Question

计算机硬件系统主要由什么组成?主要功能是什么?

Answer 1

电源＼硬盘＼内存＼主板＼显卡＼机箱＼CPU
计算机系统组成：硬件系统和软件系统

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。

1B=8bits（1字节=8位）
1KB=1024B
1MB=1024KB
1GB=1024MB
1TB=1024GB

例：已知8位微机内存容量为64KB,求用于存放有效地址的程序计数器应设几位？

（程序计数器为控制器中用于存放下一条指令地址的部件）

解：64KB=64*1024B=26*210B=216B

∴程序记数器应为16位。（即地址线为16根）

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。主要特点：存取速度快，容量小，价格昂贵。

ROM：只读存储器。特点：只能读，不能写；断电后信息不会丢失。主要用来存放固定不变的基本输入输出程序。

RAM：随机存取存储器。特点：可读可写；但断电后信息全部丢失。

微机内存容量的大小，一般是指RAM的大小。目前微机常见的内存配置为64MB、128MB、256MB或512MB。

计算机的存储机制－外存

外存：用来存放暂时不用或需保存的程序或数据。当需要使用外存中的信息时，必须将其调入RAM中才能被CPU执行和处理。主要特点：存取速度慢，容量大，价格便宜。

微型计算机的外存一般有：软盘、硬盘和光盘。

软磁盘存储器（简称软盘）：由软磁盘、软盘驱动器和软盘驱动卡组成。微机常用3.5寸软盘，容量1.44MB。注意：软盘上的写保护口是设置保护软盘上数据的装置。

软盘存储的信息是按磁道和扇区组织存储的。磁道为一个个的同心圆，各道周长不同，但却存储等量的数据。每个磁道又等分为若干扇区，每个扇区可存储若干个字节。扇区数和字节数由格式化程序决定。

格式化：对磁盘进行分磁道和扇区并写上各个扇区的地址标记。格式化后的磁盘产生四个区域：引导区、文件分配表区、文件目录区及数据区。

写保护缺口：控制软盘的读写操作。

软盘的容量计算：字节数/每扇区×扇区数/每磁道×磁道数/每面×面数

如3.5_软盘的容量为:
512B×18×80×2=1474560B=1.44MB

硬磁盘存储器（简称硬盘）：由硬磁盘和硬盘驱动器组成。硬盘是按柱面、磁头号和扇区号的格式组织存储信息的。柱面由一组磁盘的同一磁道在纵向上所形成的同心园柱面构成，柱面上的各个磁道和扇区的划分与磁盘相同。硬盘被封闭在一个金属体内，数据在硬盘上的位置通过柱面号、磁头号和扇区号三个参数确定。微机常用的硬盘有10GB、20G、30G、40G、60G、80G、100G、120G等多种。

光盘存储器：由光盘片和光盘驱动器构成。目前主要有三种类型的光盘：只读型光盘（CD-ROM)、一次写入型光盘和可擦写型光盘。5.25寸CD-ROM容量650MB～1GB。

计算机的输入设备

输入设备是向计算机中输入信息（程序、数据、声音、文字、图形、图像等）的设备。微型计算机中常见的输入设备有：键盘、鼠标、图形扫描仪、触摸屏、条形码输入器、光笔等。外存储器也是一种输入设备。

键盘

鼠标可按结构分为：机电式和光电式鼠标。

计算机的输出设备

计算机的输出设备主要有显示器、打印机和绘图仪等。外存储器也是一种输出设备。

显示器有阴极射线管显示器、液晶显示器和等离子体显示器等多种，又分为14寸、15寸、17寸、17寸纯平。显示器上的内容由像素组成，像素总和是分辨率；常见的高分辨率为：640*480/1024*768/1280*1024；分辨率越高，其清晰程度越好。显示器与主机的接口为显卡，常见的显卡有VGA、SVGA等。彩显卡所支持的颜色数量是显卡的一个重要指标,主要取决于显存RAM的大小。

例：分辨率为320×200，每像素点要求显示4种颜色，则由22=4可知每像素点颜色占用2bit，共需2×320×200=16000B的显存。

常见的打印机有：针式打印机、激光打印机和喷墨打印机。

计算机的其它部件

主板：微机采用一种“积木式”的体系结构，主板是一块印刷电路板，有多个长方形的插槽，CPU、内存、显卡、多功能卡等都可以插在主板上。多功能卡上有串行口（用来连接鼠标）和并行口（用来连接打印机等外设）。另外声霸卡、视卡、调制解调器等也将插在主板上。

接口：输入/输出接口电路是微处理器与外部设备之间的信息变换和实现缓冲功能必不可少的部件。

总线（BUS）是连接微机各部件之间的一组公共信号线，是计算机中传送数据和信息的公共通道。根据所传送信息的不同，总线分为地址总线（AB)、数据总线(DB)和控制总线(CB)。