计算机软硬件系统

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计算机的构成

一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成,并按照“存储程序”的方式工作。

存储程序工作原理

存储程序原理是冯·诺依曼于1946年提出的将程序像数据一样存储到计算机内部存储器中的一种设计原理,故称为冯•诺依曼原理,其基本思想是存储程序与程序控制。

存储程序是指人们必须事先把计算机的程序和数据通过输入设备送入内存;程序控制是指计算机执行程序,必须从第一条指令开始,逐一取出程序中的一条条指令,加以分析并执行规定的操作。

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计算机硬件系统

   硬件指的是计算机系统中由电子、机械和光电元件等组成的各种计算机部件和计算机设备。这些部件和设备依据计算机系统结构的要求,构成一个有机整体,称为计算机硬件系统。
   未配置任何软件的计算机叫裸机,它是计算机完成工作的物质基础。
  • 硬件系统五大组成
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输入设备

输入设备是指向计算机输入数据和信息的设备。它是计算机与用户或其他设备通信的桥梁。鼠标、键盘、扫描仪、数码摄像机、条形码阅读器、数码相机、手写输入板、游戏杆、语音输入装置等都属于输入设备。输入设备的主要功能是把原始数据、输入数据和处理这些数据的程序转换为计算机能处理的数据形式,通过输入接口输入到计算机的存储器中。

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运算器

运算器又称算术逻辑单元(Arithmetic Logic Unit,ALU)。其主要任务是执行各种算术运算和逻辑运算

控制器

控制器是整个计算机系统的控制中心,指挥计算机各部分协调工作,保证计算机按照预先规定的目标和步骤有条不紊地进行操作及处理。

通常把控制器和运算器合称为中央处理器(Central Processing Unit ,CPU)。它是计算机的核心部件。


存储器

存储器分为两大类:内存储器和外存储器,简称内存和外存。内存储器又称为主存储器,外存储器又称为辅助存储器。

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只读存储器:ROM 中的数据或程序一般是装入整机前事先写好的,整机工作过程中只能读出,不能改写。ROM所存数据稳定,断电后所存数据也不会改变。

随机存储器:随机存储器的容量与ROM 相比要大得多,也叫主存,是与CPU直接交换数据的内部存储器。它可以随时读写,而且读写速度很快,但断电后所存的信息就会丢失。

高速缓存

高速缓存全称是“高速缓冲存储器”。是指存取速度比一般随机存储器(RAM)速度更快的一种RAM。为协调CPU与内存二者之间的速度差,在之间设置一个与CPU 速度接近的、容量相对较小的存储器,把正在执行的指令地址附近的一部分指令或数据从内存调入这个存储器,供CPU 在一段时间内使用,这便是高速缓存。

外存

外存全称是“外存储器”,指主机的外部设备,除计算机内存及CPU缓存以外的储存器。此类储存器断电后仍然能保存数据。常见的外存储器有硬盘、软盘、光盘、优盘等。外存的存取速度较内存慢得多,用来存储大量的暂时不参加运算或处理的数据和程序。一旦需要,外存可批量与内存交换信息

输出设备

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输出设备是计算机硬件系统的终端设备,用于接收计算机数据的输出显示、打印、声音、控制外围设备操作等。也是把各种计算结果的数据或信息以数字、字符、图像、声音等形式表现出来。最常用的输出设备是显示器、打印机、音箱、绘图仪、各种数模转换器(D/A)等。


计算机软件系统

软件是指使计算机运行所需的程序、数据和有关文档的总和。计算机软件通常分为系统软件和应用软件两大类,系统软件一般由软件厂商提供,应用软件是为解决某一问题而由用户或软件公司开发的。

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系统软件

操作系统,语言处理程序,数据库管理系统,系统支撑和服务程序。

应用软件

应用软件包是利用计算机解决某类问题而设计的程序的集合,供多用户使用。应用软件的种类繁多,有办公类软件、互联网软件、多媒体软件等。

计算机的应用

将在以后章节中重点探讨下列内容:

云计算

大数据

移动互联

物联网

人工智能

人工智能(AI,Artificial Intelligence)是研究怎样让计算机做一些通常认为需要智能才能做的事情,又称机器智能,主要研究智能机器所执行的通常是人类智能的有关功能,如判断、推理、证明、识别、感知、理解、设计、思考、规划、学习和问题求解等思维活动。人工智能是计算机当前和今后相当长的一段时间的重要研究领域 。.

拓展:“缺芯少魄”与鲲鹏生态

参考文档:

[1] CPU个数、内核数、线程数的区别 https://blog.csdn.net/aganliang/article/details/94836080