1、信息系统知识——计算机系统

计算机系统知识框图

 

 1.1 硬件知识
    所谓硬件是指构成计算机的物理设备，是计算机完成计算工作的物质基础。
    一般一个完成的硬件系统，必须包含5大功能部件：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。
（1）CPU的组成和基本工作原理
     CPU是计算机系统的核心组成部件，它由运算器和控制器两大部分组成。
     运算器是对数据进行加工处理的部件，它主要完成算术运算和逻辑运算，完成对数据的加工与处理功能。运算器最基本的结构都是由算术/逻辑运算单元（ALU）、累加器（ACC）、寄存器组、多路转换器和数据总线等逻辑部件组成。
     控制器的主要功能是从内存中取出指令，并指出下一条指令在内存中的位置，将取出的指令经指令寄存器送往指令译码器，经过对指令的分析发出相应的控制和定时信息，控制和协调计算机的各个部件有条不紊的工作，以完成指令所规定的操作。
     所以，CPU基本能工作原理为：通过控制器接收和发送命令，然后通过运算器对数据进行加工处理，实现处理命令的功能。
     CPU的主要功能可以归结为以下4点：
a）程序控制：CPU通过执行指令来控制程序的执行顺序，这是CPU的重要职能。
b）操作控制：一条指令功能的实现需要若干操作信号来完成，CPU产生每条指令的操作信号并将操作信号送往不同的部件，控制相应的部件按指令的功能要求进行操作。
c）时间控制：CPU对各种操作进行时间上的控制，这就是时间控制。CPU对每条指令的整个执行时间要进行严格控制。同时，指令执行过程中的操作信号的出现时间、持续时间及出现的时间顺序都需进行严格控制。
d）数据处理：CPU通过算术运算及逻辑运算等方式对数据进行加工处理，数据将该处理的结果为人民所利用。所以，对数据的加工处理是CPU最根本的任务。
（2）存储器的组成和基本工作原理
     存储器是用来存放各种信息（指各种数据和程序）的部件，是计算机的记忆装置。同时它也是构成计算机存储体系结构结构的核心部件。所谓计算机的存储体系结构，就是包括不同层次上的存储器，通过适当的硬件、软件有机地组合在一起形成的。
     现在的计算机存储体系结构一般都为三级存储结构，即高速缓存（CACHE）、主存储器（MM）和辅助存储器（外存储器）。