计算机硬件系统（一）—计算机硬件系统的组成
冯·诺依曼是美籍匈牙利数学家，他于1945年首先提出了以二进制数据为基础的存储程序自动控制思想，奠定了现代电子数字计算机的发展基础。他的基本思想可简要概括为：
- 五大部件机构体系。计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五个基本部分组成；
- 二进制指令操作。计算机内部采用二进制表示指令和数据，一条指令至少要有两部分组成：一部分是操作码，指出要完成的具体操作，即让计算机“干什么”；另一部分是地址码，指出计算机操作对象所在的“地址”；
- 存储程序自动控制。要让计算机完成某项工作，就必须事先编制好相应的程序，并把程序和原始数据存入计算机的存储器中，启动计算机后，无需人工干预，计算机从第一条指令开始逐条执行程序，使计算机在程序的控制下，自动完成解题的全过程。这就是注明的存储程序自动控制原理。
现代计算机一般都是按照冯·诺依曼基本思想设计制造的，所以称之为冯·诺依曼计算机。现代计算机硬件基本结构如下：
计算机硬件各部分功能简介：
1、运算器（Arithmetical and Logical Unit，ALU）
运算器又称算术逻辑单元。运算器的主要功能是进行算术运算和逻辑运算，大量数据的运算任务是在运算器中进行的。
算术运算包括加、减、乘、除等基本运算；逻辑运算包括逻辑判断、关系比较以及其他的基本逻辑运算，如“或”、“与”、“非”等。
2、控制器（Control Unit）
控制器是整个计算机系统的指挥控制中心，它控制计算机各部分自动协调地工作，保证计算机按照预先规定的目标和步骤有条不紊的进行操作及处理。
控制器的工作过程：
控制器和运算器合称为中央处理单元，即CPU（Central Processing Unit），它是计算机的核心部件，其性能指标主要是工作速度和计算精度，对机器的整体性能有全面的影响。
3、存储器（Memory Unit）
存储器的计算机的“记忆”装置，它的主要功能是存储程序和数据，并能在计算机运行过程中高速、自动的完成程序或数据的存取。存储器可以将输入设备接收到的信息以二进制的数据形式存到存储器中。
存储器有两种，分别叫做内存储器和外存储器。
内存储器：微型计算机的内存储器是由半导体器件构成的。从使用功能上分，有随机存储器 （Random Access Memory，简称RAM），又称读写存储器；只读存储器（Read Only Memory，简称为ROM）。
外存储器的种类很多，又称辅助存储器。外存通常是磁性介质或光盘，像硬盘，软盘，磁带，CD等，能长期保存信息，并且不依赖于电来保存信息，但是其速度与内存相比非常且价格较内存相比非常低廉。
计算机存储信息的基本单位是位（bit），即一位可以存储一个二进制数“0”或“1”，每8位二进制数合在一起称为一个字节（Byte，简称1B）。微机中存储器的一个存储单元一般存放一个字节的信息。
计算机一次可以并行处理的二进制信息量称为一个字（Word，简称1W），一个字节中所包含的二进制位数称为字长。字长越长，计算机处理信息的功能就越强。不同型号的就安吉字长是不一样的，比如，286机的字长是16位，386机和486机的字长是32位。
目前的计算机绝大多数采用按地址访问的方式在存储器中存数据和取数据，因此，存数据的存数和取数的速度是计算机系统的一个非常重要的性能指标。
衡量存储器性能优劣的主要指标有存储容量、存储速度、可靠性、功耗、体积、重量、价格等。
存储容量指存储器所能存储的全部二进制信息量，通常以字节B为单位。常见的存储容量大小的单位还有KB（千字节），MB（兆字节），GB（吉字节），TB（太字节）。换算关系为：
1 KB=1024 B; 1 MB=1024 KB; 1 GB=1024 MB; 1 TB=1024 GB
4、输入设备
将数据、程序、文字符号、图象、声音等信息输送到计算机中的设备。输入设备把各种形式的信息，如数字、文字、图像等转换为数字形式的“编码”，即计算机能够识别的用“1”和“0”表示的二进制代码，并把它们“输入”到计算机的内存中存储起来。
常见的输入设备有：键盘、鼠标、扫描仪、光笔、数字化仪、麦克风、触摸屏等。
5、输出设备
将计算机的运算结果或者中间结果打印或显示出来的设备。输出设备把计算机加工处理的结果（仍然是数字形式的编码）变换为人或其他设备所能接收和识别的信息形式，如文字、数字、图形、图像等。
常见的输出设备有：显示器、打印机、绘图仪和传真机等。
通常把输入设备和输出设备合称为I/O设备或输入/输出设备。
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