(二)計(jì)算機(jī)的組成與分類
1.計(jì)算機(jī)的組成
計(jì)算機(jī)硬件指有形的物理設(shè)備，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中所有實(shí)際物理裝置的總稱，可以是電子的、電磁的、機(jī)電的或光學(xué)的元件/裝置或者由它們所組成的計(jì)算機(jī)部件。例如，計(jì)算機(jī)的處理器芯片、存儲(chǔ)器芯片、底板(母板)、各類擴(kuò)充板卡、機(jī)箱、鍵盤、鼠標(biāo)器、顯示器、打印機(jī)、軟盤、硬盤等都是計(jì)算機(jī)的硬件。
計(jì)算機(jī)軟件指在硬件上運(yùn)行的程序和相關(guān)的數(shù)據(jù)及文檔，其中程序是讓計(jì)算機(jī)硬件完成特定功能的指令序列，數(shù)據(jù)是程序處理的對(duì)象。軟件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中不可缺少的組成部分。
(1)中央處理器(CPU)
處理器主要由運(yùn)算器和控制器兩部分組成。運(yùn)算器用來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行各種
算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算，它也稱為執(zhí)行單元。控制器是指揮中心，它能解釋指令的含義，控制運(yùn)算器及其他部件的工作，記錄內(nèi)部狀態(tài)等。另外，為了暫存運(yùn)算的中間結(jié)果，處理器中還包含幾十個(gè)甚至上百個(gè)“寄存器”，用來(lái)臨時(shí)存放正在處理的數(shù)據(jù)。
大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，使得處理器的所有組成部分都能集成在一塊半導(dǎo)體芯片上，這樣的處理器稱為“微處理器”。例如Intel公司的Pentium(奔騰)處理器。
一臺(tái)計(jì)算機(jī)中可能包含多個(gè)微處理器，它們各有不同的任務(wù)。其中承擔(dān)系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件運(yùn)行任務(wù)的處理器稱為中央處理器(Central Processing Unit，CPU)，它是任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)必備的核心部件。
常用的PC機(jī)，其CPU僅由一個(gè)處理器組成，為了提高計(jì)算機(jī)的速度，CPU也可以由2個(gè)、4個(gè)、8個(gè)甚至幾百個(gè)、幾千個(gè)處理器組成，這種具有多個(gè)處理器同時(shí)執(zhí)行程序的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)稱為多處理器系統(tǒng)。依靠多個(gè)處理器并行地運(yùn)行程序是實(shí)現(xiàn)超高速計(jì)算的一個(gè)重要方向，稱為“并行處理”。
(2)主存儲(chǔ)器和輔助存儲(chǔ)器
計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)器分為兩大類:主存儲(chǔ)器(簡(jiǎn)稱主存)和輔助存儲(chǔ)器(簡(jiǎn)稱輔存)。主存是存取速度快而容量相對(duì)較小(因容量太大，成本將十分昂貴)的一類存儲(chǔ)器，輔存則是存取速度較慢但容量很大的一類存儲(chǔ)器。
主存儲(chǔ)器也稱為內(nèi)存儲(chǔ)器(簡(jiǎn)稱內(nèi)存)，它直接與CPU相連接，是計(jì)算機(jī)中的工作存儲(chǔ)器，當(dāng)前正在運(yùn)行的程序與數(shù)據(jù)都必須存放在主存內(nèi)。CPU工作時(shí)，所執(zhí)行的指令及操作數(shù)都是從主存中取出的，處理的結(jié)果也存放在主存中。
輔助存儲(chǔ)器也稱為外存儲(chǔ)器(簡(jiǎn)稱外存)，其存儲(chǔ)容量很大，存放著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中幾乎所有的信息。計(jì)算機(jī)執(zhí)行程序和加工處理數(shù)據(jù)時(shí)，輔存中的信息需要先傳送入主存后才能被CPU使用。
(3)輸入/輸出設(shè)備
