计算机硬件系统
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计算机硬件系统

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计算机硬件系统一般由 控制器,运算器,存储器,输入设备,输出设备五个部分组成

我们平时说的主机,就是CPU和内存

外设是指外存,输入/输出设备

只有硬件系统没有软件系统(软件系统也包括操作系统)的计算机为裸机

控制器

控制器是整个计算机的指挥控制中心,由于寄存器,程序计数器和操作控制器三个部件组成,起到协调整个电脑有序工作的作用,实现全机控制(控制器的作用)

运算器

运算器是计算机中执行各种算术和逻辑运算操作(运算器的作用)的部件。运算器的基本操作包括加,减,乘,除四则运算,与,或,非,异或等逻辑操作,以及位移,比较和传送等操作,亦称算术逻辑部件

控制器和运算器又合称为中央处理器(CPU),也叫微处理器,处理器。多核CPU:提升计算机的计算速度,双核CPU理论上是单核的两倍计算速度,实际达不到,所以,双核CPU不能达到单核的两倍

CPU只能访问内存中的数据

存储器

存储器是计算机系统中的记忆设备,用来存放程序和数据。计算机中的全部信息都保存在存储器中。它根据控制器指定的位置存入和取出信息。有了存储器计算机才有记忆功能,才能正常工作。按用途存储器可以分为主存储器(内存)辅助存储器(外存)

内存

内存储器又分为RAM(Random Access Memory,随机存储器)ROM(Read Only Memory,只读存储器)
内存是半导体存储器

RAM

RAM在正常工作状态下可以往存储器中随时读写数据。就是RAM可读可写
根据存储单元工作原理的不同,RAM又可以分为静态存储器(SRAM)[读取数据不会刷新地址](S就是static静态的)动态存储器(DRAM)[读取数据会刷新地址](D就是dynamic动态的)
生活中通常说的内存就是DRAM(内存条)
RAM的特点:可读可写;存储器断电后,里面存储的数据会丢失
我们通常说的内存,包括CPU里用的高速缓存(CACHE),都属于RAM这类存储器。
高速缓存CACHE:平衡CPU与内存之间的速度差

ROM

ROM从其名称可以知道它只读不能写,它的另一个特点就是存储器断电后里面的数据不丢失
EPROM和EEPROM是两种特殊的ROM。
EPROM是一种紫外线可擦除可编程只读存储器EPROM芯片可重复擦除和写入,用强紫外线擦了又可以写入
EEPROM是一种电可擦除可编程只读存储器以字节为单位。EEPROM可以用高于普通电压的的作用来擦除和重写,一般用电脑中的电压来擦除和重写。
EEPROM的一种变种形式是Flash Memory(闪存),但是对Flash Memory中的数据作删除时,不是以单个字节为单位,而是以固定的区块为单位,而EEPROM能在字节水平上进行删除和重写而不是整个芯片擦写

关于EEPROM的参考,点击这里(仅供参考)

在内存中又许多存储单元,每个存储单元都有一个唯一的编号,这些编号称为内存的地址。内存是按字节进行编址的,每一个字节对应一个地址,一个地址所代表的存储单元的容量为一个字节。
一个地址=一个编号=一个字节
公式:末地址-首地址+1=字节数

外存

一般情况,按照存储介质不同,将外存储器分为磁介质半导体介质光介质三类存储器。

常见的磁介质的外存是 软盘硬盘

软盘上有一个写保护口,如果写保护口打开,则该软盘只能读不能写,如果写保护口关闭,则该软盘又能读又能写

硬盘是计算机存储数据最常用的外存,它是以扇区作为基本读写单位,一个扇区512B大小硬盘是外存中读写速度最快的
硬盘的存储容量=盘面数×磁道数×扇区数×扇区容量

常见的半导体介质的外存是优盘(U盘),通过USB接口与计算机信息交互

常见的光介质的外存是光盘。

读取速度的排名:CPU > CACHE > SRAM > DRAM > 硬盘 > 其他外存

光盘

CD-ROM:只读光盘,容量650MB,1X读写速度150KB/s,2X读写速度300KB/s。记得以前一部电影分为上下两张光盘,就是这个光盘,容量太小,装不下一部电影,只能分成两部。

CD-R:一次性可写光盘,光盘写入数据后,就不能在刻写了

CD-RW:可重复擦写光盘,光盘写入数据后,还可以重复刻写

DVD:数字多功能光盘,单层单面容量4.7GB≈4700MB,有些DVD两面都能放,这面放完了翻一面又放,这种就是双面的,就有2个4.7G,约9.4G容量

IC卡为非接触式存储设备

输入设备

向计算机输入数据和信息的设备称为输入设备。
A/D转换器A模拟信号,D数字信号,模拟信号转化成数字信号,举个例子,微信发语音,你的声音就是模拟信号,传进计算机中就把你的声音转换成数字信号存储。所以A/D转换器是输入设备。
D/A转换器:从数字信号转换成模拟信号,还是微信例子,你要听语音,就把计算机里面的数字信号转换成你说的话。所以D/A转换器就是输出设备。

输出设备

输出设备是将计算机中用二进制代码所表示的信息转换成人们所需要的文字,图像,声音等信息表现形式。

我们把输入输出设备统称为I/O设备,input,output。把外存和I/O设备统称为外设。

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