计算机的结构组成
冯诺依曼计算机的基本结构和组成
冯诺依曼计算机的基本结构和组成冯诺依曼计算机的基本结构和组成冯诺依曼计算机的基本结构和组成主要包括以下三个部分:1.运算器(ALU)运算器是计算机的核心部件之一,它负责完成各种算术运算和逻辑运算。
ALU的主要功能是在控制信号的作用下,完成加、减、乘、除等算术运算以及与、或、非、异或等逻辑运算以及移位、补位等运算。
运算器与其他部分的关系:计算机运算时,运算器的操作对象和操作种类由控制器决定。
运算器操作的数据从内存中读取,处理的结果再写入内存(或者暂时存放在内部寄存器中),而且运算器对内存数据的读写是由控制器来进行的。
2.存储器(内存和外存)存储器的主要功能是存储程序和各种数据,并且能够在计算机运行过程高速、自动地完成程序或者数据的存储。
存储器可以分为内部存储器(内存)和外部存储器,俩者在计算机系统中各有用处。
内存是计算机中用于暂时存储数据和程序的设备,它是计算机中数据交换的主要场所,也是程序运行的主要场所。
外存是计算机中用于长期存储数据和程序的设备,它的存储容量很大,但是存取速度较慢。
3.控制器控制器是计算机的另一个核心部件,它负责解释指令、发出控制信号,控制计算机各部件的协调工作。
控制器的工作原理是:从存储器中读取指令,根据指令的操作码和地址码来控制计算机的各部件,完成指令的执行。
控制器还有一个重要的功能是时序控制,它控制计算机的各部件按照正确的时间顺序工作,保证计算机的正确运行。
冯诺依曼计算机的基本结构是由运算器、存储器和控制器三部分组成,这三部分相互协调,共同完成计算机的各种操作。
其中,存储器是冯诺依曼计算机最为重要的组成部分之一,因为它存储了程序和数据,决定了计算机能够处理的问题的规模和复杂度。
控制器和运算器则是冯诺依曼计算机的核心,它们共同实现了计算机的指令执行和数据处理功能。
在冯诺依曼计算机结构中,程序和数据都被存储在存储器中,这种存储方式被称为存储程序控制方式(Von Neumann Architecture)。
1计算机主机的组成
1.计算机主机的组成计算机由5部分构成:中央处理器(CPU),输入/输出(I/O)设备,主存储器(内存储器),辅助存储器(外存储器)和总线。
2.TCP.IP协议:(传输控制协议/网际协议)TCP.IP协议采用的是分层结构,各层协议相互配合,形成一个整体,为网络互连和数据传输提供支撑。
定义的协议主要集中在网络层,传输层,应用层。
3.IP地址的组成:网络号、主机号构成。
分类:A类地址B类地址C类地址D类地址E类地址4.电子邮箱地址组成:用户账号@电子邮件域名。
5.数据交换技术:数据经编码后在通信线路上进行传输,按数据传送技术划分,交换网络可分为电路交换网,报文交换网,分组交换网。
6.TCP IP协议簇四层:网络接口层,网络层,传输层,应用层7.网络安全的核心:数据安全8.计算机病毒的概念:人为编制的,破坏计算机功能或者毁坏数据,影响计算机使用并能自我复制的一组计算机程序。
9.木马病毒的主要危害;通过伪装自身吸引用户下载执行,向施种木马者提供打开被种者电脑的门户,使施种者可以任意毁坏、窃取被种者的文件,甚至远程操控被种者的电脑。
10.计算机中的三基色:红绿蓝11.消息转换成信号的步骤:变换、编码、调制。
12.双绞线两根电线相互扭绞的目的:使它们之间的干扰最小。
13.电路交换建立的步骤:1,电路建立2,数据传输3,电路拆除14.子网掩码的作用;判断两个IP地址是否属于一个子网15.三种交换技术的比较:电路交换;在数据传输之前必须建立一条完全的通路。
在线路拆除(释放)之前,该通路由一对用户完全占用传输效率不高,适合与较轻和间接式负载,使用租用的线路进行通信的情况报文交换:报文从源节点传送到目的节目采用存储—转发的方式,报文需要排队,因此不适合交换式通信,不能满足实时通信的要求。
分组交换:和报文交换方式类似,但报文被分成分组传送,并规定了最大长度。
