简述计算机系统的结构

计算机系统的结构可以分为以下几个层次：

1. 硬件层：计算机系统的物理设备，包括处理器、内存、硬盘、输入设备和输出设备等。

2. 操作系统层：管理计算机硬件资源的软件，提供文件管理、进程管理、设备管理等基本功能。

3. 应用软件层：运行在操作系统之上的软件，包括办公软件、游戏、浏览器等。

4. 用户界面层：用户与计算机系统交互的接口，包括命令行界面、图形用户界面等。

5. 网络通信层：支持计算机系统之间的通信和数据交换，包括网络协议、通信接口等。

这些层次之间相互协作，共同构成了一个完整的计算机系统。其中，硬件层是计算机系统的基础，操作系统层是计算机系统的核心，应用软件层是计算机系统

的功能体现，用户界面层是计算机系统与用户之间的桥梁，网络通信层则是计算机系统与外部世界之间的联系纽带。

名词解释计算机系统结构

名词解释计算机系统结构名词解释计算机系统结构计算机系统是由多个不同层次的硬件与软件组成的复杂系统，在计算机系统中系统结构则是其中最为重要的一个方面。本文将从五个不同方面来对计算机系统结构进行解释。一、计算机系统结构的概念计算机系统结构是指计算机硬件组成与指令集架构的综合，是计算机整体结构的描述和安排布局，描述了计算机硬件和系统软件之间的关系，包括计算机的各个硬件模块之间的互连方式，体现了计算机硬件的层次结构。二、计算机系统结构的层次结构计算机系统结构可根据功能和层次分为五层：计算机客户层、操作系统层、编译器与解释器层、核心服务与系统程序层、计算机硬件层。三、计算机系统结构的硬件构成计算机系统的硬件构成主要包括：输入输出设备、存储器、中央处理器、总线、控制器等。其中，中央处理器（CPU）是计算机系统关键的硬件部件，它集成了算术逻辑单元(ALU)、控制单元(CU)、寄存器等模块。四、计算机系统结构的指令集分类

指令集打破了不同计算机之间的语言障碍，为计算机添加新指令的同时也为计算机的应用程序提供了更多的选择，指令集的分类主要有以下几种：复杂指令集（CISC）、精简指令集（RISC）、超标量指令集（VLIW）、显式并行指令集（EPIC）等。五、计算机系统结构的发展趋势计算机的不断发展带来了计算机系统结构的变革，目前计算机系统结构的发展主要在以下几个方向：并行考虑（多核）、强化数据cache技术、多线程技术、仿真和虚拟化技术、服务器集成、存储系统优化和功能性加强等。总结：计算机系统结构是硬件和软件之间的紧密结合，它使得不同的硬件可以协同工作，不同软件可以相互兼容。理解计算机系统结构对于计算机专业人员来说非常重要，只有通过深入的研究与学习，才能在未来的事业道路中有更优秀的表现。

计算机系统结构

硬件：尽量别换平台更换顺序：硬盘光驱软驱内存显卡CPU 主板要换先换前面的软件以硬件为主，不要因为软件更换硬件。不要频繁重装系统。。。。计算机系统结构研究内容: 从外部来研究计算机系统使用者所看到的物理计算机的抽象软硬件功能分配及分界面的确定学习目的: 建立计算机系统的完整概念学习计算机系统的分析方法和设计方法掌握新型计算机系统的基本结构及其工作原理与其他学科的交叉主要包括:计算机组成原理,计算机操作系统,汇编语言,数据结构, 微机原理,高级语言等第一章计算机系统结构的基本概念一,计算机系统的组成由硬件和软件组成. 1_ 硬件:可视为多种资源: 1)处理信息资源—CPU; 2)存储信息资源—存储器; 3)交换信息资源—I/O设备. 1.1 计算机系统结构的概念二,计算机系统的多级层次结构 (逐级或越级向下实现) 2 软件:即程序 1)系统软件:各用户共同使用,如OS,编译/解释程序,汇编程序,诊断程序等; 2)应用软件:为解决用户问题编写的程序. 微程序级L0实际机器机器语言级L1实际机器操作系统级L2虚拟机汇编语言级L3虚拟机高级语言级L4虚拟机应用语言级L5虚拟机系统软件

