2022年2022年计算机的组成部分及功能 .pdf

《2022年2022年计算机的组成部分及功能 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年2022年计算机的组成部分及功能 .pdf（9页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、计算机的组成部分及功能由运算器，控制器，存储器，输入装置和输出装置五大部件组成计算机，每一部件分别按要求执行特定的基本功能。运算器或称算术逻辑单元（Arithmeticaland Logical Unit）运算器的主要功能是对数据进行各种运算。这些运算除了常规的加、减、乘、除等基本的算术运算之外，还包括能进行“逻辑判断”的逻辑处理能力，即“与”、“或”、“非”这样的基本逻辑运算以及数据的比较、移位等操作。存储器（Memory unit）存储器的主要功能是存储程序和各种数据信息，并能在计算机运行过程中高速、自动地完成程序或数据的存取。存储器是具有“记忆”功能的设备，它用具有两种稳定状态的物理器件

2、来存储信息。这些器件也称为记忆元件。由于记忆元件只有两种稳定状态，因此在计算机中采用只有两个数码“0”和“1”的二进制来表示数据。记忆元件的两种稳定状态分别表示为“0”和“1”。日常使用的十进制数必须转换成等值的二进制数才能存入存储器中。计算机中处理的各种字符，例如英文字母、运算符号等，也要转换成二进制代码才能存储和操作。存储器是由成千上万个“存储单元”构成的，每个存储单元存放一定位数（微机上为8 位）的二进制数，每个存储单元都有唯一的编号，称为存储单元的地址。“存储单元”是基本的存储单位，不同的存储单元是用不同的地址来区分的，就好像居民区的一条街道上的住户是用不同的门牌号码来区分一样。计算机

3、采用按地址访问的方式到存储器中存数据和取数据，即在计算机程序中，每当需要访问数据时，要向存储器送去一个地址指出数据的位置，同时发出一个“存放”命令（伴以待存放的数据），或者发出一个“取出”命令。这种按地址存储方式的特点是，只要知道了数据的地址就能直接存取。但也有缺点，即一个数据往往要占用多个存储单元，必须连续存取有关的存储单元才是一个完整的数据。计算机在计算之前，程序和数据通过输入设备送入存储器，计算机开始工作之后，存储器还要为其它部件提供信息，也要保存中间结果和最终结果。因此，存储器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。控制器（Control Unit）控制器是整个计算机系

4、统的控制中心，它指挥计算机各部分协调地工作，保证计算机按照预先规定的目标和步骤有条不紊地进行操作及处理。控制器从存储器中逐条取出指令，分析每条指令规定的是什么操作以及所需数据的存放位置等，然后根据分析的结果向计算机其它部分发出控制信号，统一指挥整个计算机完成指令所规定的操作。因此，计算机自动工作的过程，实际上是自动执行程序的过程，而程序中的每条指令都是由控制器来分析执行的，它是计算机实现“程序控制”的主要部件。通常把控制器与运算器合称为中央处理器（Central ProcessingUnit-CPU）。工业生产中总是采用最先进的超大规模集成电路技术来制造中央处理器，即CPU芯片。它是计算机的核

5、心部件。它的性能，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。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 9 页 -输入设备(Input device)用来向计算机输入各种原始数据和程序的设备叫输入设备。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(实际上是电信号)，并把它们“输入”（INPUT）到计算机内存储起来。键盘是必备的输入设备、常用的输入设备还有鼠标器、图形输入板、视频摄像机等。输出设备(Output device)从计算机输出各类数据的设备叫做输出设备。输出设备把计算机加工处理

6、的结果（仍然是数字形式的编码）变换为人或其它设备所能接收和识别的信息形式如文字、数字、图形、声音、电压等。常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪等。通常把输入设备和输出设备合称为I/O 设备（输入输出设备）。总线（Bus）是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线，它是由导线组成的传输线束，按照计算机所传输的信息种类，计算机的总线可以划分为数据总线、地址总线和控制总线，分别用来传输数据、数据地址和控制信号。总线是一种内部结构，它是 cpu、内存、输入、输出设备传递信息的公用通道，主机的各个部件通过总线相连接，外部设备通过相应的接口电路再与总线相连接，从而形成了计算机硬件系统。在计算机系统中