是使用最广泛的一种交换技术,适合与交换中等或大量数据的情况16.电子邮件服务过程中所涉及的协议:SMTP MIME POP3 IMAP17..蠕虫病毒:通过网络或系统漏洞进行传播,大部分蠕虫病毒都有向外发送带毒邮件,阻塞网络的特性例如,冲击波(阻塞网络),小邮差(发带毒邮件)等18.数据签名的作用:保证通信双方的不可抵赖性19..数据加密的过程及示意图:20.基带传输与宽带传输的特点:基带传输方式和宽带传输方式比较21.数据安全性的指标:数据完整性,数据可用性,数据保密性22.计算机病毒的概括及其分类计算机病毒:人为编制的,破坏计算机功能或者毁坏数据,影响计算机使用并能自我复制的一组计算机程序分类:引导性病毒、文件型病毒、混合型病毒。
计算机基本结构(图解)
电脑主机构成:1、CPU;2、主板;3、硬盘;4、内存;5、显卡;6、声卡;7、网卡;8、光驱;9、电源。
电脑机箱主板,又叫主机板、系统板或母板,它分为商用主板与工业主板两种。
主板一般为矩形电路板,上面安装了组成计算机得主要电路系统,一般有芯片部分(BIOS芯片、CMOS 芯片等)、接口部分(COM、LPT、USB、MIDI、IDE、SATA、PS/2等)、扩展槽部分(AGP 插槽、PCI插槽、CNR插槽、内存插槽等)。
芯片BIOS芯片:就是一块方块状得存储器,里面存有与该主板搭配得基本输入输出系统程序。
能够让主板识别各种硬件,还可以设置引导系统得设备,调整CPU外频等。
BIOS芯片就是可以写入得,这方便用户更新BIOS得版本,以获取更好得性能及对电脑最新硬件得支持。
CMOS芯片:就是一种低耗电随机存贮器,其主要作用就是用来存放BIOS中得设置信息以及系统时间日期。
如果CMOS中数据损坏,计算机将无法正常工作,为了确保CMOS数据不被损坏,主板厂商都在主板上设置了开关跳线,一般默认为关闭。
当要CMOS数据进行更新时,可将它设置为可改写。
为使计算机不丢失CMOS与系统时钟信息,在CMOS芯片得附近有一个电池给她持续供电。
南北桥芯片:横跨AGP插槽左右两边得两块芯片就就是南北桥芯片。
南桥多位于PCI插槽得上面;而CPU插槽旁边,被散热片盖住得就就是北桥芯片。
北桥芯片主要负责处理CPU、内存、显卡三者间得“交通”。
南桥芯片则负责硬盘等存储设备与PCI之间得数据流通。
南桥与北桥合称芯片组。
芯片组以北桥芯片为核心,一般情况,主板得命名都就是以北桥得核心名称命名得。
芯片组在很大程度上决定了主板得功能与性能。
需要注意得就是,AMD 平台中部分芯片组因AMD CPU内置内存控制器,可采取单芯片得方式,如nⅥDIA nForce 4便采用无北桥得设计。
从AMD得K58开始,主板内置了内存控制器,因此北桥便不必集成内存控制器。
计算机组成-冯·诺依曼体系结构
计算机组成-冯·诺依曼体系结构计算机组成 - 冯·诺依曼体系结构⽬录计算机组成原理⽬录:计算机组成原理在整个计算机课程中的地位如下图所⽰:图1:计算机体系结构计算机组成原理这门课会围绕冯·诺依曼体系的五⼤组成部分展开,分别介绍运算器、控制器、存储器、输⼊设备和输出设备。
运算器、控制器、存储器、输⼊设备和输出设备。
1. 冯·诺依曼体系结构冯·诺依曼体系结构(Von Neumann architecture),也叫存储程序计算机。
什么是存储程序计算机呢?这⾥⾯其实暗含了两个概念:可编程计算机:计算机是由各种门电路组合⽽成的,然后通过组装出⼀个固定的电路板,来完成⼀个特定的计算程序。
⼀旦需要修改功能,就要重新组装电路。
这样的话,计算机就是“不可编程”的。
如计算器就是不可编程的。
存储计算机。
⽐如内存和硬盘都是存储设备。
图2:冯·诺依曼体系结构⽰意图处理器单元(Processing Unit):⾸先是⼀个包含算术逻辑单元(Arithmetic Logic Unit,ALU)和处理器寄存器(ProcessorRegister)的处理器单元(Processing Unit),⽤来完成各种算术和逻辑运算。
因为它能够完成各种数据的处理或者计算⼯作,因此也有⼈把这个叫作数据通路(Datapath)或者运算器。
控制器单元(Control Unit/CU):是⼀个包含指令寄存器(Instruction Register)和程序计数器(Program Counter)的控制器单元(Control Unit/CU),⽤来控制程序的流程,通常就是不同条件下的分⽀和跳转。
在现在的计算机⾥,上⾯的算术逻辑单元和这⾥的控制器单元,共同组成了我们说的 CPU。
