计算机系统一

一、计算机系统

（1）基本概念

计算机系统可以分为硬件系统和软件系统。

硬件系统:计算机的实体部分，可以实现计算机基本的操作行为
        软件系统:使计算机实现各种功能的程序集合。包括系统软件、应用软件两大类。

可以认为，计算机就是在我们所写的软件系统控制下运行。

(2)计算机的组成

按照冯.诺伊曼理论，计算机主要由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备5大部分组成。

控制器从存储器中取指令，例如加法指令: ADD r0,r1 此时控制器控制运算器从存储器中取出对应的数据进行运算，并且将运算的结果重新放回存储器中。控制器还可以对输入设备和输出设备进行控制。

A.输入设备

输入设备的任务是把人们编好的程序和原始数据送到计算机中去，并且将它们转换成计算机内部所能识别和接受的信息方式。常用的有键盘、鼠标、扫描仪等。

B.输出设备

输出设备的任务是将计算机的处理结果以人或其他设备所能接受的形式送出计算机。常用的有显示器、打印机、绘图仪等。

C.存储器

存储器是用来存放程序和数据的部件，它是一个记忆装置，也是计算机能够实现“存储程序控制”的基础。

存储器主要分为:内存存储器和外存储器

D.运算器

运算器是对信息进行处理和运算的部件，经常进行的运算是算术运算和逻辑运算，因此运算器的核心是算术逻辑运算部件ALU。

运算器中有若干个寄存器（如累加寄存器、暂存器等）。

E.控制器

控制器是整个计算机的指挥中心。

控制器中主要包括时序控制信号形成部件和一些专用的寄存器。

二、计算机总线结构

总线是由导线组成的一组传输线，是计算机系统中各功能部件之间相互连接的数字通信机构，一个计算机可包含一个或多个总线，把处理器、存储器，以及I/O设备相互连接起来。

试想一个问题，如果处理器和每个设备都分别一根线进行连接，就会出现很多线错综复杂的交互在一起.如果用总线连接的话，只需要一根线就可以了。通过分时复用的套路，每个设备都可以使用总线和处理器交互，设备与设备之间也可以通过总线相互交互。

在微型计算机系统中，我们可以将总线分为三类: 地址总线，数据总线，控制总线。

三、中央处理器

中央处理器(Central Processing Unit,简称CPU)是整个计算机的核心，它由控制器和运算器两部分组成。CPU的性能在很大程序上决定了计算机品质的好坏、运算速度等。

衡量一个CPU的好坏，经常我们从位数、和主频两方面衡量。位数越多，主频越高，信息流动就越快，处理问题的能力就越强，CPU的性能就越好。这就好比，公路越宽，车速越快，在单位时间内通过的车就越多，且不容易堵车。