软,硬交界面硬件固件执行方式应用程序包翻译(用户) 编译/解释程序翻译 (程序员) 汇编程序翻译 (汇编语言程序员) 机器语言程序解释 (操作员) 微指令程序解释 (机器语言程序员) (逻辑设计员) 1 机器语言级:二进制语言是计算机中必不可少的语言. 2 汇编语言级:用符号表示的机器语言. 3关于操作系统: ①OS是管理计算机系统的系统软件; ②OS的若干命令又可视为机器语言指令功能的扩充; ③OS虽已发展成用高级语言编写,但其属服务于高级语言,汇编语言等的功能,并最终用机器语言或微指令程序解释执行的. 4 虚拟机:以软件为主实现的机器. 5 实际机器:由硬件或固件实现的机器. 6 固件:将微程序固化在器件上的硬件. 三,计算机系统结构定义及其属性一个计算机系统可以看成是由若干机器级组成的,从低层的硬件直到高层的应用程序级,在每一级上都可以定义一个系统结构,而传统的讲,计算机系统结构是指处在软件,硬件之间界面的描述,它反映了计算机系统的外特性. _ 定义一: Amdahl于1964年在推出IBM360系列计算机时提出: 计算机系统结构是程序员所看到的计算机系统的属性,包括概念结构和功能特性.是对计算机系统中各机器级之间界面的划分和定义,以及对各级界面上,下进行功能分配,各级都有它自己的系统结构. 定义二: 计算机系统结构主要研究软硬件功能分配和对软硬件界面的确定计算机系统由软件,硬件和固器组成,它们在功能上是同等的. 同一种功能可以用硬件实现,也可以用软件或固件实现. 不同的组成只是性能和价格不同. 本课程定义计算机系统结构或称计算机体系结构(Computer Architecture)是汇编语言程序员所见到的计算机属性,即软,硬件的交界面(是机器语言,汇编语言或编译程序设计者看到的机器物理系统

简述计算机系统的结构组成

简述计算机系统的结构组成计算机系统是由多种硬件和软件组成的复杂系统，能够执行各种计算任务。它包括计算机硬件、操作系统、应用软件以及用户等多个方面。下面将从计算机硬件、操作系统、应用软件和用户四个方面来详细介绍计算机系统的结构组成。一、计算机硬件计算机硬件是计算机系统的物理部分，主要包括中央处理器（CPU）、内存、存储器、输入设备、输出设备和通信设备等。 1.中央处理器（CPU）中央处理器是计算机的核心部件，负责执行计算机程序中的指令以及进行数据处理。它包括运算单元、控制单元和寄存器等组成。运算单元负责进行各种算术运算和逻辑运算，控制单元负责控制指令的执行顺序，寄存器用于临时存放数据和指令。 2.内存

内存是计算机系统中用于存储数据和指令的部件，也是中央处理器能够快速访问数据的地方。它分为主存储器和辅助存储器两种。主存储器包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM），用于存储程序和数据；辅助存储器包括硬盘、光盘、闪存等，用于长期存储和备份数据。 3.存储器存储器是指计算机系统中用于存储数据的硬件设备，包括随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。随机存储器用于临时存放数据和程序，具有读写功能；只读存储器则用于存放固化的程序和数据，只能读取而不能写入。 4.输入设备输入设备用于将外部信息传输给计算机系统，包括键盘、鼠标、扫描仪、摄像头等。键盘用于输入文字和命令，鼠标用于控制光标和选择操作，扫描仪和摄像头用于将实物转化为数字格式。 5.输出设备

输出设备用于将计算机系统处理结果显示或输出，包括显示器、打印机、投影仪、耳机等。显示器用于显示文字、图像和视频等，打印机用于将计算结果打印出来，投影仪用于将计算结果投影到屏幕上，耳机用于音频输出。 6.通信设备通信设备用于计算机之间或计算机与外部设备之间的数据传输，包括网卡、调制解调器、路由器等。网卡用于计算机和局域网之间的数据传输，调制解调器用于计算机和广域网之间的数据传输，路由器用于数据包的转发和路由选择。二、操作系统操作系统是计算机系统的核心软件，负责管理和控制计算机硬件的各个部件以及协调用户和计算机系统之间的交互。 1.进程管理操作系统通过进程管理来管理计算机系统中的各个进程，包括进程的创建、调度、切换和销毁等。它能够确保每个进程都能够得到合理的资源分配，并协调进程之间的相互影响。

计算机系统的组成

1.2.1 计算机系统的基本组成 1．计算机系统的基本结构一个完整的计算机系统是由计算机硬件系统和计算机软件系统两部分组成。硬件是计算机的实体，又称为硬设备，是所有固定装置的总称。它是计算机实现其功能的物质基础，其基本配置可分为：主机、键盘、显示器、光驱、硬盘、软盘驱动器、打印机、鼠标等。软件是指挥计算机运行的程序集，按功能分系统软件和应用软件。

图计算机系统的组成 2．存储程序控制的基本概念 "存储控制程序"的概念是美籍匈牙利数学家冯•诺依曼等于1946年提出的，概括起来有如下一些特点：（1）由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大基本部件组成计算机，并规定了这五个部分的基本功能。（2）采用二进制形式表示数据和指令。（3）将程序和数据事先放在存储器中，使计算机在工作时能够自动高速地从存储器中取出指令并加以执行。这就是存储程序控制的概念。这样一些概念奠定了现代计算机的基本结构，但就其结构原理来说，至今占有主流地位的仍是以存储程序控制原理为基础的冯•诺依曼型计算机。如下图所示。