存储器存储器:⽤来存储数据(Data)和指令(Instruction)的内存。
以及更⼤容量的外部存储,在过去,可能是磁带、磁⿎这样的设备,现在通常就是硬盘。
计算机系统的组成
风扇
CPU的风扇和散热片,其实就是 利用它们快速将CPU的热量传导 出来并吹到附近的空气中去,降 温效果的好坏直接与CPU散热风 扇、散热片的品质有关。 风扇的主要性能从以下几个方面 体现:转速、扇叶形状、扇叶 角度和轴承系统 。
电源
计算机电源是一种安 装在主机箱内的封闭 式独立部件, 它的作用是将交流电 通过一个开关电源变 压器换为5V,-5V, +12V,-12V,+3.3V 等稳定的直流电,以 供应主机箱内系统版, 软盘,硬盘驱动及各 种适配器扩展卡等系 统部件使用。
计算机系统的组成
一、硬件系统:
由运算器、控制器、存储器、输入 设备和输出设备组成。
计算机的硬件系统 运算器 控制器 存储器 输入设备 外存储器 输出设备
中央处理 内存储器 (CPU)
主机
外部设备
二.软件系统
分为系统软件和应用软件: 系统软件:指控制计算机的运行、管理计算机 的各种资源、为应用软件提供支持和服务的一类软 件。包括:操作系统(如:Dos, Windows98) .程序 设计语言(如:C语言、BASIC语言)和语言处理程序 (如:解释程序、编译程序) 应用软件:指为某种应用或解决某类问题所编 制的各种应用程序。包括:通用程序和专用程序(如: 文字处理软件:WPS、WORD;电子表格:EXCEL)
CPU(中央处理器)
中央处理器(英文Central Processing Unit,CPU)是一台 计算机的运算核心和控制核心。 CPU、内部存储器和输入/输出设 备是电子计算机三大核心部件。其 功能主要是解释计算机指令以及处 理计算机软件中的数据。CPU由 运算器、控制器和寄存器及实现它 们之间联系的数据、控制及状态的 总线构成。差不多所有的CPU的 运作原理可分为四个阶段:提取 (Fetch)、解码(Decode)、 执行(Execute)和写回 (Writeback)。 CPU从存储器 或高速缓冲存储器中取出指令,放 入指令寄存器,并对指令译码,并 执行指令。所谓的计算机的可编程 性主要是指对CPU的编程。
简述计算机系统的硬件结构
简述计算机系统的硬件结构计算机系统是现代社会不可或缺的一部分,无论是个人使用还是商业运营,都需要计算机系统的支持。
计算机系统包括硬件和软件两部分,其中硬件是计算机系统的基础,也是支撑计算机系统运行的重要组成部分。
本文将简述计算机系统的硬件结构,为读者提供一些基础的计算机硬件知识。
一、计算机系统硬件结构概述计算机系统的硬件结构可以分为五个部分:中央处理器(CPU)、存储器、输入设备、输出设备和通信设备。
其中,中央处理器是计算机系统的核心部件,负责控制计算机系统的运行、执行指令、进行算术和逻辑运算等。
存储器用于存储计算机系统的程序和数据,包括随机存储器(RAM)和只读存储器(ROM)两种类型。
输入设备用于将外界信息输入到计算机系统中,包括键盘、鼠标、扫描仪、摄像头等。
输出设备用于将计算机系统处理的信息输出到外界,包括显示器、打印机、扬声器等。
通信设备用于计算机系统之间或计算机系统与外界进行通信,包括调制解调器、网卡、路由器等。
二、中央处理器中央处理器是计算机系统的核心部件,也是计算机系统的重要组成部分。
中央处理器包括控制器和算术逻辑单元(ALU)两个部分。
控制器负责控制计算机系统的运行,执行指令、管理存储器等。
算术逻辑单元(ALU)负责进行算术和逻辑运算,包括加、减、乘、除、与、或、非等运算。
中央处理器的运行过程可以分为取指、译码、执行和存储四个步骤。
取指是指从存储器中读取指令,译码是指将指令翻译成机器语言,执行是指将指令转换成操作,并进行算术和逻辑运算,存储是指将运算结果存储到存储器中。
三、存储器存储器是计算机系统的重要组成部分,用于存储计算机系统的程序和数据。
存储器分为随机存储器(RAM)和只读存储器(ROM)两种类型。
随机存储器(RAM)是一种易失性存储器,用于存储计算机系统的程序和数据,但当计算机系统关闭或断电时,存储器中的数据会丢失。
