計算機的組成和分類

1. 電腦的組成

計算機硬件是指有形的物理設(shè)備. 它是計算機系統(tǒng)中所有實際物理設(shè)備的通用術(shù)語. 它可以是電子，電磁，機電或光學(xué)組件/設(shè)備或由它們組成的計算機組件. 例如，計算機的處理器芯片，內(nèi)存芯片，背板(主板)，各種擴展卡，機箱，鍵盤，鼠標(biāo)，顯示器，打印機，軟盤，硬盤等都是計算機硬件.

計算機軟件是指在硬件上運行的程序和相關(guān)數(shù)據(jù)以及文檔計算機的性能分類，其中程序是允許計算機硬件執(zhí)行特定功能的指令序列，數(shù)據(jù)是程序處理的對象. 軟件是計算機系統(tǒng)必不可少的部分.

(1)中央處理器(CPU)

處理器主要由算術(shù)單元和控制器組成. 計算器用于執(zhí)行各種數(shù)據(jù)

算術(shù)運算和邏輯運算，也稱為執(zhí)行單元. 控制器是命令中心，它可以解釋命令的含義，控制算術(shù)單元和其他組件的操作，并記錄內(nèi)部狀態(tài). 另外，為了臨時存儲操作的中間結(jié)果，處理器還包含數(shù)十個甚至數(shù)百個“寄存器”以臨時存儲正在處理的數(shù)據(jù).

集成電路的出現(xiàn)使處理器的所有組件都可以集成在半導(dǎo)體芯片上. 這樣的處理器稱為“微處理器”. 例如，英特爾的奔騰(Pentium)處理器.

一臺計算機可能包含多個微處理器，每個微處理器執(zhí)行不同的任務(wù). 負責(zé)運行系統(tǒng)軟件和應(yīng)用程序軟件的處理器稱為中央處理器(CPU)，它是任何計算機的基本核心組件.

常用的PC，其CPU僅由一個處理器組成. 為了提高計算機的速度，CPU也可以由2、4、8甚至數(shù)百或數(shù)千個處理器組成. 其中多個處理器同時執(zhí)行程序的計算機系統(tǒng)稱為多處理器系統(tǒng). 依靠多個處理器并行運行程序是實現(xiàn)稱為“并行處理”的超高速計算的重要方向.

(2)主存儲器和輔助存儲器

計算機中的內(nèi)存分為兩類: 主內(nèi)存(稱為主內(nèi)存)和輔助內(nèi)存(稱為輔助內(nèi)存). 主存儲器是一種訪問速度快且容量相對較小的存儲器(因為容量太大，成本將非常昂貴)，而輔助存儲器是一種訪問速度較慢但容量較大的存儲器.

主存儲器也稱為內(nèi)部存儲器(簡稱存儲器). 它直接連接到CPU，并且是計算機中的工作內(nèi)存. 當(dāng)前正在運行的程序和數(shù)據(jù)必須存儲在主存儲器中. 當(dāng)CPU工作時，已執(zhí)行的指令和操作數(shù)均從主存儲器中取出，處理結(jié)果也存儲在主存儲器中.

輔助存儲也稱為外部存儲(簡稱為外部存儲)，它具有很大的存儲容量，并且?guī)缀鯇⑺行畔⒋鎯υ谟嬎銠C系統(tǒng)中. 當(dāng)計算機執(zhí)行程序并處理數(shù)據(jù)時，輔助存儲器中的信息需要先轉(zhuǎn)移到主存儲器中，然后才能由CPU使用.

(3)輸入/輸出設(shè)備

輸入/輸出設(shè)備稱為I / O(輸入/輸出)設(shè)備. 這些設(shè)備是計算機與外界(人或其他設(shè)備，包括另一臺計算機)之間的橋梁. 系統(tǒng)彼此通信. 輸入是將信息發(fā)送到計算機的過程. 輸入設(shè)備是指用戶可以在計算機上輸入信息的設(shè)備.

輸出是從計算機發(fā)送信息的過程. 輸出設(shè)備通常是指可以從計算機直接輸出可識別信息的設(shè)備.

相對而言，由于存在機械傳遞或物理位移等動作過程，因此輸入/輸出設(shè)備是計算機系統(tǒng)中最慢的組件.