7、，各个部件之间传送信息的公共通路叫总线，微型计算机是以总线结构来连接各个功能部件的。a.主板的总线在计算机科学技术中，人们常常以MHz表示的速度来描述总线频率。计算机总线的种类很多，前端总线的英文名字是FrontSideBus，通常用FSB表示，是将CPU连接到北桥芯片的总线。计算机的前端总线频率是由CPU和北桥芯片共同决定的。b.硬盘的总线总线可以分为传输数据的数据总线、传输控制信息的控制总线和连接各个芯片地址的地址总线。一般有SCSI、ATA、SATA等几种。SATA 是串行ATA的缩写，为什么要使用串行ATA就要从PATA 并行ATA的缺点说起。我们知道ATA或者说普通IDE 硬盘的数据

8、线最初就是40 根的排线，这40 根线里面有数据线、时钟线、控制线、地线，其中32根数据线是并行传输的（一个时钟周期可以同时传输4 个字节的数据），因此对同步性的要求很高。这就是为什么从PATA-66（就是常说的DMA66）接口开始必须使用80根的硬盘数据线，其实增加的这40 根全是屏蔽用的地线，而且只在主板一边接地（千万不要接反了，反了的话屏蔽作用大大降低），有了良好的屏蔽硬盘的传输速度才能达到 66MB/s、100MB/s和最高的133MB/s。但是在PATA-133 之后，并行传输速度已经到了极限，而且PATA的三大缺点暴露无遗：信号线长度无法延长、信号同步性难以保持、5V 信号线耗电较

9、大。那为什么SCSI-320 接口的数据线能达到320MB/s 的高速、名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 9 页 -而且线缆可以很长呢？你有没有注意到SCSI 的高速数据线是“花线”？这可不是为了好看，那“花”的部分实际上就是一组组的差分信号线两两扭合而成，这成本可不是普通电脑系统愿意承担的。c.其他的总线计 算 机 中 其 他 的 总 线 还 有：通 用 串 行 总 线 USB（UniversalSerialBus）、IEEE1394、PCI等等。计算机存储单位一般用B，KB、MB、GB、TB、PB、EB、ZB、YB、BB来表示，它们之间的关系是：位bit(比特)

10、(BinaryDigits)：存放一位二进制数，即0 或1，最小的存储单位。字节byte：8 个二进制位为一个字节(B)，最常用的单位。存储单位b 与 B的区别上面的换算相信大家已看过了，可说起存储容量单位，大家很自然的会想起自己的硬盘有多GB、内存有多少MB。在上一期有关硬盘容量的介绍中，我们也知道了字节(B)是电脑中表示信息含义的最小单位，通常情况下一个ACSII 码就是一个字节的空间来存放。而事实上电脑中还有比字节更小的单位，因为一个字节是由八个二进制位组成的，换一句话说，每个二进制位所占的空间才是电脑中最小的单位，我们把它称为位，也称比特。由此可见，一个字节等于八位。人们之所以把字节称

11、为电脑中表示信息含义的最小单位，是因为一位并不能表示我们现实生活中的一个相对完整的信息。有的时候，为了简写，我们会把位的单位缩写成b，这个时候大家一定会有疑问了，因为字节的单位我们用B 表示，两者不就是一样了吗?其实，字节的表示单位B是 Byte 的缩写，位的表示单位b 是 bit的缩写，1b 与 1B 之间只要大小写不同，那么表示的含义也不同，因为8b 才等于1B。大家可能会有疑问，位它到底有什么用呢？一般来说，我们讲到存储设备时，都是按照字节进行换算，例如1GB=1024MB=1024*1024KB。但是在网络传输之中，数据传输则是按照位进行传输的。这就可以解释为什么自己家里的宽带ADSL