图冯•诺依曼结构计算机查看概念介绍计算机内所有的信息都是以二进制的形式表示的，单位是位。位：计算机只认识由0或1组成的二进制数。二进制数中的每个0或1就是信息的最小单位，称为“位”(bit)。字节：字节是衡量计算机存储容量的单位。一个8位的二进制数据单元称一个字节(byte)。在计算机内部，一个字节可以表示一个数据，也可以表示一个英文字母或其他特殊字符，两个字节可以表示一个汉字。字：在计算机中，字是作为一个整体单元进行存储和处理的一组二进制数。一台计算机字的二进制数的位数是固定的。字长：一个字中包含二进制数位数的多少称为字长。字长是标志计算机精度的一项技术指标。存储容量：存储器可以容纳的二进制信息量。存储容量的单位是：1KB=1024 bit，1MB=1024KB，1GB=1024MB，1TB=1024GB。 1.2.2 计算机硬件系统计算机系统的硬件主要是由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备等几部分组成。由于运算器、控制器、存储器三个部分是信息加工、处理的主要部件，所以把它们合称为"主机"，而输入、输出设备等则合称为"外部设备"。又因为运算器和控制器不论在逻辑关系上或是在结构工艺上都有十分紧密的联系，往往组装在一起，所以将这两个部分称为"中央处理机"（Central Processing Unit，简称CPU）。注：点击蓝框中的文字查看各组成部分的详细介绍。

计算机体系结构

一、计算机体系结构的基本概念计算机体系结构是指机器语言程序的设计者或是编译程序设计者所看到的计算机系统的概念性结构和功能特性。Amdahl所定义的体现结构是指程序员面对的是硬件的系统。所关心的是如何合理的进行软硬件功能的分配。计算机系统结构是指机器语言级的程序员所了解的计算机的属性，即外特性。可以包含数据表示，寄存器定义、数量、使用方式，指令系统，中断系统，存存储系统，IO系统等。计算机组成是计算机结构的逻辑实现。可以包含数据通路宽度，专用部件设置，缓冲技术，优化处理等。计算机的实现是指其计算机组成的物理实现。包括处理机，主存部件的物理结构，器件的集成度，速度的选择，模块、硬件、插件底板的划分和连接。从使用语言的角度，可以把计算机系统按功能从高到低分为7级：0应用语言机器级、1高级程序语言机器级、2汇编语言机器级、3操作系统机器级、4传统机器语言机器级、5微程序机器级和6电子线路级。3～6级为虚拟机，其语言功能均由软件实现。硬件功能分配的基本原则：（1）功能要求。首先是应用领域对应的功能要求，其次是对软件兼容性的要求；（2）性能要求。如运算速度，存储容量，可靠性，可维护性和人机交互能力等；（3）成本要求。体系结构设计的方法有三种：由上而下－从考虑如何满足应用要求开始设计；由下而上－基于硬件技术所具有的条件；由中间开始的

方法。体系设计的步骤：需求分析、需求说明、概念性设计、具体设计、优化和评价。计算机体系结构的分类：（1）弗林FLYNN分类法：按指令流和数据流将计算机分为4类：①单指令流、单数据流－Single Instruction Stream Single Data Stream，SISD。计算机，即传统的单处理机，通常用的计算机多为此类，如脉动阵列计算机systolic array；②单指令流、多数据流－Multiple，SIMD。典型代表是并行处理机。其并行性在于指令一级。如ILLIAC、PEPE、STARAN、MPP等； ③MISD计算机；④MIMD计算机。多处理机系统，实现全面并行的理想结构。可以通过共享存储器和消息传递来耦合系统，每个处理器分别执行系统分配的程序，同时执行多个指令流对多个数据流不同的处理，如IBM3081/3084，Cray-2等。//弗林分类法基本上是对除流水而不包括对像数据流计算机这种非诺衣曼型机器进行分类；（2）冯氏分类法。依据是并行度－即计算机在单位时间内能够处理的最大二进制位数。据此分为4类：①字串位串Word Serial and Bit Serial。WSBS计算机。只有一个串行的处理部件，每字长1位；②字并位串Parallel。WPBS计算机。只有一个处理部件。该部件处理字长n位；③字串位并WSBP 计算机。有多个处理部件。每个处理部件字长1位；④字并位并WPBP 计算机。有多个处理部件，各部件字长也并行，如ILLICA2计算机具有64个字长64位的处理单元。

