料圆盘片,放在一个塑料保护套中以便于保存、携带。软盘驱动器简称软驱,是用来驱动软盘转动并同时对软盘进行读写的设备,实际是输入输出设备,读写数据的速度比硬盘要慢得多。
软盘按盘片直径划分为5.25英寸和3.5英寸两种规格,目前5.25英寸盘已被淘汰。软盘的容量有3种:720MB、1.44MB和2.88MB,最常用的是容量为1.44MB的双面高密度软盘。
②硬盘存储器。硬盘(Hard Diskette,记为HD)和硬盘驱动器(Hard Diskette Driver,记为HDD),是微机的重要外部存储设备,可以存储大批量信息。它是一种密封式的装置,即将磁头、盘片和驱动部件以及读写电路制成一个密封的整体,简称硬盘。硬盘具有容量大、读写速度快、稳定性强、使用寿命长等优点。
硬盘有5.25英寸、3.5英寸和2.5英寸等几种规格。现在微机中所用的硬盘容量一般都在40G以上。目前,移动硬盘也较流行。
③光盘存储器(Compact Disk)。多媒体信息被数字化后形成了五种类型的数据:文本(Text)、图形(Graphics)、图像(Images)、声音(Audio)、视频(Video),保存这些数据需要大量的存储空间,软盘和硬盘很难胜任。光盘不仅可以实现高密度数据存贮而且具有携带方便、存贮容量大、保存时间长、工作稳定性好、价格低廉等优点。如一张普通的12cm的CD-ROM光盘容量可达700MB,保存时间可长达100年,DVD光盘要比CD-ROM光盘的存储量还要大得多。因此,光盘是目前最常用也是最理想的外部存贮设备之一。
光盘存储器的类型有CD-ROM(只读)、CD-R(可录入)、CD-RW(可擦写)、DVD-ROM(DVD只读)等。
光盘必须通过光盘驱动器来读出信息,数据的传输率是衡量光盘驱动器的一个重要技术指标,目前,光盘驱动器的数据传输率已超过50倍速(倍速的基准传输率为150KB/S),数据传输率高达7500KB/S。光盘也是多媒体计算机的必备外设。
④U盘(Only Disk)。U盘是基于USB接口的新一代移动存储器,它融合了通用串行总线(USB)、快闪内存(Flash Memory)等高新技术,可存储16MB~2000MB数据信息。U盘无需驱动器,能即插即用,存储方便快捷,存储容量大,体积小,便于携带,并具有抗震性、防潮、防磁、耐高低温等特性。受到了广大计算机用户的青睐。目前不少微型机不再配置软驱,除了靠光盘、移动硬盘以及网络与外界交换数据外,使用U盘也是一个不错的选择。
3.输入设备
输入设备是外界向计算机传入信息的装置。目前计算机中常用的输入设备有键盘和鼠标。除此之外,还有语音输入、手写输入、条形码输入、触摸屏和扫描仪、摄像头、数码相机、数码摄像机等设备。
4.输出设备
输出设备是计算机向外界传出信息的装置。目前计算机中常用的输出设备有显示器、打印机、绘图机等。
随着多媒体技术和网络技术的发展,数码相机、数码摄像机等新的输入、输出设备也得到越来越广泛的应用。
5.其他辅助设备
计算机中除了显示卡外,还有声卡、调制解调器、网卡等必要的接口设备。它们的主要功能是负责不同数据信息形式的转换和信息流量缓冲。
二、计算机软件系统
软件是支持计算机运行的各种程序,以及开发、使用和维护这些程序的各种技术资料的总称。没有软件的计算机系统称为“裸机”。软件是计算机硬件与用户之间的桥梁。软件按其功能分为系统软件与应用软件两大类。
1.系统软件
系统软件包括操作系统和辅助系统软件,主要功能是简化计算机操作,充分发挥硬件性能,支持应用软件的运行并提供服务,具备通用性,基础性等基本特征。
(1)操作系统 操作系统可以看成硬件的第一级扩充,是软件中最基础的部分,用于支持其他软件的开发和运行。操作系统由一系列具有控制和管理功能的模块组成,实现对计算机全部软、硬件资源的控制和管理,使计算机能够自动、协调、高效地工作。任何用户都是通过操作系统使用计算机的。
(2)辅助系统软件 辅助系统软件又称为工具软件。包括语言处理系统、数据库管理系统、调试与诊断服务程序等。
