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機系統的各種物理設備的總稱，是計算機系統的物質基礎，如中央處理器單元( CPU)、存
儲器、輸入設備、輸出設備等。沒有軟件而只有硬件的計算機稱為裸機，一臺裸機是無法使
用的。軟件系統是為運行、管理和維護計算機而編制的各種程序、數據和文檔的總稱。實際
上，用戶面對的是經過若干層軟件“包裝”的計算機。計算機的功能不僅僅取決于硬件系
統，更主要地是由所安裝的軟件系統所決定。圖3.1 -1所示為微型計算機系統的基本組成。
    1．計算機的硬件系統
l    主機I
數據流——一控制流
圖3.1 -1計算機的基本結構
140電子技術基礎
————一
  從1946的第一臺計算機ENIAC發明到現在，計算機的發展已經經歷了幾代，其性能指
標、運算速度、工作方式、應用領域和價格等方面已經發生了根本性變化，但計算機的基本
結構仍然遵循馮·諾依曼研制的EDVAC計算機。它的主要特點可以歸結為：
  ①計算機由五大部分組成：運算器、控制器、’存儲器、輸入設備和輸出設備；
  ②程序和數據以同等地位存放在存儲器中，并按地址尋訪；
  ③程序和數據以二進制表示。
  計算機的基本結構如圖3.1 -1所示，圖中空心線為數據流，實線為控制流。下面簡述
各部分的功能。
    (1)運算器
    運算器的主要功能是算術運算和邏輯運算。計算機中最主要的工作是運算，大量的數據
運算任務是在運算器中進行的。運算器又稱為算術邏輯單元ALU(Arithmetic and Logic
Unit)。
    在計算機中，算術運算是指加、減、乘、除等基本運算；邏輯運算是指邏輯判斷、邏輯
比較以及其他的基本邏輯運算。但不管是算術運算還是邏輯運算，都只是基本運算，復雜的
運算只能通過這些基本運算一步步實現。但由于運算器的運算速度相當快，因而計算機才有
高速的信息處理功能。
    運算器中的數據取自內部存儲器（簡稱內存），運算昀結果又送回內存。運算器對內存
的讀寫操作是在控制器的控制之下進行的。
    (2)控制器    ，
1  控制器是計算機的神經中樞，只有在它的控制下，整個計算機才能有條不紊地工作，自
動執行程序。
    控制器的工作過程是：首先從內存中取出指令，并對指令進行分析，然后根據指令的功
能向有關部件發出控制命令，控制它們執行這條指令規定的功能。當各部件執行完控制器發
來的命令后，都會向控制器反饋執行的情況。這樣逐一執行一系列指令，就使計算機能夠按
照由指令組成的程序的要求自動完成各項任務。
    控制器和運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，它是計算機的核心。在近20年中，CPU的技術水平飛速提高，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系列等產品，其特點是內部結構越來越復雜，功能越來越強，工作速度越來越快，
從每秒鐘完成幾十萬次基本運算發展到上億次，每個微處理器包含的半導體電路元件從
2 000多個發展到數百萬個。
    CPU運算器和數據線的位數反映了CPU的檔次，80386以下的CPU力16位，80386及
以上的CPU為32位。
    CPU的功能是計算機的主要技術指標之一，人們習慣用CPU的檔次來大體表示微機的
規格。如使用PentiumⅢCPU的微型計算機便稱為PentiumⅢ機型。
    CPU的產品并非只出于Intel公司一家，IBM、Apple、Motorola、AMD、Cyrix等也是著
名的生產微處理器產品的公司。
    (3)存儲器
    存儲器的主要功能是存放程序和數據。使用時，可以從存儲器中取出信息，不破壞原有
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的內容，這種操作稱為存儲器的讀操作；也可以把信息寫入存儲器，原來的內容被覆蓋，這
種操作稱為存儲器的寫操作。
    存儲器分為內部存儲器和外部存儲器。
    內部存儲器簡稱內存（又稱主存），是計算機中信息交流的中心。用戶通過輸入設備輸
入的程序和數據先送入內存，控制器執行的指令和運算器處理的數據取自內存，運算的中間
結果和最終結果保存在內存中，輸出設備輸出的信息來自內存�？梢�，內存要與計算機的各
個部件打交道，進行數據傳送。因此，內存的存取速度直接影響計算機的運算速度。但由于
內存儲器斷電后，其信息將丟失，因此內存中的信息如要長期保存，就需送到外部存儲
　
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