计算机的体系结构

计算机的体系结构计算机的体系结构是指计算机硬件系统整体组成的结构形式，主要包括硬件组成、指令系统、运算方式和数据路径等。以下将从四个方面详细介绍计算机的体系结构。 1. 硬件组成计算机的硬件组成主要包括输入设备、输出设备、存储设备和中央处理器（CPU）等。输入设备主要包括键盘、鼠标、扫描仪等，用于将人类活动转化为计算机可以理解的形式。输出设备主要包括显示器、打印机等，用于将计算机的结果转化为人类可以理解的形式。存储设备主要包括硬盘、U盘、内存等，用于存储计算机的数据和程序。CPU 是计算机的核心部件，主要负责计算、控制和存储数据等操作。 2. 指令系统指令系统是计算机执行程序的基础，它决定了计算机可以执行哪些操作以及如何执行。不同的计算机有不同的指令系统，但它们大多都包括算术逻辑指令、数据传送指令、控制指令等。算术逻辑指令主要用于完成数值运算和逻辑运算，数据传送指令用于将数据从一个位置传送到另一个位置，控制指令用于控制程序的执行流程。 3. 运算方式计算机的运算方式主要包括定点运算、浮点运算、矢量运算和并行运算等。其中，定点运算主要用于整数运算，浮点运算用于实数运算，矢量运算用于计算向量和矩阵等复杂数据结构，而并行运算则可以同时执行多个指令，提高计算机的运算速度。 4. 数据路径数据路径是指计算机中用于传输数据和指令的路径。它由总线、寄存器、运算器等组成。总线主要用于将计算机各部件之间的数据传输，寄存器用于存储指令和数据，运算器用于执行指令操作。在数据路径中，还有许多重要的部件如ALU（算术逻辑单元）、Cache（高速缓存）、MMU（内存管理单元）等等，它们的设计和性能都对计算机的

计算机系统结构

计算机系统结构计算机系统结构是指计算机硬件和软件之间的组织关系以及它们之间的相互作用。它是计算机科学和工程领域的重要概念，对于深入理解计算机工作原理以及优化计算机系统性能具有关键作用。一、引言计算机系统结构是计算机科学中的重要概念之一，它关注计算机硬件和软件之间的互相配合和协同工作。计算机系统结构的设计直接影响着计算机的性能、可靠性、安全性以及可扩展性。在本文中，我们将从硬件和软件两个方面来介绍计算机系统结构。二、硬件层面 1. 中央处理器中央处理器（Central Processing Unit，简称CPU）是计算机系统中的核心组件。它包含运算器、控制器和寄存器等模块，负责执行指令、进行运算和控制计算机的各项操作。CPU的性能取决于其时钟频率、指令集和缓存等因素。 2. 存储器存储器是计算机系统中用于存储数据和指令的设备。常见的存储器包括主存储器（Random Access Memory，简称RAM）和辅助存储器（如硬盘、固态硬盘等）。主存储器具有较快的读写速度，但容量较

小，而辅助存储器容量较大但读写速度较慢。存储器的设计目标是提高存取速度和扩展容量。 3. 输入输出设备输入输出设备用于与计算机系统进行交互，将外部的数据输入到计算机系统中并将计算机系统的输出显示给用户。常见的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪等，输出设备有显示器、打印机等。输入输出设备的性能取决于其数据传输速度和响应时间等因素。三、软件层面 1. 操作系统操作系统是计算机系统中的核心软件，负责管理和控制计算机硬件资源，提供各种功能和服务。操作系统可以分为批处理系统、分时系统和实时系统等不同类型，每种类型的操作系统都有其特定的应用场景和性能要求。 2. 编译器和解释器编译器和解释器是计算机系统中用于将高级语言代码转换为机器语言执行的工具。编译器将整个程序一次性地转换为机器语言，而解释器则逐行解释和执行程序。编译器和解释器的设计目标是提高转换和执行效率。 3. 应用软件

计算机体系结构

计算机体系结构计算机体系结构计算机体系结构，也称为计算机架构，是指计算机硬件和系统软件相互关联的总体结构。它涉及到计算机的逻辑、数据传输、存储、控制部件、操作系统及与其通信的各种应用程序等方面内容。计算机体系结构的设计目标是提供最高效的计算机工作方式，使计算机系统在硬件和软件层面上相互协调、稳定运行。计算机体系结构包括硬件和软件两个层面。硬件部分包括中央处理器(CPU)、存储器、输入输出(I/O)系统、总线、控制器等组成部分。软件部分包括操作系统、编程语言、应用程序等。 CPU是计算机体系结构的主要组成部分。它是计算机的核心，有时也被称为“计算机大脑”。CPU的任务是执行电子计算机的指令集。指令集是指可用于计算机指令的集合。CPU的速度与计算机系统的运行速度有着密切的关系。CPU的速度越快，计算机系统的运行速度越快。存储器是计算机的另一重要组成部分。存储器分为内存和外存两种。内存是指高速缓存RAM，用于存放CPU正在运行的程序和数据。外存则是指硬盘等外部设备，在计算机运行程序和处理数据时，需要将其从存储器中读入内存，处理完后再将处理结果存回外存。输入输出(I/O)系统是指计算机与外部设备之间进行数据交互的部分。它包括各种输入设备和输出设备，如键盘、鼠标、

