⑴ 简要说明计算机系统的构成与工作原理
计算机的工作原理
半个世纪以来,计算机已发展成为一个庞大的家族,尽管各种类型的性能、结构、应用等方面存在着差别,但是它们的基本组成结构却是相同的。现在我们所使用的计算机硬件系统的结构一直沿用了由美籍着名数学家冯?诺依曼提出的模型,它由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大功能部件组成。
随着信息技术的发展,各种各样的信息,例如:文字、图像、声音等经过编码处理,都可以变成数据。于是,计算机就能够实现多媒体信息的处理。
各种各样的信息,通过输入设备,进入计算机的存储器,然后送到运算器,运算完毕把结果送到存储器存储,最后通过输出设备显示出来。整个过程由控制器进行控制。
计算机系统的基本硬件组成及工作原理示高洞如意图
动态随机存储器使用半导体器件中分布电容上有无电荷来表示 “0”和 “1”的,因为保存在分布电容上的电荷会随着电容器的漏电而逐步消失,所以需要周期性的给电容充电,称为刷新。这类存储器集成度高、价格低、存储速度慢。
随机存储器存储当前使用的程序和数据,一旦机器断电,就会丢失数据,而且无法恢复。因此,用户在操作计算机过程中应养成随时存盘的习惯,以免断电时丢失数据。
②ROM
只读存储器(ROM)只能做读出操作而不能做写入操作。只读存储器中的信息是在制造时用专门的设备一次性写入的,只读存储器用来存放固定不变重复执行的程序,只读存储器中的内容是永久性的,即使关机或断电也不会消失。
目前,有多种形式的只读存储器,它们在特定条件下可以擦除,重写信息,常见的有如下几种:
PROM:可编程的只读存储器。 (Programmable ROM)
EPROM:可擦除的可编程只读存储器。(Erasable ROM)
EEPROM:可用电擦除的可编程只读存储器。(Electronic Erasable ROM / E2PROM )
CPU(运算器和控制器)和主存储器组成了计算机的主机部分。
(2)外存储器
外存储器大都采用磁性和光学材料制成。与内存储器相比,外存储器的特点是存储容量大,价格较低,而且在断电的情况下也可以长期保存信息,所以称为永久性存储器。缺点是存取速度比内存储器慢(依靠机械转动选择数据区域),常见的外存储器有以下几种:
硬盘:硬盘的特点是可靠性高,存储容量大,读写速度快,对环境要求不高。缺点是不便于携带,切工作时应避免振动。
光盘:光盘是用光学的方式制成的,光盘盘片上有一层可塑材料。写入数据时,永高能激光束照射光盘片,可在可塑层上灼出极小的坑,并以有无小坑表示数字 “ 0”和 “ 1”,当数据全部写入光盘后,再在可塑层上喷涂一层金属材料,这样光盘就不能再写入数据。再读出数据时,永低能激光束入射光盘,利用盘表面上的小坑和平面处的不同反射来区分 “ 0”和 “ 1”。目前微型计算机中大都配有只读式光盘(COMPACT DISK READ ONLY MEMORY,简称 CD-ROM),每张关盘容量可达 650MB,DVD可达4G,可存放程序,文本,图象,音乐和电影等各种信息。
4、输入设备
键盘(Keyboard )、鼠标(Mouse )、手写笔、触摸屏、麦克风 、扫描仪(Scanner )、条形码扫描、视 频输入设备。
5、输出设备
o显示器(Monitor ):目前主要有 CRT (阴极射线管)显示器和 LCD 液晶显示器。
o打印机(Printer ):主要有针式打印机、喷墨打印机、激光打印机。
o绘图仪 o音箱
*总线
计算机总线是一组连接各个部件的公共通信线。计算机中的各个部件是通过总线相连的,因此各个部件间的通信关系变成面向总线的单一关系。但是任一瞬间总线上只能出现一个部件发往另一个部件的信息,这意味着总线只能分时使用,而这是需要加以控制的。总线使用权的控制是设计计算机系统时要认真考虑的重要问题。
总线是一组物理导线,并非一根。根据总线上传送的信息不同,分为数据总线DB(Data Bus)、地址总线AB(Address Bus)和控制总线CB(Control Bus)。
① 地址总线
地址总线传送地址信息。地址是识别信息存放位置的编号,主存储器的每个存储单元及 I/O接口中不同的设备都有各自不同的地址。地址总线是 CPU向主存储器和 I/O接口传送地址信息的通道,它是自 CPU向外传输的单向总线。 地址总线的位数决定了CPU可直接寻址的内存空间大小,比如8位微机的地址总线为16位,则其最大可寻址空间为2^16=64KB,16位微型机的地址总线为20位,其可寻址空间为2^20=1MB。一般来说,若地址总线为n位,则可寻址空间为2n字节。
②数据总线
数据总线传送系统中的数据或指令。数据总线是双向总线,一方面作为 CPU向主存储器和 I/O接口传送数据的通道。另一方面,是主存储器和 I/O接口向 CPU传送数据的通道,数据总线的宽度与 CPU的字长有关。通常与微处理的字长相一致。例如Intel 8086微处理器字长16位,其数据总线宽度也是16位。需要指出的是,数据的含义是广义的,它可以是真正的数据,也可以指令代码或状态信息,有时甚至是一个控制信息,因此,在实际工作中,数据总线上传送的并不一定仅仅是真正意义上的数据。
③控制总线
控制总线传送控制信号。控制总线是 CPU向主存储器和 I/O接口发出命令信号的通道,又是外界向 CPU传送状态信息的通道。
我们通常用总线宽度和总线频率来表示总线的特征。总线宽度为一次能并行传输的二进制位数,即 32位总线一次能传送 32位数据, 64位一次能传送 64位数据。总线频率则用来表示总线的速度。
⑵ 在计算机中,数据信息从什么存储器读至运算器
内存储器
⑶ 计算机中信息的处理流程是怎么样的
提取阶段:由输入设备把原始数据或信息输入给计算机存储器存起来。解码阶段:根据CPU的指令集架构(ISA)定义将数值解译为指令。执行阶段:再由控制器把需要处理或计算的数据调入运算器。最终阶段:由输出设备把最后运算结果输出。
计算机(computer)俗称电脑,是现代一种用于高速计算的电子计算机器,可以进行数值计算,又可以进行逻辑计算,还具有存储记忆功能。是能够按照程序运行,自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。
由硬件系统和软件系统所组成,没有安装任何软件的计算机称为裸机。可分为超级计算机、工业控制计算机、网络计算机、个人计算机、嵌入式计算机五类,较先进的计算机有生物计算机、光子计算机、量子计算机等。
计算机发明者约翰·冯·诺依曼。计算机是20世纪最先进的科学技术发明之一,对人类的生产活动和社会活动产生了极其重要的影响,并以强大的生命力飞速发展。它的应用领域从最初的军事科研应用扩展到社会的各个领域,已形成了规模巨大的计算机产业,带动了全球范围的技术进步。
⑷ 计算机有数据信息和控制信息,在运算器中进行运算的数据信息来自()
D内存储器
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