只读存储器(ROM)是一种非易失性存储器,用于存储计算机系统的程序和数据,但它的内容只能被读取,不能被写入或修改。
计算机系统的基本组成
计算机系统的基本组成计算机系统的基本组成完整的计算机系统系统包括:硬件系统和软件系统。
硬件系统和软件系统互相依赖,不可分割,两个部分又由若干个部件组成(如图所示)。
硬件系统是计算机的“躯干”,是物质基础。
而软件系统则是建立在这个“躯干”上的“灵魂”。
(一)计算机硬件计算机硬件系统由五大部分组成:运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。
(如下图所示)* 中央处理器( CPU —— Central Processing Unit )CPU由运算器、控制器和一些寄存器组成;1.运算器运算器是计算机中进行算术运算和逻辑运算的部件,通常由算术逻辑运算部件(ALU)、累加器及通用寄存器组成。
2.控制器控制器用以控制和协调计算机各部件自动、连续地执行各条指令,通常由指令部件、时序部件及操作控制部件组成。
运算器和控制器是计算机的核心部件,这两部分合称中央处理单元(Centre Process Unit,简称CPU),如果将CPU集成在一块芯片上作为一个独立的部件,该部件称为微处理器(Microprocessor,简称MP)。
运算器进行各种算术运算和逻辑运算;控制器是计算机的指挥系统;CPU 的主要性能指标是主频和字长。
字长表示CPU每次计算数据的能力。
如80486及Pentium系列的CPU一次可以处理32位二进制数据。
时钟频率主要以MHz为单位来度量,通常时钟频率越高,其处理速度也越快。
目前的主流CPU的时钟频率已发展到500MHz以上,甚至高达2GHz以上。
*存储器存储器的主要功能是用来保存各类程序的数据信息。
存储器可分为主存储器和辅助存储器两类。
①主存储器(也称为内存储器),属于主机的一部分。
用于存放系统当前正在执行的数据和程序,属于临时存储器。
①辅助存储器(也称外存储器),它属于外部设备。
用于存放暂不用的数据和程序,属于永久存储器。
存储器与 CPU的关系可用 (图 1)来表示。
( 图 1)( 1)内存储器一个二进制位( bit)是构成存储器的最小单位。
简述现代计算机系统的组成及其层次结构
简述现代计算机系统的组成及其层次结构
现代计算机系统是由硬件(Hardware)、软件(Software)、系统软件(System Software)等几个层次组成的,它们结合在一起形成一个统一的系统。
硬件层次是计算机系统中最基本、最底层的层次,由中央处理器(Central Processing Unit, CPU)、主存储器(Main Memory)、硬盘(Hard Disk)等多种元件组成。
软件层次是计算机系统中的关键层次。
软件由应用程序,如文字处理程序和单元测试程序等组成,它们的功能是让计算机系统实现实际的操作功能。
系统软件层次由操作系统(Operating System)、文件管理系统(File Management System)、网络系统(Networking System)等组成,它们的功能是控制硬件的操作,提供用户使用计算机资源的便利性,并且为应用程序等提供底层支持。
计算机系统体系结构
计算机系统体系结构计算机系统体系结构是指计算机硬件和软件之间的组织结构,它是计算机系统的基础。
计算机系统体系结构包括计算机的组成部分、它们之间的连接方式、数据传输方式、指令集和操作系统等。
计算机系统体系结构的设计和实现对计算机的性能、可靠性、安全性和可维护性等方面都有着重要的影响。
计算机系统体系结构的组成部分包括中央处理器(CPU)、内存、输入输出设备(I/O设备)和总线等。
中央处理器是计算机系统的核心部件,它负责执行指令、控制计算机的运行和处理数据。
内存是计算机系统中存储数据和程序的地方,它是计算机系统的重要组成部分。
输入输出设备是计算机系统与外部世界交互的方式,它包括键盘、鼠标、显示器、打印机等。
总线是计算机系统中各个组成部分之间传输数据和指令的通道,它是计算机系统的重要组成部分。
计算机系统体系结构的连接方式包括并行连接和串行连接。
并行连接是指多个设备同时连接到计算机系统中,它可以提高计算机系统的处理速度和效率。