打印机、扫描仪等。计算机通过I/O系统与各种外部设备进行交互，实现输入输出功能。总线是计算机体系结构中的另一个关键部分，它是计算机内部各个组成部件之间传递数据和控制信息的管道。总线包括地址总线、控制总线和数据总线。地址总线用来传递指令和数据的地址；控制总线用来传递各种控制信号，如时钟信号、中断信号等；数据总线用来传递各种数据。控制器是计算机体系结构的另一个重要组成部分，它用来控制计算机各个部件的运行和通信。控制器负责管理CPU、存储器、I/O系统和总线之间的信息流。操作系统是计算机体系结构中的主要软件部分之一。操作系统负责管理计算机的各种资源，如CPU时间、内存空间、输入输出设备等。操作系统也负责处理各种错误和异常情况，并确保计算机系统的稳定运行。常用的操作系统有Windows、Linux、Unix等。编程语言是计算机体系结构中的另一重要软件部分。编程语言用于编写应用程序，它是一种人与计算机交流的语言。常用的编程语言包括C、C++、Java、Python等。应用程序是计算机体系结构中的另一主要内容。应用程序是指可由用户使用的各种软件，如浏览器、文本编辑器、图形处理器等。应用程序与操作系统和编程语言密切相关，其中操作系统提供了许多应用程序的基础功能，编程语言则提供了编写和设计应用程序的工具和方法。总之，计算机体系结构是计算机系统的重要组成部分。它包括硬件和软件两个层面，涉及到不同层面的组成部分，如CPU、存储器、I/O系统、总线、控制器等。这些部分相互协调、合作，才能使计算机系统高效稳定地运行。

计算机硬件系统的基本结构,并简述各部分的基本功能

计算机硬件系统的基本结构,并简述各部分的基本功能计算机硬件系统的基本结构包括中央处理器（CPU）、内存、输入设备、输出设备和存储设备。下面简述每个部分的基本功能：中央处理器（Central Processing Unit，CPU）：CPU 是计算机的核心组件，负责执行指令和控制计算机的操作。它包括算术逻辑单元（ALU）和控制单元（Control Unit），用于执行算术和逻辑运算，并控制整个计算机系统的操作。内存（Memory）：内存是用于存储和访问数据和指令的临时存储区域。它包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。RAM 提供了临时存储，用于保存正在执行的程序和数据，而ROM 则用于存储固化的系统和程序信息。输入设备（Input Devices）：输入设备用于将用户的指令、数据或信号输入到计算机系统中。常见的输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪、摄像头等，它们将用户的输入转换成计算机可识别的信号。输出设备（Output Devices）：输出设备用于将计算机处理后的数据、结果或信息呈现给用户。常见的输出设备包括显示器、打印机、音频设备、投影仪等，它们将计算机处理后的数据转换成人类可理解的形式。存储设备（Storage Devices）：存储设备用于长期存储数据和程序。常见的存储设备包括硬盘驱动器、固态硬盘、光盘、闪存驱动器等。这些设备提供了非易失性存储空间，可以持久保存大量的数据和程序。这些硬件组件相互配合，构成了计算机硬件系统。CPU作为核心进行计算和控制，内存提供临时存储，输入设备接收用户输入，输出设备向用户呈现结果，而存储设备则提供长期存储空间。这些部分协同工作，实现了计算、处理和交互等计算机功能。

计算机系统的组成

计算机系统的组成计算机系统是由计算机硬件系统和计算机软件系统组成的。硬件系统：计算机硬件是指组成计算机的看得见，摸得着的实际物理设备，包括计算机系统中由电子、机械和光电元件等组成和各部件和设备。这些部件和设备按照计算机系统结构的要求构成一个有机整体，称为计算机硬件系统，硬件系统是计算机实南各种功能的物理基础。软件系统：计算机软件是指在硬件上运行的程序和相关的数据及文档，其中程序是让计算机硬件完成特定功能的指令序列，数据是程序处理的对象。 1、计算机硬件计算机硬件主要包括中央处理器（CPU）、主存储器、辅助存储器以及输入/输出设备等，它们通过系统总线互相连接。CPU、主存储器和总线构成了计算机的主机，输入/输出设备和辅助存储器则统称为计算机的外部设备，简称外设。（1）中央处理器（CPU）计算机中能够按照各种指令的要求完成对数据进行运算处理和部件称为处理器，处理器主要由运算器和控制器两部分组成。运算器用来对数据进行各种自述运算和逻辑运算，它也称为执行单元。控制器是指挥中心，它能解释指令的含义，控制运算器及其他部件的工作，记录内部状态等。一台计算机中包含多个微处理器，它们各有不同的任务。其中承担系