①语言处理程序。语言处理系统在层次上介于操作系统与应用软件之间,其功能是把用高级语言编写的应用程序编译(或解释)成计算机能直接执行的等价的机器语言程序。计算机程序设计语言一般分为三类,由低到高分别是:机器语言、汇编语言和高级语言。
a.机器语言。机器语言是面向机器,直接用二进制代码指令表达的计算机编程语言。用这种语言编制的程序可以被机器直接理解和执行,代码精炼、运行速度快。但指令代码难以记忆、程序不易修改,难于交流,一般编程人员很难掌握。由于计算机只能识别二进制代码表示的机器语言程序,所以任何高级语言源程序最后都必须编译成二进制代码程序才能在计算机上运行。
b.汇编语言。汇编语言(Assembly Language)是对机器语言的符号化,用英文助记符来表示机器语言中各对应的二进制操作指令,因此仍然是面向机器的。用汇编语言编写的源程序还是不能被机器直接执行,必须经过叫做汇编程序的系统软件翻译成机器语言目标程序,再经过地址链接生成机器语言程序才能执行,这个翻译过程称为汇编。与机器语言相比,汇编语言在编写、修改、阅读等方面都有较大的改进,但掌握起来仍比较困难。
c.高级语言。为了方便编写程序,人们就约定了一些类似人类自然语言的符号语言,称为高级程序设计语言,用它编写的程序称为“高级语言源程序”。高级语言源程序不能为计算机直接理解和执行,必须翻译转换为机器能直接执行的二进制代码的程序。翻译有两种方式:一是编译,即将整段的源程序一次翻译成等价的机器语言目标程序,然后链接运行;二是解释,它不产生完整的目标程序,而是对程序语句边翻译边执行。
常用的高级程序设计语言有:
BASIC语言:易学易用,适于初学。
FORTRAN语言:是最早出现的高级程序设计语言之一,主要适用于数值计算。
PASCAL语言:是一种紧凑式的结构化语言,适于数值计算和教学使用。
COBOL语言:是一种适于开发商业应用程序的高级语言。
C语言:是一种数据类型丰富、语句精练、灵活、效率高、表达能力强、可移植性好的高级语言,适于编写系统软件。
JAVA语言:是一种跨平台分布式程序设计语言,适于网络应用程序的开发。
②数据库管理系统。数据库管理系统是管理和操纵数据库的软件。它具有两个方面的作用:一是维护数据库中的数据,以保证数据库中的数据的完整性、正确性和安全性;二是为用户服务,使用户能方便地建立、更新和使用数据库。目前广泛使用的数据库管理系统有FoxPro、INFOXMAX、SQL.Server、SyBASE等。
③诊断程序。诊断服务程序是专门用于计算机硬件性能测试,对机器实施监控、调试,对系统故障诊断维护,以及软件开发和维护工作的一些工具软件,也称为支撑软件。常用的诊断程序有QAPLUS、WINBENCH、MSD等。
2.应用软件
应用软件是处于软件系统的最外层,直接面向用户,为用户服务的软件,是为解决各类应用问题而编写的程序。应用软件主要包括以下几种类型:
(1)特定用户程序(Specialized Program)为特定用户解决某一具体问题而设计的程序,一般规模都比较小。
(2)应用软件包(Software Package)为实现某种大型功能,面向同类应用的大量用户精心设计的结构严密的独立系统,例如:财务管理软件、统计软件、汉字处理软件等。
(3)套装软件(Group Software)这类软件的各内部程序可在运行中相互切换、共享数据,从而达到操作连贯、功能互补的作用。例如微软的Office套装办公软件,WPS套装办公软件,它们都包含了Word(文字处理)、Excel(表格处理)、Access(数据库)、Power Point(图形演示)、Msmail(电子邮件)。
应用软件范围广,种类多。除上述列举的以外,还有用于动画制作的Flash;用于多媒体创作的Authorware、Director和用于网页制作的FrontPage、Dreamweaver等。
计算机软件与硬件之间,计算机系统软件与应用软件之间存在一种层次关系。所谓层次关系是指处在内层的软件要向外层软件提供服务,处在外层的软件必须在内层软件支持下才能运行。
