曝光臺(tái) 注意防騙
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機(jī)系統(tǒng)的各種物理設(shè)備的總稱,是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ),如中央處理器單元( CPU)、存
儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備等。沒有軟件而只有硬件的計(jì)算機(jī)稱為裸機(jī),一臺(tái)裸機(jī)是無法使
用的。軟件系統(tǒng)是為運(yùn)行、管理和維護(hù)計(jì)算機(jī)而編制的各種程序、數(shù)據(jù)和文檔的總稱。實(shí)際
上,用戶面對(duì)的是經(jīng)過若干層軟件“包裝”的計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)的功能不僅僅取決于硬件系
統(tǒng),更主要地是由所安裝的軟件系統(tǒng)所決定。圖3.1 -1所示為微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成。
1.計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)
l 主機(jī)I
數(shù)據(jù)流——一控制流
圖3.1 -1計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)
140電子技術(shù)基礎(chǔ)
————一
從1946的第一臺(tái)計(jì)算機(jī)ENIAC發(fā)明到現(xiàn)在,計(jì)算機(jī)的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了幾代,其性能指
標(biāo)、運(yùn)算速度、工作方式、應(yīng)用領(lǐng)域和價(jià)格等方面已經(jīng)發(fā)生了根本性變化,但計(jì)算機(jī)的基本
結(jié)構(gòu)仍然遵循馮·諾依曼研制的EDVAC計(jì)算機(jī)。它的主要特點(diǎn)可以歸結(jié)為:
①計(jì)算機(jī)由五大部分組成:運(yùn)算器、控制器、’存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備;
②程序和數(shù)據(jù)以同等地位存放在存儲(chǔ)器中,并按地址尋訪;
③程序和數(shù)據(jù)以二進(jìn)制表示。
計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)如圖3.1 -1所示,圖中空心線為數(shù)據(jù)流,實(shí)線為控制流。下面簡述
各部分的功能。
(1)運(yùn)算器
運(yùn)算器的主要功能是算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。計(jì)算機(jī)中最主要的工作是運(yùn)算,大量的數(shù)據(jù)
運(yùn)算任務(wù)是在運(yùn)算器中進(jìn)行的。運(yùn)算器又稱為算術(shù)邏輯單元ALU(Arithmetic and Logic
Unit)。
在計(jì)算機(jī)中,算術(shù)運(yùn)算是指加、減、乘、除等基本運(yùn)算;邏輯運(yùn)算是指邏輯判斷、邏輯
比較以及其他的基本邏輯運(yùn)算。但不管是算術(shù)運(yùn)算還是邏輯運(yùn)算,都只是基本運(yùn)算,復(fù)雜的
運(yùn)算只能通過這些基本運(yùn)算一步步實(shí)現(xiàn)。但由于運(yùn)算器的運(yùn)算速度相當(dāng)快,因而計(jì)算機(jī)才有
高速的信息處理功能。
運(yùn)算器中的數(shù)據(jù)取自內(nèi)部存儲(chǔ)器(簡稱內(nèi)存),運(yùn)算昀結(jié)果又送回內(nèi)存。運(yùn)算器對(duì)內(nèi)存
的讀寫操作是在控制器的控制之下進(jìn)行的。
(2)控制器 ,
1 控制器是計(jì)算機(jī)的神經(jīng)中樞,只有在它的控制下,整個(gè)計(jì)算機(jī)才能有條不紊地工作,自
動(dòng)執(zhí)行程序。
控制器的工作過程是:首先從內(nèi)存中取出指令,并對(duì)指令進(jìn)行分析,然后根據(jù)指令的功
能向有關(guān)部件發(fā)出控制命令,控制它們執(zhí)行這條指令規(guī)定的功能。當(dāng)各部件執(zhí)行完控制器發(fā)
來的命令后,都會(huì)向控制器反饋執(zhí)行的情況。這樣逐一執(zhí)行一系列指令,就使計(jì)算機(jī)能夠按
照由指令組成的程序的要求自動(dòng)完成各項(xiàng)任務(wù)。
控制器和運(yùn)算器一起組成中央處理單元,這就是CPU(Central Processing Ulut),又
叫微處理器,它是計(jì)算機(jī)的核心。在近20年中,CPU的技術(shù)水平飛速提高,最具代表性的
是美國Intel公司的微處理器系列,如8080、8085、8088、8086、80286、80386、80486、
Pentium系列等產(chǎn)品,其特點(diǎn)是內(nèi)部結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜,功能越來越強(qiáng),工作速度越來越快,
從每秒鐘完成幾十萬次基本運(yùn)算發(fā)展到上億次,每個(gè)微處理器包含的半導(dǎo)體電路元件從
2 000多個(gè)發(fā)展到數(shù)百萬個(gè)。
CPU運(yùn)算器和數(shù)據(jù)線的位數(shù)反映了CPU的檔次,80386以下的CPU力16位,80386及
以上的CPU為32位。
CPU的功能是計(jì)算機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)之一,人們習(xí)慣用CPU的檔次來大體表示微機(jī)的
規(guī)格。如使用PentiumⅢCPU的微型計(jì)算機(jī)便稱為PentiumⅢ機(jī)型。
CPU的產(chǎn)品并非只出于Intel公司一家,IBM、Apple、Motorola、AMD、Cyrix等也是著
名的生產(chǎn)微處理器產(chǎn)品的公司。
(3)存儲(chǔ)器
存儲(chǔ)器的主要功能是存放程序和數(shù)據(jù)。使用時(shí),可以從存儲(chǔ)器中取出信息,不破壞原有
下篇數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)141
的內(nèi)容,這種操作稱為存儲(chǔ)器的讀操作;也可以把信息寫入存儲(chǔ)器,原來的內(nèi)容被覆蓋,這
種操作稱為存儲(chǔ)器的寫操作。
存儲(chǔ)器分為內(nèi)部存儲(chǔ)器和外部存儲(chǔ)器。
內(nèi)部存儲(chǔ)器簡稱內(nèi)存(又稱主存),是計(jì)算機(jī)中信息交流的中心。用戶通過輸入設(shè)備輸
入的程序和數(shù)據(jù)先送入內(nèi)存,控制器執(zhí)行的指令和運(yùn)算器處理的數(shù)據(jù)取自內(nèi)存,運(yùn)算的中間
結(jié)果和最終結(jié)果保存在內(nèi)存中,輸出設(shè)備輸出的信息來自內(nèi)存。可見,內(nèi)存要與計(jì)算機(jī)的各
個(gè)部件打交道,進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。因此,內(nèi)存的存取速度直接影響計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度。但由于
內(nèi)存儲(chǔ)器斷電后,其信息將丟失,因此內(nèi)存中的信息如要長期保存,就需送到外部存儲(chǔ)
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民用航空器維修基礎(chǔ)系列教材 電子技術(shù)基礎(chǔ)(85)