统软件和应用软件运行任务的处理器称为中央处理器（CPU），它是任何一台计算机必备的核心部件。（2）主存储器和辅助存储器计算机系统的一个重要特性是具有强大的记忆功能，它能够把大量数据（包括原始数据、中间结果与最终结果等）和程序存储起来，具有这种功能的部件就是存储器。计算机中的存储器分为两大类：主存储器（简称主存）和辅助存储器（简称辅存）。主存是存取速度快而容量对对较小的一类存储器，辅存则是存取速度较慢但容量很大的一类存储器。主存储器也称为内存储器（简称内存），它直接与CPU相连接。辅助存储器也称为外存储器（简称外存），其存储容量很大，存放着计算机系统中几乎所有有信息。（3）输入/输出设备输入/输出设备简称I/O设备，这些设备是计算机与外界联系和沟通的桥梁，用户通过输入/输出设备与计算机系统互相通信。输入是把信息关入计算机的过程。输入设备是指用户能向计算机输入信息的设备为。如命令输入设备（键盘、鼠标等），数字和文字输入设备（键盘、写字板等）和图形输入设备（扫描仪、数码相机等）。输出是从计算机送出信息的过程，输出设备一般是指能从计算机中输出人可直接识别的信息的设备。如显示器、指印机和绘图仪等。（4）总线总线（Bus）是连接计算机中CPU、内存、辅存和各种输入/输出

计算机基本结构

计算机基本结构计算机基本结构是由五大部分构成的，包括输入单元、输出单元、存储器、运算器和控制器。这些部件在计算机系统中有着不同的功能和作用，协同运作来完成各种计算任务。输入单元是计算机系统中负责接收外界信息和将其转换为计算机可以处理的内部格式的设备。输入单元包括键盘、鼠标、扫描仪等，通过这些设备，用户可以将数据和指令输入计算机中进行处理。输出单元则是计算机系统中负责将已经处理好的数据和信息从计算机中输出到外部设备的部件。输出单元主要包括显示器、打印机等，可以将计算结果以文本、图像等形式呈现给用户或其他计算机系统。存储器是计算机系统中最重要的部件之一，用来保留计算机程序和数据。存储器通常分为主存储器和辅助存储器两个部分。主存储器是CPU直接访问的内部存储器，可以存储当前正在执行的程序和相关数据。而辅助存储器如硬盘、光盘等则是通过I/O设备进行读取和写入操作，可以长期保留程序和大量数据，但是读取和写入速度相对较慢。运算器是计算机系统中对数据进行处理和运算的部分，主要包括算术逻辑单元、寄存器等。通过运算器，CPU可以对数字、符号等进行各种计算操作。控制器则是计算机系统中的管理和控制中心，用来协调各个部

件的工作，控制CPU对存储器和I/O设备的操作等。控制器通常包括时序逻辑部件、指令寄存器等，可以将指令从存储器中读取出来，然后按照指令的规定进行处理和执行。除了上述五大部分之外，计算机系统还包括了操作系统和应用软件等其他部分。操作系统是计算机系统中较为底层的管理程序，用来协调和管理计算机硬件资源，并为应用软件提供服务。应用软件则是计算机系统中较高层的功能程序，用来完成各种计算、处理和交互任务。综上，计算机基本结构是由输入单元、输出单元、存储器、运算器和控制器构成的。这些部件组合在一起可以让计算机完成各种计算任务，而操作系统和应用软件等其他部分则可以提供更高级别的服务和功能。理解计算机的基本结构对于学习计算机知识和使用计算机技术都有着很大的意义。

计算机系统的基本组成

计算机系统的基本组成计算机系统的基本组成完整的计算机系统系统包括：硬件系统和软件系统。硬件系统和软件系统互相依赖，不可分割，两个部分又由若干个部件组成(如图所示）。硬件系统是计算机的“躯干”，是物质基础。而软件系统则是建立在这个“躯干”上的“灵魂”。（一）计算机硬件计算机硬件系统由五大部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。（如下图所示）