串行连接是指一个设备连接到计算机系统中,它可以减少计算机系统的复杂度和成本。
计算机系统体系结构的数据传输方式包括同步传输和异步传输。
同步传输是指数据在固定的时间间隔内传输,它可以提高数据传输的稳定性和可靠性。
异步传输是指数据在不固定的时间间隔内传输,它可以提高数据传输的灵活性和效率。
计算机系统体系结构的指令集是计算机系统中的指令集合,它是计算机系统的重要组成部分。
指令集包括操作码和操作数,它可以控制计算机系统的运行和处理数据。
指令集的设计和实现对计算机系统的性能、可靠性和安全性等方面都有着重要的影响。
计算机系统体系结构的操作系统是计算机系统中的软件系统,它是计算机系统的重要组成部分。
操作系统可以管理计算机系统的资源,控制计算机系统的运行和处理数据。
操作系统的设计和实现对计算机系统的性能、可靠性和安全性等方面都有着重要的影响。
计算机系统体系结构是计算机系统的基础,它对计算机系统的性能、可靠性、安全性和可维护性等方面都有着重要的影响。
计算机组成
冯·诺依曼计算机具有如下基本特点:(1) 计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成。
(2) 采用存储程序的方式,程序和数据放在同一个存储器中,指令和数据一样可以送到运算器中运算,即由指令组成的程序是可以修改的。
(3) 数据以二进制码表示。
(4) 指令由操作码和地址码组成。
(5) 指令在存储器中按执行顺序存放,由指令计数器(即程序计数器PC)指明要执行的指令所在的单元地址,一般按顺序递增,也可按运算结果或外界条件而改变。
(6) 机器以运算器为中心,输入/输出设备与存储器间的数据传送都通过运算器。
计算机层次结构微程序设计级、一般机器级、操作系统级、汇编语言级、高级语言级:标准BCD码一位十进制数的二进制码的每一位有确定的权。
1)概念:用四位二进制数按8421权对一位十进制数的编码。
2)BCD码的加法:做二进制相加的运算,结果大于9的进行+6调整。
余3 码1)求法:在BCD码上+32)余3 的加法:加时作为二进制数加,然后进行调整。
无进位时–3 调整,有进位时+3调整。
人们最关心的存储器的性能参数主要有3个:容量、速度和价格衡量存储器工作速度的常用参数有如下4个(1)读出时间Tr:从向存储器发出读操作命令到数据从存储器中读出所经历的时间。
(2)访问时间Ta:从启动一次访问存储器操作到完成该操作所经历的时间,这里所说的访问存储器操作包括读操作、写操作、交换操作等。
3)访问周期Tc:连续启动两次独立的访问存储器操作所需要的最小时间间隔。
访问周期又称为存取周期、读写周期等。
(4)频带宽度Bm:单位时间内能够访问到的数据个数。
主存储器处于全机中心地位:一、当前计算机正在执行的程序和数据均存放在存储器中。
二、DMA(直接存储器存取)技术和输入/输出通道技术,在存储器与输入/输出系统之间直接传送数据。
三、共享存储器的多处理机,利用存储器存放共享数据,并实现处理机之间的通信静态随机存储器(SRAM):双稳定电路来存放信息,具有挥发性,读出是非破坏性的。
计算机系统的硬件结构主要由五部分组成
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。
计算机系统的组成,计算机硬件组成
1、计算机系统的组成计算机是由硬件系统(hardware system)和软件系统(software system)两部分组成的。
硬件部分1、中央处理器中央处理器(Central Processing Unit,CPU)制作在一块集成电路芯片上,也称为微处理器(Micro Processor Unit,MPU)。
计算机利用中央处理器处理数据,利用存储器来存储数据。
CPU是计算机硬件的核心,主要包括运算器和控制器两大部分,控制着整个计算机系统的工作。
计算机的性能主要取决于CPU的性能。
运算器又称为算术逻辑单元(Arithmetic Logic Unit,ALU)。
操作时,控制器从存储器取出数据,运算器进行算术运算或逻辑运算,并把处理后的结果送回存储器。
控制器的主要作用是使整个计算机能够自动的运行。
