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计算机系统组成与基本工作原理

计算机系统结构JohnvonNeumann
冯诺依曼程序和指令
计算机执行指令的过程：
将要执行的指令从内存调入CPU，由CPU对该条指令进行分析译码，判断该指令所要完成的操作，然后向相应部件发出完成操作的控制信号，从而完成该指令的功能。

程序的执行过程：
CPU从内存中读取一条指令到CPU内执行，该指令执行完，再从内存读取下一条指令到CPU内执行。CPU不断地读取指令、执行指令，直至执行完所有的指令。整个过程由计算机协同操作完成。二、计算机硬件系统1、主机（1）主板
主板(MotherBoard,mainBoard,SystemBoard)是微型计算机中最大的一块集成电路板，是其它部件和外部设备的连接载体。（2）中央处理器

中央处理器CPU（CentralProcessingUnit）又称中央处理单元。
CPU由控制器和运算器组成，通常集中在一块芯片上，是计算机系统的核心设备。
计算机以CPU为中心，输入和输出设备与存储器之间的数据传输和处理都通过CPU来控制执行。中央处理器组成之

控制器
控制器是对输入的指令进行分析，并统一控制计算机的各个部件完成一定的任务的部件。它一般由指令寄存器、指令译码器、时序电路和控制电路组成。

运算器
运算器又称算术逻辑单元ALU（ArithmeticLogicUnit）。运算器的主要任务是执行各种算术运算和逻辑运算。计算机所完成的全部运算都是在运算器中进行的，根据指令所规定的寻址方式，运算器从存储器或寄存器中取得操作数，进行计算后，送回到指令所指定的寄存器中。运算器的核心部件是加法器和若干个寄存器，加法器用于运算，寄存器用于存储参加运算的各种数据以及运算后的结果。中央处理器CPU存储器是一种具有保存和存取信息（程序、数据）的设备/器件，是计算机系统不可或缺的资源。

现代微型计算机的存储系统结构：
高速缓存--主存--外存
为什么采用这种结构？
指令执行速度依赖于内存读写速度
高速CPU需配置高速内存
大软件需配置大容量内存

高速度
低成本
大容量信息的存储单位认识计算机内存
。认识计算机外存CD-ROM光驱

数据传输速率（Sustaineddatatransferrate）是CD-ROM光驱最基本的性能指标，它是指CD-ROM光驱在1秒的时间内所能读取的最大数据量。
平均访问时间（Averageaccesstime）又称“平均寻道时间”是指CD-ROM光驱的激光头从原来的位置移动到一个新指定的目标（光盘的数据扇区）位置并开始读取该扇区上的数据这个过程中所花费的时间。
CPU占用时间（CPUloading）指CD-ROM光驱在维持一定的转速和数据传输速率时所占用CPU的时间。DVD-ROM

DVD-ROM是CD-ROM的后继产品，DVD-ROM盘片的尺寸与CD-ROM盘片完全一致。但不同的是DVD盘光道之间的间距由原来的1.6um缩小至0.74um，而记录信息的最小凹凸坑长度由原来的0.83um缩小到0.4um。这直接导致了单面单层的DVD盘的存储容量可提高至4.7GB，是CD-ROM的7倍，而且DVD驱动器具有向下的兼容性，即也可以读取CD-ROM的光盘。U盘

Flash存储设备是一种非易失性半导体移动存储器。它通过USB接口与计算机交换数据，通常被称为“优盘”，又称为“闪存盘”。优盘具有即插即用的特点。用户只需将它插入USB接口，计算机就可以实现自动检测，在读写数据方面非常方便。由于优盘具有存储容量大、抗震、价格便宜、便于携带等诸多优点，故而已经取代软盘成为最常用的移动存储设备。目前优盘的存储容量已经达到4GB以上，一般都可重复擦写百万次以上。输入设备
输入设备是用来接受用户输入的原始数据和程序，并将它们变为计算机能识别的二进制数存放到内存中。常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪等。输出设备
输出设备用于将存放在内存中由计算机处理的结果转变为人们所能接受的形式。常用的输出设备有显示器、打印机等。微机显示系统由显示器和显示控制适配卡（Adapter，简称显示适配卡或显示卡）组成。

显示器
显示器又称监视器（Monitor），是微机系统的标准输出设备，它能快速地将计算机输入的原始信息和运算结果直接转换成人能直接观察和阅读的光信号，输出信息可以是字符、汉字、图形或图像。
按所使用的器件，显示器可分为以阴极射线管为核心的CRT显示器与平板显示器。
显示器的主要技术指标：像素、点距和分辨率、扫描方式。显示卡
显示适配器简称显示卡。一般插在主板的扩展槽内，通过总线与CPU相连。当CPU有运算结果或图形要显示的时，将信号送显示卡，由显示卡的图形处理芯片把它们翻译成显示器能够识别的数据格式，并通过显示卡后面的一根15芯VGA接口和显示电缆传给显示器。