* 中央处理器（ CPU —— Central Processing Unit ） CPU由运算器、控制器和一些寄存器组成； 1.运算器运算器是计算机中进行算术运算和逻辑运算的部件，通常由算术逻辑运算部件（ALU）、累加器及通用寄存器组成。 2.控制器控制器用以控制和协调计算机各部件自动、连续地执行各条指令，通常由指令部件、时序部件及操作控制部件组成。运算器和控制器是计算机的核心部件，这两部分合称中央处理单元（Centre Process Unit，简称CPU），如果将CPU集成在一块芯片上作为一个独立的部件，该部件称为微处理器（Microprocessor，简称MP）。运算器进行各种算术运算和逻辑运算；控制器是计算机的指挥系统； CPU 的主要性能指标是主频和字长。字长表示CPU每次计算数据的能力。如80486及Pentium系列的CPU一次可以处理32位二进制数据。时钟频率主要以MHz为单位来度量，通常时钟频率越高，其处理速度也越快。目前的主流CPU的时钟频率已发展到500MHz以上，甚至高达２GHz以上。 *存储器存储器的主要功能是用来保存各类程序的数据信息。存储器可分为主存储器和辅助存储器两类。 ①主存储器（也称为内存储器），属于主机的一部分。用于存放系统当前正在执行的数据和程序，属于临时存储器。 ①辅助存储器（也称外存储器），它属于外部设备。用于存放暂不用的数据和程序，属于永久存储器。存储器与 CPU的关系可用 (图 1）来表示。

计算机系统的组成,计算机硬件组成

1、计算机系统的组成计算机是由硬件系统（hardware system）和软件系统（software system）两部分组成的。硬件部分 1、中央处理器中央处理器（Central Processing Unit，CPU）制作在一块集成电路芯片上，也称为微处理器（Micro Processor Unit，MPU）。计算机利用中央处理器处理数据，利用存储器来存储数据。CPU是计算机硬件的核心，主要包括运算器和控制器两大部分，控制着整个计算机系统的工作。计算机的性能主要取决于CPU的性能。运算器又称为算术逻辑单元（Arithmetic Logic Unit，ALU）。操作时，控制器从存储器取出数据，运算器进行算术运算或逻辑运算，并把处理后的结果送回存储器。控制器的主要作用是使整个计算机能够自动的运行。执行程序时，控制器从主存中取出相应的指令数据，然后向其他功能部件发出指令所需的控制信号，完成相应的操作，再从主存中取出下一条指令执行，如此循环，直到程序完成。 2、存储器存储器是计算机中的记忆存储部件。存储器既能够接受和保存数据，又能够向其他部件提供数据。存储器分为内存和外存两大类。在计算机系统中，习惯上把内存、CPU合称为主机。

（1）内存储器内存储器分为随机读/写存储器（Random Access Memory，RAM）、只读存储器（Read OnlyMemory，ROM）和高速缓冲存储器（Cache）三类。内存一般指的是RAM。硬盘一般指ROM。（2）外存储器外存储器主要包括硬盘、光盘、U盘和移动硬盘等。 ROM和RAM是计算机内存储器的两种型号，ROM表示的是只读存储器，即：它只能读出信息，不能写入信息，计算机关闭电源后其内的信息仍旧保存，一般用它存储固定的系统软件和字库等。RAM表示的是读写存储器，可其中的任一存储单元进行读或写操作，计算机关闭电源后其内的信息将不在保存，再次开机需要重新装入，通常用来存放操作系统，各种正在运行的软件、输入和输出数据、中间结果及与外存交换信息等，我们常说的内存主要是指RAM。 3、输入设备输入设备主要包括键盘、鼠标等。（1）键盘键盘是计算机的标准输入设备。通过键盘可以向计算机输入各种指令、程序、数据等。（2）鼠标鼠标是微机的标准输入设备，使用鼠标可以方便地对图形界面中的图标和菜单等进行可视化操作。目前微机上使用的主要是第2代光电鼠标，采用即插即拔的USB接口。 4、输出设备输出设备主要有显示器和打印机等。 (1)显示器显示器是微机必备的“软拷贝”输出设备，比较常见的是阴极射线管显示器（Cathode Ray Tube，CRT）和液晶显示器（Liquid Crystal Display，LCD）（2）打印机打印机是微机的常用的“硬拷贝”输出设备。在显示器上输出的图像只能当时查看。为了将图像长久保存，就需要使用打印机输出。

计算机系统的基本组成

. . 一、计算机系统的基本组成一个完整的计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分。计算机硬件系统是指构成计算机的所有实体部件的集合，通常这些部件由电路（电子图1-4 微型计算机系统组成框图元件）、机械和光电元器件等物理部件组成。直观地看，计算机硬件是一大堆设备，它们都是看得见摸得着的，是计算机进行工作的物质基础，也是计算机软件发挥作用、施展其技能的舞台。计算机软件是指在硬件设备上运行的各种程序以及有关资料。所谓程序实际上是用户用于指挥计算机执行各种动作以便完成指定任务的指令的集合。用户要让计算机做的工作可能是很复杂的，因而指挥计算机工作的程序也可能是庞大而复杂的，有时还可能要对程序进行修改与完善。因此，为了便于阅读和修改，必须对程序作必要的说明或整理出有关的资料。这些说明或资料（称之为文档）在计算机执行过程中可能是不需要的，但对于用户阅读、修改、维护、交流这些程序却是必不可少的。因此，也有人简单地用一个公式来说明包括其基本容：软件=程序+文档。通常，人们把不装备任何软件的计算机称为硬件计算机或裸机。裸机由于不装备任何

