1.3 计算机系统的组成

　　1.计算机的基本结构

　　冯·诺依曼(美籍匈牙利数学家)对计算机结构提出的设计思想：

　　(1)计算机应由五个基本部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备;

　　(2) 采用存储程序的方式，程序和数据存放在同一个存储器中;

　　(3) 指令在存储器中按执行顺序存放，由指令计数器指明要执行的指令所在的单元地址，一般按顺序递增，但可按运算结果或外界条件而改变;

　　(4) 机器以运算器为中心，输入/输出设备与存储器间的数据传送都通过运算器。

　　2.计算机工作原理 计算机的工作过程其实就是一个执行指令和程序的过程。

　　指令的执行过程：

　　第一阶段，计算机将要执行的指令从内存取到CPU，此阶段称之为取指周期;

　　第二阶段，CPU对取入的指令进行分析译码，判断该指令要完成的操作，然后向各部件发出完成该操作的控制信号，完成该指令的功能，此阶段称之为执行周期。

　　程序的执行过程：就是逐条执行指令的过程。取指令→执行指令→取指令→执行指令……

　　指令：就是让计算机完成某个操作所发出的命令，是计算机完成某个操作的依据。它包括操作码和操作数两部分。

　　操作码：指明该指令要完成的操作。

　　操作数：是指参加运算的数或者数所在的单元地址。

　　指令的分类：包括： 数据传送指令、算术运算指令、逻辑运算指令、移位运算指令、位与位串操作指令、控制转移指令、输入/输出指令、其他指令。

　　指令系统：指一台计算机的所有指令的集合。不同的计算机其指令系统不一定相同。

　　程序：是由一系列指令构成的有序集合。

　　3. 计算机的硬件系统 计算机硬件主要由中央处理器、主存储器、辅助存储器、输入/输出设备和总线等组成。

　　其中：中央处理器、主存储器和总线构成“主机” ， 辅助存储器和输入/输出设备构成“外设”。

　　微机的主机箱内主要有下列部件：

　　(1) 系统主板 是一块集成电路板，是微机最主要的部件，它包括微处理器模块、内存模块、基本I/O接口、中断控制器、DMA(直接存取存储器)控制器及连接其他部件的总线。

　　微处理器 CPU ：是微机的核心部件，控制计算机的各项工作。 Pentium 处理器主要由执行单元、指令预取部件、指令译码部件、地址转换与管理部件、指令快存(cache)和数据快存(cache)、总线接口部件和控制器等组成。其核心是执行单元(即运算器)，它的任务是高速完成各种算术和逻辑运算。

　　CMOS存储器： 用来存放用户对计算机的配置参数。存放在其中的信息可以在计算机开机时进行修改，关机后可保持设置不变。其中的信息要依靠小电池来维持，电池放电后，会使其中的信息全部丢失。

　　I/O总线： 包括传送数据信号的数据总线DB(是双向的)、传送地址信号的地址总线AB(是单向的)、传送控制信号的控制总线CB 。常用的有PCI(外围设备接口)总线、 ISA(工业标准体系结构)总线、EISA(扩展的工业标准体系结构)总线。 通用串行总线(USB)：可以连接几乎所有外部设备。

　　输入/输出接口电路：并行接口、 串行接口、软盘接口、IDE(智能设备电子接口)硬盘接口、键盘接口 等。

　　中断控制器、DMA控制器 (2) 硬盘驱动器 (3) 软盘驱动器 (4) 光盘驱动器 (5) 电源 (6) 显示卡 (7) 其他卡(声卡、视卡、网卡、…)。