12、是 1MB的带宽，但是下载数据却只能在100KB 左右徘徊。因为 1Mb=1024Kb，由于字节与位之间的关系是八倍，因此将1024Kb 除以 8 就得到128KB。由此可见，实现上网络传输带宽中的1M只等于电脑中的128KB。这样加上信号的衰减，一般只能保持在100KB 左右。相同的道理，我们的网卡一般都是100M 的，但是为什么传输速度达不到这么高呢？因为100Mb，将其除以8 得到12.5MB，这就是我们网卡能够达到的最高速度了。相同的道理同样出现在硬盘容量的表达上，这也是为什么硬盘制造商所说的硬盘容量与我们实际看到的容量不同的原因。解释换算进率名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整

13、理-第 3 页，共 9 页 -解释一下为什么计算机储存单位的进率是1024 而不是1000。因为目前计算机都是二进制的，让它们计算单位，只有2 的整数幂时才能非常方便计算机计算，因为电脑内部的电路工作有高电平和低电平两种状态.所以就用二进制来表示信号，(控制信号和数据)，以便计算机识别。而人习惯于使用10 进制，所以存储器厂商们才用1000 作进率。这样导致的后果就是实际容量要比标称容量少，不过这是合法的。1024是 2 的 10 次方，因为如果取大了，不接近10 的整数次方，不方便人们计算；取小了，进率太低，单位要更多才能满足需求，所以取2 的 10 次方正好。计算实例：标称100GB 的硬

14、盘，其实际容量为100100010001000字节/10241024102493.1GB可见产品容量缩水只要满足计算的实际容量结果（上下误差应该在1%内），你买的就是正品，没被骗。ACSII信息在计算机上是用二进制表示的，这种表示法让人理解就很困难。因此计算机上都配有输入和输出设备，这些设备的主要目的就是，以一种人类可阅读的形式将信息在这些设备上显示出来供人阅读理解。为保证人类和设备，设备和计算机之间能进行正确的信息交换，人们编制的统一的信息交换代码，这就是ASCII 码表，它的全称是“美国信息交换标准代码”。国际码定义中国 汉字通 行的国际标准为 我国于1981 年制 订的“信息 交换用 汉

15、字编码字符集”,其标准号为GB2312 80,简称国际码,是我国应用最广泛的汉字编码字符集。根据 GB2312-80，GB 标准汉字6763 个，加上其它字符分成87 区 94 位，每一个汉字都可用一个十进制的区号+位号来表示，这就是区位码。而国标码则是十六进制的双字节代码，每个字节分别对应区号和位号，所以只要对十进制的区位码分别将区号和位号转换成十六进制就是国标码。而机内码则是国标码在计算机内的存放形式，为了与ASCII 码兼容，汉字机内码每个字节的最高位必须是“1”，所以只要将国标码加上8080H就成为机内码。1.1 编程语言及其发展1.1.1 计算机编程语言所谓计算机程序，是计算机所执行

16、的一系列指令的集合，通过这些指令集合，计算机可以实现数值计算、信息处理、信息显示等功能。常见的高级编程语言包括：*DOS 应用程序：Fortran、Basic、Pascal、C*Windows 应用程序：Visual C+、Visual Basic、Delphi、C+Builder、Java名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 9 页 -编程语言除了进行简单的加、减、乘、除计算外，有时还需要进行更复杂的科学计算，如三角、指数、对数等函数计算，而CPU 并没有与这些函数对应的指令，只能采取一些近似的数值算法。这些数值算法并非每个编程人员都清楚，因而每个编程语言都提供了这些

17、函数的通用算法，并以库函数的形式提供给程序员，程序员编程时，只需要简单地调用这些标准函数即可，如Visual Basic 采用 sin(x)进行正弦函数计算。当编译工具把程序员编写的高级语言程序（称为源程序）编译成机器语言时，遇到其中的函数，并不能转换成机器语言。这样编译的程序称为目标程序，以.obj 为后缀。不管是什么编程语言，编译后的目标程序都是统一的机器格式。为了产生真正可以运行的程序，还需要将编译好的目标程序与编程语言提供的库文件中某些函数的指令连接在一起。这个步骤称为链接（Link），只有经过链接的程序才能产生可执行的.exe文件。所有语言的编程步骤如下：编辑（编写源程序）、编译（转