软件，所以只能运行机器语言程序，这样的计算机，它的功能显然不会得到充分有效的发挥。普通用户面对的一般不是裸机，而是在裸机之上配置若干软件之后构成的计算机系统。有了软件，就把一台实实在在的物理机器（有人称为实机器）变成了一台具有抽象概念的逻辑机器（有人称为虚机器），从而使人们不必更多地了解机器本身就可以使用计算机，软件在计算机和计算机使用者之间架起了桥梁。正是由于软件的丰富多彩，可以出色地完成各种不同的任务，才使得计算机的应用领域日益广泛。当然，计算机硬件是支撑计算机软件工作的基础，没有足够的硬件支持，软件也就无常工件。实际上，在计算机技术的发展进程中，计算机软件随硬件技术的迅速发展而发展；反过来，软件的不断发展与完善又促进了硬件的新发展，两者的发展密切地交织着，缺一不可。计算机系统的组成如图1-4所示。二、微型计算机的硬件系统计算机硬件的基本功能是接受计算机程序的控制来实现数据输入、运算、数据输出等一系列根本性的操作。虽然计算机的制造技术从计算机出现到今天已经发生了极大的变化，但在基本的硬件结构方面，一直沿袭着·诺伊曼的传统框架，即计算机硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件构成。图1-5列出了一个计算机系统的基本硬件结构。图中，实线代表数据流，虚线代表指令流，计算机各部件之间的联系就是通过这两股信息流动来实现的。原始数据和程序通过输入设备送入存储器，在运算处理过程中，数据从存储器读入运算器进行运算，运算的结果存入存储器，必要时再经输出设备输出，如图1-5。指令也以数据形式存于存储器中，运算时指令由存储器送入控制器，由控制器控制各部件的工件。图1.5 各主要设备之间的关系由此可见，输入设备负责把用户的信息（包括程序和数据）输入到计算机中；输出设备

计算机系统结构的基本概念

第一章计算机系统结构的基本概念 1. 计算机系统由硬件和软件组成，按功能划分为多级层次结构。 2. 计算机系统结构作为一门学科，主要是研究软件，硬件功能分配和对软件、硬件界面的确定，即哪些功能由软件完成，哪些功能由硬件完成。计算机系统结构，计算机组成和计算机实现是三个不同的概念。计算机系统结构是计算机系统的软硬件的界面；计算机组成是计算机系统结构的逻辑实现；计算机实现是计算机组成的物理实现。 3. 计算机系统结构的分类 (1) 通常把计算机系统按照其性能和价格的综合指标分为巨型、大型、中型、小型、微型等。 (2) 按用途可分为科学计算、事务处理、实时控制、家用等。 (3) 按处理机个数和种类，可分为单处理机、多处理机、并行处理机、关联处理机、超标量处理机、超流水线处理机、SMP （对称多处理机）、MPP （大规模并行处理机）、机群系统等。 (4) Flynn 分类法。按照指令流和数据流的不同组织方式，将计算机系统结构分为以下四类： ♦ 单指令流单数据流SISD （Single Instruction stream Single Datastream ） ♦ 单指令流多数据流SIMD （Single Instruction stream Multiple Datastream ） ♦ 多指令流单数据流MISD （Multiple Instruction stream Single Datastream ） ♦ 多指令流多数据流MIMD （Multiple Instruction stream Multiple Datastream ）（5）冯式分类法。提出用最大并行度对计算机系统结构进行分类。分为： ♦ 字串位串WSBS （Word Serial and Bit Serial ） ♦ 字并位串WPBS （Word Parallel and Bit Serial ） ♦ 字串位并WSBP （Word Serial and Bit Parallel ） ♦ 字并位并WPBP （Word Parallel and Bit Parallel ） 4．计算机系统设计的定量原理 (1) 加快经常性事件的速度(Make the common case fast)。 (2) Amdahl 定律：系统中某一部件由于采用某种更快的执行方式后整个系统性能的提高与这种执行方式的使用频率或占总执行时间的比例有关。 Fe 表示（改进前可改进部分占用的时间）/（改进前整个任务的执行时间），Se 表示（改进前改进部分的执行时间）/（改进后改进部分的执行时间），则： ♦ 改进后的整个任务的执行时间为： )1(0Se Fe Fe T T n +-=, 其中0T 为改进前的整个任务的执行时间。 ♦ 改进后的整个系统加速比为： Se Fe Fe T T S n n /)1(10+-== （3）CPU 性能公式。 CPU 时间=CPU 时钟周期数/频率； CPU 时间=CPU 时钟周期数*时钟周期长；