(4)公交車

此總線是指“系統(tǒng)總線”(也稱為“背板總線”)，它是CPU，內(nèi)存和各種I / O設(shè)備控制器信號線之間交換的一組通用信息. 系統(tǒng)總線上有三種信號: 數(shù)據(jù)信號，地址信號和控制信號. 負責(zé)傳輸這些信號的線稱為數(shù)據(jù)線，地址線和控制線. 通過總線傳輸信息的計算機組件的協(xié)調(diào)和管理也需要總線控制. 設(shè)備.

2. 計算機分類

有兩種類型的計算機. 一種是根據(jù)其內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)進行分類，例如單處理器和多處理器(并行計算機)，16位計算機，32位計算機或64位計算機. 另一種是根據(jù)計算機的性能和功能進行分類. 1989年11月，IEEE提出了分類報告. 根據(jù)計算機在信息處理系統(tǒng)中的地位和作用，考慮計算機分類的演變以及可能的發(fā)展趨勢，將計算機分為六類.

(1)超級計算機(超級計算機)

(2)小型超級計算機

(3)大型機(Mainframe)

(4)超級小型計算機

(5)工作站(工作站)

(6)個人計算機(個人計算機)

由于計算機網(wǎng)絡(luò)的使用日益廣泛，許多計算機應(yīng)用程序系統(tǒng)被設(shè)計為基于計算機網(wǎng)絡(luò)的客戶端/服務(wù)器模型. 在該系統(tǒng)中，大型機，小型大型機和大型機可以用作系統(tǒng)的服務(wù)器，超級小型計算機和高端工作站可以用作部門級服務(wù)器，個人計算機和低端工作站可以用作系統(tǒng)服務(wù)器. 客戶端，它們是直接面向的. 用戶可以通過Internet共享后臺服務(wù)器的數(shù)據(jù)資源和計算機資源. 考慮到客戶機/服務(wù)器系統(tǒng)的普遍性，一些計算機制造商專門設(shè)計和生產(chǎn)一種稱為“服務(wù)器”的計算機產(chǎn)品. 它們具有大存儲容量，強大的網(wǎng)絡(luò)通信功能，良好的可靠性，運行的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)以及性能/價格. 比高. 其中之一是從稱為PC服務(wù)器的高端PC升級而來的，它們非常適合中小型部門的計算機應(yīng)用系統(tǒng).

3. 微處理器和PC

微處理器縮寫為μP或MP，通常是指具有由單個集成電路組成的算術(shù)和控制功能的處理器. 如果處理器，內(nèi)存，輸入/輸出接口電路等全部集成在單個芯片上，則稱為單芯片計算機，也稱為單芯片計算機，它們主要用于嵌入方法(例如智能電表和智能玩具). 英特爾在1992年開發(fā)的Pentium微處理器是PC世界中最重要的事件. 奔騰微處理器與80486完全兼容. 它采用0.8μm的BiCMOS工藝，并在273引腳PGA封裝中的芯片上集成了310萬個晶體管. 奔騰微處理器的地址總線為36位，并且還支持64位物理地址空間. 數(shù)據(jù)總線為64位. 內(nèi)部有兩個定點管線和一個浮點管線運算符. 它使用兩個可以同時訪問的獨立指令. 和數(shù)據(jù)超級緩存一樣，時鐘頻率可以是120MHz，133MHz，150MHz，166MHz，200MHz，并且運算速度已超過100MIPS.

在過去的10年中，微處理器和PC有了新的發(fā)展. 例如，英特爾先后推出了Pentium MMX(Pentium)，Pentium Pro(高能Pentium)和Pentium II，Pentium III和Pentium IV微型計算機. 處理器，以這些芯片作為CPU的PC，具有更高的時鐘頻率和更快的處理速度. 它們不僅可以高速處理數(shù)字和字符信息，而且還更適合于多媒體信息處理，例如三維圖形顯示，語言識別和視頻信號壓縮. PC的應(yīng)用將PC的性能提升到了一個新的水平.

4. PC的性能參數(shù)

衡量PC的性能是一項極其復(fù)雜的任務(wù)，與PC的硬件，軟件和處理對象密切相關(guān). 從硬件的角度來看計算機的性能分類，PC的主要性能參數(shù)包括:

(1)CPU字長

(2)CPU速度

(3)主存儲容量和速度

(4)緩存內(nèi)存性能

(5)硬盤存儲性能

(6)系統(tǒng)總線的傳輸速率

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總結(jié)

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