18、换成目标程序）、链接（生成可执行程序）这些 OOD 原则的一个基石就是“开-闭原则”(Open-ClosedPrinciple OCP)。这个原则最早是由 BertrandMeyer 提出,英文的原文是:Software entities should be open for extension，but closed for modification。意思是说,一个软件实体应当对扩展开放，对修改关闭。也就是说，我们在设计一个模块的时候，应当使这个模块可以在不被修改的前提下被扩展，换句话说就是，应当可以在不必修改源代码的情况下改变这个模块的行为。网络的基本概念Internet 简介Interne

19、t 因特网，又叫做国际互联网是由遍布全球的各种网络系统、主机系统，通过统一的协议 TCP/IP 联接在一起所组成的世界性计算机网络系统。1.1.1 Internet 服务1.WWW服务WWW(World Wide Web)的英文缩写，也称为Web 服务。容易把WWW服务与Internet 混为一谈，甚至产生WWW就是 Internet 的误解。访问WWW资源需要使用一种称为“浏览器”的客户端程序。2.电子邮件服务电子邮件（E-mail）是 Internet 上历史最悠久的服务，直到今日它依然是使用最多且最完善的 Internet 服务之一。3.FTP 服务FTP（FileTransferPro

20、tocol）：文件传输协议，是一种应用协议，用于联网的两台计算机之间进行文件传输，能够使连入Internet 的计算机之间方便地传送文件。5.实时信息交流服务目前在 Internet 中常用的实时信息交流有网上聊天和ICQ 两种，用户可以使用网上聊天网站或聊天客户端软件与他人进行交流。6.流媒体服务流媒体（Stream-media）：简单来说就是应用流技术在网络上传输的多媒体文件。让用户一名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 9 页 -边下载一边观看、收听，而不需要等整个压缩文件下载到自己机器后才可以观看的网络传输技术。1.1.2网页文件及相关概念1.网页（WebPag

21、e）是通过 WWW发布的包含有文本、图片、声音、动画等多媒体信息的页面，它是互联网最基本的组成单位。众多的网页有机地集合在一起就组成了网站。一个网页实际上就是一个普通的文本文件，其文件名后缀通常为“.htm”或.html”。2.网站WWW服务器上相互链接的一系列网页组成一个网站（WebSite）。3.HTTP 协议HTTP（HypertextTransferProtocol，超文本传输协议）是用来在Internet 上传送超文本的协议。它是运行在TCP/IP 协议集之上的应用协议，它可以使浏览器更加高效。4.超文本（HyperText）是把一些信息根据需要链接起来的信息管理技术，人们可以通过一

22、个文本的链接指针打开另一个相关的文本。页面中的超链接（通常是带下划线的条目或图片）可跳转到新的页面或另一位置，获得相关的信息。5.HTMLHTML（HyperTextMarkupLanguage）是一种用于编写超文本文档的标记语言。HTML 具有平台无关性，无论是何种操作系统，只要有相应的浏览器程序，就可以运行HTML 文档。HTML 语言作为一种页面描述语言，是制作网页最基本的语言。6.远程登录（Telnet）因特网的一个工具，用于把一台电脑与另一台电脑作为远程终端的计算机连接起来，从而可以使用远程计算机的资源、执行远程计算机的程序。7.ADSL（非对称数字用户线路）宽带。家庭网络接入方式。

23、8.超链接（Hyperlink）超链接即超级链接，是互联网上的一种链接技巧，它通过已定义好的关键字和图形，通过单击某个图标或某段文字，就可以自动连上相对应的其他文件或信息。通过超链接，可以从一个网页链接到另一个网页。网络基础知识1.什么是通信协议为了使网络中所有计算机能够畅通无阻地进行通信，自然需要一个大家都共同遵守的数据传输标准，这种“标准”或称为“约定”就是“通信协议”。2.TCP/IP 协议TCP/IP 协议(Transfer Controln Protocol/Internet Protocol)叫做传输控制/网际协议，又叫网络通讯协议，这个协议是Internet 国际互联网络的基础。

