计算机常见的知识点(3)

计算机系统

系统的构成

一个完整的计算机系统是由硬件和软件组成

硬件是由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五部分组成

其中：中央处理器(简称CPU)=运算器+控制器

主机=中央处理器+主存储器

计算机软件包括计算机本身运行所需要的系统软件和用户完成任务所需要的应用软件

冯·诺依曼型计算机的结构

将程序和数据事先存放在外存储器中，在执行时将程序和数据先从外存装入内存中，然后使计算机在工作时自动地从内存中取出指令并加以执行

主要特点是：

(1) 采用二进制形式表示程序和数据

(2) 计算机硬件是由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成

(3) 程序和数据以二进制形式存放在存储器中

(4) 控制器根据存放在存储器中的指令 (程序) 工作

中央处理器 CPU

CPU：运算器部件、寄存器部件和控制器部件

CPU从存储器取出指令，放入CPU内部的指令寄存器，并对指令译码。执行微操作系列，从而完成一条指令的执行

CPU的主要性能指标 ：

 主频/外频（主频=外频×倍频，即CPU工作频率）

 数据总线宽度（即字长，指CPU传输数据的位数）

 地址总线宽度（CPU可访问的地址空间）

 运算速度（CPU每秒能处理的指令数）

运算器 ：

运算器是完成算术和逻辑运算的部件，运算器的核心部件是:

(1) 运算逻辑部件

(2) 寄存器部件

控制器：

控制器负责从存储器中取出指令，并对指令进行译码，并根据译码的结果，按先后顺序，负责向其它各部件发出控制信号，保证各部件协调一致地完成各种操作

控制器主要由以下部件组成：

•  程序计数器 存放下一条将要执行的指令在内存中的地址；
•  指令寄存器 保存现在正在执行的指令；
•  指令译码器 用来识别指令的功能，分析指令的操作要求；

④ 时序部件 产生计算机工作中所需的各种定时控制信号，对各种微操作控制信号进行定时控制。以协调各部件的工作顺序；

•  微操作控制电路 一条指令的执行可以分解为一系列不可再分的微操作命令信号，即微命令，以指挥整个计算机有条不紊地工作

主存储器

主存储器，简称主存，也叫内存储器 (简称内存)，内存分为只读存储器和随机读写存储器

①只读存储器ROM

• 特点：存储的信息只能读出，不能随机改写或存入，断电后信息不会丢失，可靠性高

• 随机存储器RAM

特点：用于存放原始数据、中间结果、最终结果。开机前是空的，断电后数据消失

RAM 分类:

1）SRAM：静态RAM。不需要充电来保持数据完整性，成本高且集成低，一般做高速缓冲存储器

2）DRAM：动态RAM 需要定时充电来保持数据的完整性，通常所说的“内存”主要由它构成

总线

•  地址总线 传输的是地址信号，一般是单向传输 当CPU需要访问某个外设时，它向地址总线发出相应外设的地址信号，以选择某个外设
•  数据总线 传输的是数据，一般是双向传输 CPU进行“读”时，数据由外设流向CPU，当CPU进行“写”时，数据由CPU流向外设
•  控制总线 有的是CPU向内存或外部设备发出的信号；有的是内存或外部设备向CPU发出的信号 对每条控制线而言信号是单向传送，但作为整体是双向

接口

(1) 内置I/O接口

将I/O接口电路内嵌在主板中，由主板提供外设接口电路插座，如键盘接口、鼠标接口、USB接口、串口、并口及软硬盘接口等

(2) 外置I/O接口

将I/O接口集成到一块独立的电路板(接口卡)上，接口卡必须插在总线扩展插槽上(如PCI、PCI Express插槽等)

输入/输出子系统 简称外设

• 非存储设备 常见的有；键盘、鼠标和显示器、打印机

• 存储设备 也叫外存。通常分为磁介质（磁盘和磁带）、光介质（CD）、半导体介质(U盘)

硬盘

硬盘是微机最重要的外部存储器，常用于安装微机运行所需的系统软件和应用软件，以及存储大量数据

硬盘格式化

•  硬盘低级格式化 主要是对一个新硬盘划分磁道和扇区

•  硬盘分区 把硬盘划分为成若干个相对独立的逻辑分区 
•  硬盘高级格式化 高级格式化主要是对指定的硬盘分区进行初始化，建立文件分配表以便系统按指定格式存储文件

打印机

常用的有针式打印机、喷墨打印机和激光打印机等。

•  针式打印机特点 利用钢针击打色 缺点是打印质量差、速度慢、噪声大；优点是可以打多联纸，耗材相对较便宜
•  喷墨打印机特点 打印头上有若干个喷头 与其它两类打印机相比，在打印质量、速度、噪声及成本方面处于中等层次
•  激光打印机特点 利用激光可以形成很细的光点，碳粉 硒鼓 优点是打印速度快、噪音低、质量好，缺点是价格及打印成本较高

计算机指令系统

指令：是指计算机执行特定操作的命令。是程序设计的最小语言单位

指令构成：操作码+地址码（操作码和操作数）

指令系统：是指一台计算机所能执行的全部指令的集合。不同型号的计算机有不同的指令系统。它反映了计算机的处理能力。

• 取指令 ②分析指令 ③执行指令 ④一条指令执行完成 再回到①取指令阶段开始下一指令的执行

计算机硬件系统的性能指标

(1) CPU的主频 主频越高，单位时间内完成的指令数也越多，CPU工作的速度也就越快

(2) 字长 字长越长，计算机一次所能处理信息的位数就越多，表现为计算机的运算速度越快

(3) 运算速度 是指计算机每秒钟执行的指令数，单位是MIPS，即每秒百万条指令

(4) 内存容量 内存容量越大，一次读入的程序、数据就越多，计算机的运行速度也就越快

(5) 内存存取速度 内存连续启动两次独立的“读”或“写”操作所需的最短时间，称为存取周期

(6) I/O速度 I/O的速度是指CPU与外部设备进行数据交换的速度