执行程序时,控制器从主存中取出相应的指令数据,然后向其他功能部件发出指令所需的控制信号,完成相应的操作,再从主存中取出下一条指令执行,如此循环,直到程序完成。
2、存储器存储器是计算机中的记忆存储部件。
存储器既能够接受和保存数据,又能够向其他部件提供数据。
存储器分为内存和外存两大类。
在计算机系统中,习惯上把内存、CPU合称为主机。
(1)内存储器内存储器分为随机读/写存储器(Random Access Memory,RAM)、只读存储器(Read OnlyMemory,ROM)和高速缓冲存储器(Cache)三类。
内存一般指的是RAM。
硬盘一般指ROM。
(2)外存储器外存储器主要包括硬盘、光盘、U盘和移动硬盘等。
ROM和RAM是计算机内存储器的两种型号,ROM表示的是只读存储器,即:它只能读出信息,不能写入信息,计算机关闭电源后其内的信息仍旧保存,一般用它存储固定的系统软件和字库等。
RAM表示的是读写存储器,可其中的任一存储单元进行读或写操作,计算机关闭电源后其内的信息将不在保存,再次开机需要重新装入,通常用来存放操作系统,各种正在运行的软件、输入和输出数据、中间结果及与外存交换信息等,我们常说的内存主要是指RAM。
简述冯诺依曼计算机体系结构的组成部分及功能
简述冯诺依曼计算机体系结构的组成部分及功能冯诺依曼计算机体系结构是一种以冯·诺依曼为首的团队在20世纪40年代初提出的计算机设计原则,它主要包括五个核心组成部分:中央处理器(CPU),存储器(Memory),输入设备(Input),输出设备(Output)和控制器(Control Unit)。
1. 中央处理器(CPU):中央处理器是计算机的核心部件,负责执行程序指令并控制计算机的操作。
它由算术逻辑单元(ALU)和控制单元(Control Unit)组成。
ALU负责执行算术和逻辑运算,而控制单元则控制各个组件之间的数据传送和执行过程。
2. 存储器(Memory):存储器是用来存储程序和数据的地方,可分为主存储器(Main Memory)和辅助存储器(Auxiliary Memory)两种类型。
主存储器是CPU能够直接访问的存储器,用于存储当前执行的程序和相关数据。
辅助存储器则用来存储大量的程序和数据,例如硬盘和光盘等。
3. 输入设备(Input):输入设备用于将外部数据和指令输入到计算机中供处理和存储。
常见的输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪和摄像头等。
输入设备可以将用户的输入转换为计算机可识别的数据格式,以便计算机进行后续的处理。
4. 输出设备(Output):输出设备用于将计算机处理后的数据和结果展示给用户。
常见的输出设备包括显示器、打印机、扬声器和投影仪等。
输出设备能够将计算机内部的数据格式转换为人类可读或可理解的格式,以便用户能够直观地获得计算机处理结果。
5. 控制器(Control Unit):控制器是计算机的指令执行和数据传输的关键组件,它负责根据指令的要求控制各个部件之间的数据传输和操作。
控制器从主存储器中获取指令,并根据指令的类型和要求控制CPU的运算和数据传输。
通过控制器的操作,计算机能够按照程序的要求正确执行指令。
以上是冯诺依曼计算机体系结构的主要组成部分及其功能。
这种体系结构的优点是指令流程清晰、灵活度高,能够支持复杂的计算和数据处理任务。
计算机的硬件组成部分
- 计算机的硬件组成部分介绍计算机硬件系统的基本组成(五大部件):运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。
运算器和控制器统称中央处理器(CPU)。
存储器分成内存储器和外存储器两大类。
CPU、内存储器和连接输入输出设备的接口统称为主机。
微机的主机集成在主机板上。
外存储器、输入设备和输出设备统称为外部设备。
中央处理器(CPU)计算机的中央处理器又称为CPU,它是计算机的核心部分。
主要由运算器和控制器组成。
运算器:实现算术运算和逻辑运算的部件。
控制器:计算机的指挥系统。
控制器通过地址访问存储器,从存储器中取出指令,经译码器分析后,根据指令分析结果产生相应的操作控制信号作用于其他部件,使得各部件在控制器控制下有条不紊地协调工作。
指令:指挥计算机进行各种操作的命令。
