1.3 計算機系統的組成

　　1.計算機的基本結構

　　馮·諾依曼(美籍匈牙利數學家)對計算機結構提出的設計思想：

　　(1)計算機應由五個基本部分組成：運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備;

　　(2) 采用存儲程序的方式，程序和數據存放在同一個存儲器中;

　　(3) 指令在存儲器中按執行順序存放，由指令計數器指明要執行的指令所在的單元地址，一般按順序遞增，但可按運算結果或外界條件而改變;

　　(4) 機器以運算器為中心，輸入/輸出設備與存儲器間的數據傳送都通過運算器。

　　2.計算機工作原理 計算機的工作過程其實就是一個執行指令和程序的過程。

　　指令的執行過程：

　　第一階段，計算機將要執行的指令從內存取到CPU，此階段稱之為取指周期;

　　第二階段，CPU對取入的指令進行分析譯碼，判斷該指令要完成的操作，然后向各部件發出完成該操作的控制信號，完成該指令的功能，此階段稱之為執行周期。

　　程序的執行過程：就是逐條執行指令的過程。取指令→執行指令→取指令→執行指令……

　　指令：就是讓計算機完成某個操作所發出的命令，是計算機完成某個操作的依據。它包括操作碼和操作數兩部分。

　　操作碼：指明該指令要完成的操作。

　　操作數：是指參加運算的數或者數所在的單元地址。

　　指令的分類：包括： 數據傳送指令、算術運算指令、邏輯運算指令、移位運算指令、位與位串操作指令、控制轉移指令、輸入/輸出指令、其他指令。

　　指令系統：指一臺計算機的所有指令的集合。不同的計算機其指令系統不一定相同。

　　程序：是由一系列指令構成的有序集合。

　　3. 計算機的硬件系統 計算機硬件主要由中央處理器、主存儲器、輔助存儲器、輸入/輸出設備和總線等組成。

　　其中：中央處理器、主存儲器和總線構成“主機” ， 輔助存儲器和輸入/輸出設備構成“外設”。

　　微機的主機箱內主要有下列部件：

　　(1) 系統主板 是一塊集成電路板，是微機最主要的部件，它包括微處理器模塊、內存模塊、基本I/O接口、中斷控制器、DMA(直接存取存儲器)控制器及連接其他部件的總線。

　　微處理器 CPU ：是微機的核心部件，控制計算機的各項工作。 Pentium 處理器主要由執行單元、指令預取部件、指令譯碼部件、地址轉換與管理部件、指令快存(cache)和數據快存(cache)、總線接口部件和控制器等組成。其核心是執行單元(即運算器)，它的任務是高速完成各種算術和邏輯運算。

　　CMOS存儲器： 用來存放用戶對計算機的配置參數。存放在其中的信息可以在計算機開機時進行修改，關機后可保持設置不變。其中的信息要依靠小電池來維持，電池放電后，會使其中的信息全部丟失。

　　I/O總線： 包括傳送數據信號的數據總線DB(是雙向的)、傳送地址信號的地址總線AB(是單向的)、傳送控制信號的控制總線CB 。常用的有PCI(外圍設備接口)總線、 ISA(工業標準體系結構)總線、EISA(擴展的工業標準體系結構)總線。 通用串行總線(USB)：可以連接幾乎所有外部設備。

　　輸入/輸出接口電路：并行接口、 串行接口、軟盤接口、IDE(智能設備電子接口)硬盤接口、鍵盤接口 等。

　　中斷控制器、DMA控制器 (2) 硬盤驅動器 (3) 軟盤驅動器 (4) 光盤驅動器 (5) 電源 (6) 顯示卡 (7) 其他卡(聲卡、視卡、網卡、…)。

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