張青燕
摘要:計(jì)算機(jī)是日常工作學(xué)習(xí)必不可少的工具,掌握計(jì)算機(jī)組成原理的基礎(chǔ)知識可以讓我們的工作學(xué)習(xí)更得心應(yīng)手,也是計(jì)算機(jī)專業(yè)人員的必備知識。它的基本要求是學(xué)生應(yīng)該學(xué)懂簡單、完備的單臺計(jì)算機(jī)的基本組成原理,學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)中的入門性知識,掌握維護(hù)、使用計(jì)算機(jī)的技能。本文就計(jì)算機(jī)組成原理中主要的內(nèi)容計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成進(jìn)行探討。
關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī);組成原理;實(shí)際應(yīng)用
計(jì)算機(jī)是一門應(yīng)用廣泛、使用面積廣、技術(shù)含量高的一門學(xué)科和技術(shù)。生活中的方方面面都離不開計(jì)算機(jī)的應(yīng)用,無處不在的計(jì)算機(jī)要求我們必須掌握計(jì)算機(jī)的相關(guān)知識。而當(dāng)今信息社會,計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,各類新器件、新概念不斷涌現(xiàn),這就需要我們與時(shí)俱進(jìn),不斷去更新學(xué)習(xí)知識。本文將從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史以及實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行探討。
一臺完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)該包括硬件和軟件兩部分。通俗來講,硬件就是看得見摸得著的計(jì)算機(jī)實(shí)體部分,而軟件是看不見摸不著的具有各類特殊功能的程序。
一、硬件系統(tǒng)
硬件系統(tǒng)的組成。
以“程序存儲”概念為基礎(chǔ)的馮.諾伊曼機(jī)由運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備五部分組成。各部件的功能如下:。
1.運(yùn)算器最少包括3個(gè)寄存器來存放不同類別的操作數(shù)和1個(gè)算術(shù)邏輯單元可以完成算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算,并將運(yùn)算的結(jié)果暫時(shí)存在運(yùn)算器內(nèi)。
2.控制器由程序計(jì)數(shù)器、指令寄存器以及控制單元組成,是用來控制、指揮程序和數(shù)據(jù)的輸入、運(yùn)行以及處理運(yùn)算結(jié)果,它是計(jì)算機(jī)的神經(jīng)中樞。具體來說,它首先命令存儲器讀出一條指令(取址)。接著會對指令進(jìn)行分析,指出該指令要完成的操作并指明操作數(shù)的地址(分析)。最后完成這種操作(執(zhí)行)。
3.存儲器是用來存放數(shù)據(jù)和程序的,包含主存儲器(內(nèi)存)和輔助存儲器(外存)兩類。內(nèi)存直接與cpu連接可以直接與cpu交換信息,外存則需要通過內(nèi)存和cpu交換信息。
4.輸入設(shè)備用來輸入原始數(shù)據(jù),并將這些我們熟悉的信息形式轉(zhuǎn)換成機(jī)器能識別的信息形式。常見的有鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀等。
5.輸出設(shè)備可將計(jì)算機(jī)的計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)換成我們熟悉的信息形式。最常用有打印機(jī)、顯示器,打印機(jī)可以將結(jié)果打印在紙上,顯示器將結(jié)果顯示在屏幕上。除此之外,為了確保人工輸入的準(zhǔn)確性,當(dāng)我們將信息通過鍵盤輸入時(shí),信息可以在屏幕上顯示出來,方便我們進(jìn)行信息的校對。
計(jì)算機(jī)的5大部件會在控制器的指揮下,有條不紊的進(jìn)行密切的配合工作。運(yùn)算器和控制器通常合起來成為中央處理器,就是我們通常所說的cpu。輸入設(shè)備和輸出設(shè)備簡稱為I/O設(shè)備。這樣,現(xiàn)代計(jì)算機(jī)可以認(rèn)為是由三部分組成:cpu、主存儲器和I/O設(shè)備,而cpu和主存儲器合起來可稱為主機(jī),I/O設(shè)備又稱為外部設(shè)備。
二、軟件系統(tǒng)
軟件是指能在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的各種程序,包括各種有關(guān)的文檔??偟膩碚f,程序、數(shù)據(jù)及其相關(guān)文檔統(tǒng)稱為軟件。通常將軟件分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類。
(一)系統(tǒng)軟件
本身不提供或提供很少的應(yīng)用層面功能,主要為其他軟件提供服務(wù)的軟件。包括:
1.操作系統(tǒng),它是管理和控制計(jì)算機(jī)軟、硬件資源,提高計(jì)算機(jī)的利用率,是計(jì)算機(jī)與用戶之間的接口,使用戶通過操作系統(tǒng)提供的命令或菜單方便地使用計(jì)算機(jī)。操作系統(tǒng)具有處理器管理、存儲管理、I/O設(shè)備管理、文件管理和用戶接口等功能。常見的操作系統(tǒng)有DOS、Windows95/98/2000、Windows NT;UNIX、NetWare、Linux。
2.語言處理程序,比如將匯編語言翻譯成機(jī)器的語言的匯編程序、將高級語言翻譯成機(jī)器語言的編譯程序。
3.數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心,是管理數(shù)據(jù)庫的軟件。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)就是實(shí)現(xiàn)把用戶意義下抽象的邏輯數(shù)據(jù)處理,轉(zhuǎn)換成為計(jì)算機(jī)中具體的物理數(shù)據(jù)處理的軟件。有了數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),用戶就可以在抽象意義下處理數(shù)據(jù),而不必顧及這些數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的布局和物理位置。
4.標(biāo)準(zhǔn)程序庫,它是有組織的集合。把經(jīng)常用的計(jì)算過程與計(jì)算方法編成精度較高、運(yùn)算速度較快而又盡可能短的典型程序,稱為“標(biāo)準(zhǔn)程序”,將它們存放在磁帶、 磁盤或磁鼓等外存儲器中,即構(gòu)成“標(biāo)準(zhǔn)程序庫”。建立標(biāo)準(zhǔn)程序庫可使自動制圖中避免重復(fù)勞動,提高工效。
5.網(wǎng)絡(luò)軟件,是在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,用于支持?jǐn)?shù)據(jù)通信和各種網(wǎng)絡(luò)活動的軟件。連入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng),通常根據(jù)系統(tǒng)本身的特點(diǎn)、能力和服務(wù)對象,配置不同的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)。其目的是為了本機(jī)用戶共享網(wǎng)中其他系統(tǒng)的資源,或是為了把本機(jī)系統(tǒng)的功能和資源提供給網(wǎng)中其他用戶使用。
除此之外,還包括服務(wù)程序等。
(二)應(yīng)用軟件
應(yīng)用軟件指用于各種不同具體應(yīng)用問題的專門軟件。是針對某個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的具體問題而開發(fā)和研制的程序。必須在系統(tǒng)軟件的支持下才能工作,具有很強(qiáng)的實(shí)用性和專業(yè)性。常用的應(yīng)用軟件有:
1.文字處理軟件:WPS、Word等。
2.電子表格軟件:Excel、Lotus等。
3.圖形處理軟件:3ds、Max等。
4.課件制作軟件:PowerPoint、Authorware等。
5.多媒體處理軟件:RealPlay、MediaPlayer等。
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