24、TCP/IP 协议是以协议集的形式推出的，TCP 协议（传输控制协议），IP 协议（互联网协议）和DP、ICMP、RIP、TELNET、FTP、SMTP、ARP、TFTP 等许多协议，这些协议一起称为TCP/IP 协议。以下是协议族中一些常用协议英文名称和用途：TCP(Transport Control Protocol)传输控制协议名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 9 页 -IP(Internet Protocol)因特网协议UDP(User Datagram Protocol)用户数据报协议ICMP(Internet Control MessageProtoco

25、l)互联网控制信息协议SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)简单邮件传输协议SNMP(Simple Network manageProtocol)简单网络管理协议FTP(File Transfer Protocol)文件传输协议ARP(Address Resolution Protocol)地址解析协议3.IP 地址IP(Internet Protocol因特网协议)。IP 地址就是给每个连接在Internet 上的主机分配的32bit地 址，比 特 换 算 成 字 节，就 是 4 个 字 节。例 如 一 个 采 用 二 进 制 形 式 的 IP 地 址 是“0

26、0001010000000000000000000000001”，经常被写成十进制的形式，中间使用符号“.”分开不同的字节。于是，上面的IP 地址可以表示为“10.0.0.1”。IP 地址由两部分组成，一部分为网络地址，另一部分为主机地址。在IP 地址的四段号码中，第一段号码为网络号码，剩下的三段号码为本地计算机的号码IP 地址分为A、B、C、D、E5 类。常用的是B 和 C 两类。A 类 IP 地址可以用于主机数达1600 多万台的大型网络。B 类网络地址适用于中等规模的网络，每个网络所能容纳的计算机数为6 万多台。C 类网络地址数量较多，适用于小规模的局域网络，每个网络最多只能包含254

27、台计算机。D 类 IP 地址并不指向特定的网络，目前这一类地址被用在多点广播（Multicast）中。E 类 IP 地址保留用于将来和实验使用。4.域名与网络上的数字型IP 地址相对应的字符型地址，称为域名。NDS（Domain NameSystem，域名服务系统）e-mail（Electronic Mail，电子邮件）.com（Commerce，商业部门的域名）.edu（Education，教育部门的域名）.net（网络服务部门的域名）.org（Organization，非商业组织的域名）.gov（Government，政府部门的域名）5.子网将网络内部分为多个部分，但对外如同一个网络，这种

28、技术称为子网技术，其中各部分称为子网。6.网关（Gateway）网关是网络连接设备的重要组成部分，它不仅具有路由的功能，而且能在两个不同的协议集之间进行转换，从而使不同的网络之间进行互联。7.防火墙防火墙是一类防范措施的总称，用来保护网络的安全性，（第三方软件，需要安装。）名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 9 页 -Bit（比特，一个二进制位，通信常用的单位）Byte（字节，由八个二进制位组成，是计算机中表示存储空间的最基本容量单位）K（千，存储空间的容量单位,kilobyte，1K=1024 字节）M（兆，megabyte，1M=1024K）G（吉，gigabyt

29、e，1G=1024M）T（太，1T=1024G）PC：Personal Computer，个人计算机、个人电脑，又称微型计算机或微机。NC:Network Computer，网络计算机。MPC:Multimedia Personal Computer，多媒体个人电脑。MMX:MultiMediaeXtensions，多媒体扩展。Intel Pentium 166MHz MMXTM:Intel Pentium 是英特尔(Intel)公司生产的“奔腾”CPU。意为“Registered”(注册商标)。166MHz 指 CPU 时钟频率，MHz 即 Mega Hertz 的缩写。MMXTM中的 TM

