理论教育 计算机硬件系统-计算机应用与医学信息技术基础

计算机硬件系统-计算机应用与医学信息技术基础

时间:2023-11-08 理论教育 版权反馈
【摘要】:硬件是指构成计算机系统的物理设备总称,通常是电子的、机械的、磁性的或光的元器件或装置。冯·诺依曼体系结构的计算机硬件由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等构成。它是计算机的核心。即将计算机内部处理后的信息以图形、图像、文字等方式传递出来的设备称为输出设备。

计算机硬件系统-计算机应用与医学信息技术基础

硬件是指构成计算机系统的物理设备总称,通常是电子的、机械的、磁性的或光的元器件或装置。尽管各种计算机在性能和用途等方面都有所不同,但是其基本结构都遵循冯·诺依曼体系结构,因此人们便将符合这种设计的计算机称为冯·诺依曼计算机。

冯·诺依曼体系结构的计算机硬件运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等构成。

1.运算器

运算器也称为算术逻辑单元ALU(Arithmetic Logic Unit)。它的功能就是对二进制数进行算术运算和逻辑运算。算术运算是指加、减、乘、除,而逻辑运算就是指“与”“或”“非”“比较”“移位”等操作。在控制器的控制下,它对取自内存或内部寄存器的数据进行算术或逻辑运算。运算器由进行运算的运算部件ALU和用来暂时存放数据的寄存器、累加器等组成。

2.控制器

控制器(Control)一般由寄存器、指令译码器时序电路和控制电路组成。控制器的作用是控制整个计算机各个部件有条不紊工作,它的基本功能就从内存取指令和执行指令。控制器和运算器合在一起被称为中央处理器单元,即CPU(Central Processing Unit)。它是计算机的核心。

3.存储器

存储器(Memory)是用来存储程序和数据的部件。存储器可以在控制器控制下对数据进行存取操作,我们把数据从存储器中取出的过程称为“读”,把数据存入存储器的过程称为“写”。存储器容器用B、KB、MB、GB、TB等存储容量单位表示。通常将存储器分为内存储器(内存)和外存储器(外存)。

内存储器又称为主存储器,是主机的一部分,可以由CPU直接访问,优点是存取速度快,但存储容量小,主要用来存放系统正在处理的数据。(www.daowen.com)

根据性能和特点的不同,内存又分为只读存储器和随机存储器两类。

只读存储器(Read Only Memory,ROM),在工作过程中只能读出其中的数据,不能写入新的数据,即使电源中断,ROM中数据也不会丢失,ROM一般用来存放固定的系统程序和参数表等。

随机存储器(Random Access Memory,RAM),在工作过程中既可读出其中的数据,也可修改其中的数据或写入新的数据,一旦中断电源,RAM中存放的数据将全部丢失。

外存储器又叫辅助存储器,如硬盘、U盘、光盘等。存放在外存中的数据必须调入内存后才能运行。外存存取速度慢,但存储容量大,主要用来存放暂时不用,但又需长期保存的程序或数据。

4.输入设备

输入设备(Input Device)用来向计算机输入人们编写的程序和数据,可分为字符输入设备、图形输入设备和声音输入设备等。常用的输入设备有键盘、鼠标、光笔等。

5.输出设备

输出设备(Output Device)向用户报告计算机的运算结果或工作状态,把存储在计算机中的二进制数据转换成人们需要的各种形式的信号。即将计算机内部处理后的信息以图形、图像、文字等方式传递出来的设备称为输出设备。常见的输出设备有显示器、打印机、音箱等。

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