计算机基础：硬件系统

1.输入设备

输入设备的主要功能是，把原始数据和处理这些数据的程序转换为计算机能够识别的二进制代码，通过输入接口输入计算机的存储器中，供CPU调用和处理。常用的输入设备有键盘、鼠标、触摸屏、手写笔、麦克风、数码相机等。

2.运算器

运算器由算术逻辑单元（ALU）、累加器、状态寄存器、通用寄存器等组成，是计算机的中心部件。计算机运行时，运算器的操作和操作种类由控制器决定。运算器处理的数据来自存储器；处理后的结果数据通常送回存储器，或暂时寄存在运算器中。

3.控制器

它主要由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成，完成协调和指挥整个计算机系统的操作。具体地说，要完成一次运算，首先要从存储器中取出一条指令，这称为取指过程。接着，它对这条指令进行分析，指出这条指令要完成何种操作，并按寻址特征指明操作数的地址，这称为分析过程。最后，根据操作数所在地址取出操作数，让运算器完成某种操作，这称为执行过程。以上就是通常所说的完成一条指令操作的取指、分析、执行三个阶段。

运算器（ALU）和控制器（CU）两大部件构成了计算机的中央处理器（CPU）。中央处理器是计算机的心脏，是运算器、控制器、高速缓存集成在一起的超大规模集成电路芯片。CPU品质的高低直接决定了计算机系统的档次。能够处理的数据位数是CPU的一个最重要的品质标志。人们通常所说的32位机和64位机即指CPU可同时处理32位和64位的二进制数据。CPU的主要性能指标有：主频、字长、缓存、核心数量、内核电压等。

4.存储器

存储器是计算机中用于存放程序和数据的部件，并能在计算机运行过程中高速、自动地完成程序或数据的存放。存储器分为内存储器和外存储器两大类，简称为内存和外存。

（1）内存。

内存是CPU可直接访问的存储器，是计算机中的工作存储器，当前正在运行的程序与数据都必须存放在内存中。内存分为ROM、RAM和Cache。(www.xing528.com)

1）只读存储器（ROM）。

ROM中的数据或程序一般是在将ROM装入计算机前事先写好的。一般情况下，计算机工作过程中只能从ROM中读出事先存储的数据，而不能改写。ROM常用于存放固定的程序和数据，且断电后仍长期保存。ROM的容量较小，一般存放系统的基本输入输出系统等。

2）随机存储器（RAM）。

随机存储器的容量与ROM相比要大得多，目前微机一般配置8 GB左右。CPU从RAM中既可读出信息也可写入信息，但断电后所存的信息就会丢失。

3）高速缓存（Cache）。

随着CPU主频的不断提高，CPU对RAM的存储速度加快了，而RAM的响应速度相对较慢，造成了CPU等待。为协调二者之间的速度差，在内存和CPU之间设置一个与CPU速度接近，高速的、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。这个高速小容量存储器称作高速缓冲存储器，一般简称为缓存。

（2）外存。

外存是主机的组成部件，存储速度较内存慢得多，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，可成批地与内存交换信息。外存是内存的补充，但是CPU不可以直接访问外存数据。外存的特点是存储容量大、可靠性高、价格低，断电后可以永久地保存信息。常用的外存有硬盘、U盘、光盘等。

5.输出设备

输出设备是指从计算机中输出信息的设备。它的功能是将计算机处理的数据、计算结果等内部信息转换成人们习惯接受的信息形式（如字符、图像、声音等），然后将其输出。最常用的输出设备是显示器、打印机、音响、绘图仪、投影仪等。