30、 是“Trade Mark”的简写，意为“注册商标”。IDE：集成电路设备或智能磁盘设备。KB：Kilo Byte，KB 表示千字节。B=Byte，意为“字节”，是电脑中最小存贮单位(一个字节可以存贮一个英文字母，每两个字节可以存放一个汉字)。MB：Mega Byte，MB 表示兆字节。M=Mega，构词成分，表示“兆；百万”。GB：Giga Byte,GB 表示千兆字节。G=Giga，构词成分，表示千兆；十亿”。CAI：Computer Asisted Instruction 或 ComputerAided Instruction,计算机辅助教学。它将是二十一世纪最重要、最受欢迎的教学手段。

31、CAD：Computer Aided Design，计算机辅助设计。ISO：International Standard Organization,国际标准化组织。SCSI：Small Computer System Interface,小型计算机系统接口，它是为解决众多的外部设备与计算机之间的连接问题而出现的。OEM：Original Equipment Manufacturer,原始设备制造商。Microsoft OEM:微软 OEM 产品。它是指预安装在微机上的软件操作系统，包括 Windows98、Windows NT、WorkStation、Windows3.X、MSDOS。MIS：

32、Management Information System,管理信息系统。它广泛地应用于各行各业，国内最有名的管理信息系统有“王特 MIS”、“雅奇 MIS”、“QuickMIS”。常见硬件名和设备名ROM（Read only Memory，只读存储器，只能读不能写）RAM（Random Access Memory，随机存取存储器，内存属于这种存储器）LCD（Liquid Crystal Display，液晶显示屏）WAN（Wide areanetwork，广域网，指地理上跨越较大范围的跨地区网）LAN（Local areanetwork，局域网，地理上局限在小范围，属于一个单位组建的网）Hu

33、b（网络集线器，提供许多计算机连接的端口）Router（路由器，互联网的标准设备，具有判断网络地址、选择路径、实现网络互联的功能）CPU：Central Processing Unit，中央处理器，被喻为电脑的心脏。RAM：Random Access Memory，随机存储器，即人们常说的“内存”。ROM：Read Only Memory，只读存储器。LD：Laser Disk，镭射光盘，又称激光视盘。CD：Compact Disc，压缩光盘，又称激光唱盘。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 9 页 -CDROM：Compact Disc ReadOnly Memor

34、y，压缩光盘只读记忆(存储)，又叫“只读光盘”。VCD：Video Compact Disc，视频压缩光盘，即人们通常所说的“小影碟”。DVD：即 Digital Versatile Disc 的英文缩写。它不仅可用于影视娱乐，还可用于多媒体计算机等领域。目前按其用途可分为5 种类型：1 计算机用只读光盘 DVD ROM；2 家用型影音光盘DVD Movie；3 专供音乐欣赏的 DVD Audio；4 只写一次的光盘DVD R；5 可读写多次的光盘DVD RAM。Modem：调制解调器，家用电脑上Internet(国际互联网)网的必备工具，它是调制器(MOdulator)与解调器(DEModu

35、lator)的缩写形式。Modem 是实现计算机通信的一种必不可少的外部设备。之所以说TCP/IP 是一个协议族，是因为 TCP/IP 协议包括TCP、IP、UDP、ICMP、RIP、TELNET、FTP、SMTP、ARP、TFTP 等许多协议，这些协议一起称为TCP/IP 协议。以下是协议族中一些常用协议英文名称和用途：TCP(Transport Control Protocol)传输控制协议IP(Internet Protocol)因特网协议UDP(User Datagram Protocol)用户数据报协议ICMP(Internet Control Message Protocol)互联网控制信息协议SMTP(Simple MailTransfer Protocol)简单邮件传输协议SNMP(Simple Network manageProtocol)简单网络管理协议FTP(File Transfer Protocol)文件传输协议ARP(Address Resolution Protocol)地址解析协议1.WWW服务WWW是 World Wide Web 的英文缩写，是Internet 的一种最有活力的服务形式，也称为 Web 服务。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 9 页 -