大学生计算机应用基础-计算机组成

2023-08-18 理论教育版权反馈

【摘要】：控制器是计算机的指挥和控制中心。控制器主要由指令寄存器、指令译码器、程序计数器、时序部件、操作控制部件等组成。存储器是计算机存储数据的部件，用于保存程序、数据以及运算的结果。输出设备是将计算机运算或处理的结果转换成用户所需要的各种形式输出。一台没有安装软件的计算机无法完成任何有实际意义的工作。

1.任务描述

了解计算机的软、硬件组成。

2.任务展开

现代计算机系统由硬件和软件两大部分组成。硬件是指直观的机器部分，以台式计算机为例，它包括主机、显示器、键盘和鼠标等设备；软件是相对于硬件而言的，是指为计算机运行工作服务的各种程序、数据及相关资料。

计算机硬件和软件相辅相成，缺一不可。没有软件的计算机就像一具僵硬的躯壳，无法做任何事情；同样，如果没有硬件的支持，软件将无处安身且无用武之地。计算机系统如图1-6所示。

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图1-6　计算机系统

1）硬件系统

（1）运算器。

运算器又称算术逻辑单元（Arithmetic Logic Unit，ALU），是计算机对数据进行加工处理的部件，也就是对二进制数码进行加、减、乘、除等算术运算，或进行与、或、非等基本逻辑运算，从而实现逻辑判断。运算器是在控制器的控制下实现算术、逻辑运算功能，运算结果由控制器送到内存中。

（2）控制器。

控制器是计算机的指挥和控制中心。它负责从内存中取出指令，确定指令类型，并对指令进行译码，按时间的先后顺序，向计算机的各个部件发出控制信号，使整个计算机系统的各个部件协调一致地工作，从而一步一步地完成各种操作。

控制器主要由指令寄存器、指令译码器、程序计数器、时序部件、操作控制部件等组成。

（3）存储器。

存储器是计算机存储数据的部件，用于保存程序、数据以及运算的结果。存储器包括数据寄存器和地址寄存器。数据寄存器用于暂存操作数和运算结果，地址寄存器用于存放需要访问的存储单元的地址。

（4）输入设备。

输入设备负责把用户命令，包括程序和数据输入到计算机中，是人与计算机对话的重要工具。文字、图形、声音、图像等信息都要通过输入设备才能被计算机接收。常见的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、数码相机等。

（5）输出设备。

输出设备是将计算机运算或处理的结果转换成用户所需要的各种形式输出。常见的输出设备有显示器、打印机等。

主机是硬件系统的核心，在主机箱的前、后面板上通常会配置一些设备接口、按键和指示灯等。主机的内部包含主板、CPU、内存、显卡、电源、硬盘、光驱等部件，它们共同决定了计算机的性能。各硬件如图1-7～图1-10所示。

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图1-7　机箱

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图1-8　主板

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图1-9　部分内置硬件

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图1-10　部分外接硬件

2）软件系统

软件是指为计算机运行工作服务的各种程序代码、数据、算法及相关资料。软件是计算机的灵魂，是计算机具体功能的体现，要让计算机为人们工作，必须在计算机中安装相应的软件。一台没有安装软件的计算机无法完成任何有实际意义的工作。

软件主要分为系统软件和应用软件两大类。

（1）系统软件。

系统软件是管理、监控和维护计算机资源，使计算机能够正常工作的程序及相关数据的集合，它包括操作系统（Operating System，OS）、数据库管理系统（Database Management System，DBMS）和程序设计语言等。

①操作系统：是控制和管理计算机的平台，计算机需要安装操作系统才能工作。常见的操作系统有Windows和UNIX等。其中，Windows是主流的操作系统，包括Windows 2000、Windows XP、Windows 2003、Windows 2008、Windows 7和Windows10等。

②数据库管理系统：是用户建立、使用和维护数据库的软件。目前，常用的数据库管理系统有Oracle、SQL Server等。

③程序设计语言：是用来编制各种程序所使用的计算机语言，它包括机器语言、汇编语言及高级语言等。例如C＋＋，C＃，Java等都是高级语言。

（2）应用软件。

应用软件运行在操作系统之上，是为了解决用户的各种实际问题而编制的程序及相关资源的集合，如办公软件Office、图像处理软件Photoshop、动画制作软件Flash等。

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