輸入/輸出設(shè)備簡(jiǎn)稱I/O(Input/Output)設(shè)備，這些設(shè)備是計(jì)算機(jī)與外界(人或其他設(shè)備，包括另一臺(tái)計(jì)算機(jī))聯(lián)系和溝通的橋梁，用戶通過(guò)輸入/輸出設(shè)備與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)互相通信。輸入是把信息送入計(jì)算機(jī)的過(guò)程。輸入設(shè)備是指用戶能向計(jì)算機(jī)輸入信息的設(shè)備。
輸出是從計(jì)算機(jī)送出信息的過(guò)程。輸出設(shè)備一般是指能從計(jì)算機(jī)中輸出可直接識(shí)別的信息的設(shè)備。
由于有機(jī)械傳動(dòng)或物理移位等動(dòng)作過(guò)程，相對(duì)而言，輸入/輸出設(shè)備是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中運(yùn)轉(zhuǎn)速度最慢的部件。
(4)總線
這是所說(shuō)的總線指的是“系統(tǒng)總線”(也稱為“底板總線”)，它是CPU、存儲(chǔ)器與各類I/O設(shè)備控制器之間相互交換信息的一組公用的信號(hào)線。系統(tǒng)總線上有3類信號(hào):數(shù)據(jù)信號(hào)、地址信號(hào)和控制信號(hào)，負(fù)責(zé)傳輸這些信號(hào)的線路分別稱為數(shù)據(jù)線、地址線和控制線，協(xié)調(diào)與管理計(jì)算機(jī)各部件通過(guò)總線傳輸信息還需要一個(gè)總線控制器。
2.計(jì)算機(jī)的分類
計(jì)算機(jī)的分類有兩種。一種是按其內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類，如單處理機(jī)與多處理機(jī)(并行機(jī))、16位機(jī)、32位機(jī)或64位計(jì)算機(jī)等。另一種是按計(jì)算機(jī)的性能和作用進(jìn)行分類。1989年11月IEEE提出一個(gè)分類報(bào)告，它根據(jù)計(jì)算機(jī)在信息處理系統(tǒng)中的地位與作用，考慮到計(jì)算機(jī)分類的演變過(guò)程和可能的發(fā)展趨執(zhí)，把計(jì)算機(jī)分成6大類。
(1)巨型計(jì)算機(jī)(Supercomputer)
(2)小巨型機(jī)(Mini Supercomputer)
(3)主機(jī)(Mainframe)
(4)超級(jí)小型計(jì)算機(jī)(Super Minicomputer)
(5)工作站(Workstation)
(6)個(gè)人計(jì)算機(jī)(Personal Computer)
由于計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)使用日益廣泛，許多計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)成為基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的客戶機(jī)/服務(wù)器模式(Client/Server)。在這種系統(tǒng)中，巨型機(jī)、小巨型機(jī)、主機(jī)均可作為系統(tǒng)的服務(wù)器使用，超級(jí)小型機(jī)及高檔工作站則可用作部門級(jí)服務(wù)器，個(gè)人計(jì)算機(jī)和低檔工作站則用作客戶機(jī)，它們直接面向用戶，通過(guò)聯(lián)網(wǎng)共享后臺(tái)服務(wù)器的數(shù)據(jù)資源和計(jì)算機(jī)資源。鑒于客戶機(jī)/服務(wù)器系統(tǒng)的盛行，一些計(jì)算機(jī)廠家專門設(shè)計(jì)生產(chǎn)了稱為“服務(wù)器”的一類計(jì)算機(jī)產(chǎn)品，它們的存儲(chǔ)容量大、網(wǎng)絡(luò)通信能力強(qiáng)、可靠性好，運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，性能/價(jià)格比高。其中有一類是由高檔PC機(jī)提升而成的，稱為PC服務(wù)器，很適合中小部門的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)使用。
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