三、计算机的主要技术指标
一台计算机性能的好坏主要涉及机器的体系结构、软硬件配置、指令系统等多种因素,主要有以下几项技术指标:
1.运算速度
运算速度是计算机的主要性能指标之一,决定运算速度的因素很多,包括CPU的主频,存储器的工作频率,总线的工作频率以及主要外部接口电路的性能等,其中最关键的是CPU的主频,简称主频。
主频是CPU内部的时钟频率,也就是CPU进行运算时的工作频率。一般来说,主频越高,一个时钟周期里完成的指令数也越多,计算机的运算速度也就越快。指令的种类很多,占用时钟周期大不相同,通过概率统计,加法指令的占用时钟周期与机器的平均指令周期很相近,因此,人们也就常把单位时间执行加法指令的条数作为计算机的运算速度。单位有MIPS(每秒百万条指令)、MFLOPS(每秒百万条浮点指令)。
2.主存容量
主存容量是指计算机内存的容量,即内部储存器能够存储信息的字节数。基于冯·诺依曼存储程序的原理,计算机在信息交换的过程中,外部数据、信息只有通过内存才能与CPU进行通信,一切需要运行的程序,只有放入内存才可以执行,一切需要处理的数据,只有放入内存才可以使用。因此,内存容量的大小,很大程度上决定了计算机的性能。目前微机的内存容量一般在128 M~1 G之间。
3.字长
字长是计算机硬件指标的信息单位。字长一般是指在计算机内部作为一个独立数据存在的最大的二进制数位。字长取决于计算机的类型,是由计算机的硬件和功能设计决定的,是不可改变的。一般说来,字长越大,所能表示的二进制数位越长,可以表示的数据范围就越大,计算机的精度就越高。根据字长来定义微机,有8位机、16位机、32位机和64位机等,目前大多为32位机和64位机。
除了上述几项主要技术指标以外,如Cache存储性能,系统总线的传输速率,计算机的可靠性、可维护性,故障诊断能力,容错能力等也是计算机的技术指标。
计算机组成原理 计算机系统硬件与软件 硬件是指计算机系统中实际装置的总称(输入设备、输出设备、运算器、控制器和存储器五部分) 软件是相对于硬件而言的(系统软件(操作系统、各种语言处理程序、服务支撑软件和数据库管理系统)与应用软件(计算机研制商出售的应用软件包和用户程序)) 软件是计算机在正常运行时不可或缺的能提高计算机功能和计算机效率,是计算机系统的构成。 操作系统是用户和计算机硬件的接口 存储器、运算器、控制器 存储器:存放程序与数据的记忆库部件,是计算机各种信息存放和交流的中心。基本功能是在控制器的控制下按照指定的地址存入和取出信息。 存储器分为外存储器与内存储器 1)内存是由中央处理器直接访问的存储 器,存放现在运行的程序数据也可以存储 计算的结果或中间结果。 2)外存储器简称外存,主机的外围设备,用来存储大量的暂时不参加运算或处理的数据和程序,因而允许速度较慢 计算机语言 计算机语言指的是程序设计语言(机器语言、汇编语言、高级语言) 1)机器语言:是计算机唯一能直接识别、直接执行的计算机语言,所以程序的运行速度很快。 2)机器语言与汇编语言一般称为低级语言(执行速度快、效率高但是维护困难) 运算器 :在控制器的指挥下,对信息或数据进行处理和运算,包括进行数据交换、算术运算和逻辑运算 控制器:是据算计的控制中心,用来实现计算机本身运算过程的自动化 计算机的性能指标 主频:是指计算机的CPU在单位时间内发出的脉冲数(单位MHz)。 字长:决定了计算机的运算精度,字长长,计算机的运算精度就高。 存储容量(单位KB、MB、GB、TB) 信息的数字化编码 编码:是用来将信息从一种形式转变为另一种形式的符号系统,通常选用少量最简单的基本符号和一定的组合规则,以表示出大量复杂多样的信息 计算机中的字符,目前世界上用ASCII码来表示 计算机系统中用来表示中文或西文信息的代码称为机
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