指令系统:一台计算机所有指令的集合。
执行一条指令的四个基本操作:微机的CPU又称微处理器,更新换代快:4004→8008→8080→8088→80286→80386→80486→80586→奔腾Ⅱ→奔腾Ⅲ→奔腾Ⅳ→…CPU的性能指标决定于时钟频率(主频)和字长。
主频是指CPU的时钟频率。
主频越高,计算机的运算速度就越快。
奔腾Ⅲ主频可达866MHz 以上,奔腾Ⅳ则可达2.6GHz、2.8GHz。
字长是指一个字的长度。
字长越长,数的表示范围越大,运算精度越高,且在相同时钟频率下运算速度就越快。
微机字长经历了4位→8位→32位→64位四代变化。
计算机的存储机制存储器是计算机中用来存放所有数据和程序的记忆部件,它的基本功能是按指定的地址存(写)入或者取(读)出信息。
计算机中的存储器可分成两大类:一类是内存储器,简称内存或主存;另一类是外存储器(辅助存储器),简称外存或辅存。
存储器由若干个存储单元组成,每个存储单元都有一个地址,计算机通过地址对存储单元进行读写。
一个存储器所包含的字节数称为存储容量,单位有B、KB、MB、GB、TB等。
1 B = 8 bits (1字节= 8位)1 KB = 1024 B1 MB = 1024 KB1 GB = 1024 MB1 TB = 1024 GB计算机的存储机制-内存内存:用来存放当前正在使用的,或随时要用的程序或数据,包括ROM和RAM。
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计算机的结构组成
计算机是由多个组成部分构成的复杂机器,它们相互协作以实现各种功能。
计算机的结构组成包括中央处理器(CPU)、内存、输入输出设备和存储设备。
一、中央处理器(CPU)
中央处理器是计算机的核心部件,负责执行计算机的指令和控制计算机的操作。
CPU包括控制单元和算术逻辑单元。
控制单元负责指令的解码和执行,以及协调各个组件之间的通信。
算术逻辑单元负责执行算术和逻辑运算。
二、内存
内存是计算机用来存储数据和程序的地方,也被称为主存。
内存分为随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。
RAM用于临时存储数据和程序,当计算机关闭时数据会被清除。
ROM存储了计算机的固定程序和数据,不会被清除。
三、输入输出设备
输入输出设备用于将数据和指令输入到计算机中,以及将计算机处理的结果输出到外部。
常见的输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪等;常见的输出设备包括显示器、打印机、音响等。
四、存储设备
存储设备用于长期保存数据和程序。
硬盘是一种常见的存储设备,
它使用磁盘来存储数据。
另外,还有固态硬盘(SSD)和光盘等存储设备。
这些存储设备可以存储大量的数据,并且可以长期保存。
五、总线
总线是计算机内部各个组件之间进行数据传输的通道。
它包括数据总线、地址总线和控制总线。
数据总线用于传输数据,地址总线用于指定数据的存储位置,控制总线用于控制数据的读写和传输。
六、操作系统
操作系统是计算机的核心软件,它负责管理和控制计算机的资源,并提供用户和计算机之间的接口。
操作系统可以调度程序的执行顺序,管理内存和文件系统,以及处理输入输出等操作。
七、扩展卡和接口
扩展卡和接口用于扩展计算机的功能。
它们可以连接外部设备,如显卡、声卡、网卡等。
扩展卡和接口可以通过插槽或接口与计算机主板连接。
八、主板
主板是计算机的主要电路板,上面集成了CPU、内存插槽、扩展插槽等。
主板负责将各个组件连接起来,并提供电源和时钟信号。
九、电源
电源为计算机提供电能,使计算机能够正常工作。
电源将来自电网的交流电转换成计算机所需的直流电。
十、时钟
时钟是计算机的计时设备,它产生固定频率的时钟信号,用于控制计算机内部各个组件的协调运行。
总结:
计算机的结构组成包括中央处理器(CPU)、内存、输入输出设备、存储设备、总线、操作系统、扩展卡和接口、主板、电源和时钟等。
这些组成部分相互协作,使计算机能够执行各种计算和处理任务。
了解计算机的结构组成,有助于我们更好地理解计算机的工作原理和功能。