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时间:2011-08-08 01:08来源:蓝天飞行翻译 作者:航空
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机系统的各种物理设备的总称,是计算机系统的物质基础,如中央处理器单元( CPU)、存
储器、输入设备、输出设备等。没有软件而只有硬件的计算机称为裸机,一台裸机是无法使
用的。软件系统是为运行、管理和维护计算机而编制的各种程序、数据和文档的总称。实际
上,用户面对的是经过若干层软件“包装”的计算机。计算机的功能不仅仅取决于硬件系
统,更主要地是由所安装的软件系统所决定。图3.1 -1所示为微型计算机系统的基本组成。
    1.计算机的硬件系统
l    主机I
数据流——一控制流
图3.1 -1计算机的基本结构
140电子技术基础
————一
  从1946的第一台计算机ENIAC发明到现在,计算机的发展已经经历了几代,其性能指
标、运算速度、工作方式、应用领域和价格等方面已经发生了根本性变化,但计算机的基本
结构仍然遵循冯·诺依曼研制的EDVAC计算机。它的主要特点可以归结为:
  ①计算机由五大部分组成:运算器、控制器、’存储器、输入设备和输出设备;
  ②程序和数据以同等地位存放在存储器中,并按地址寻访;
  ③程序和数据以二进制表示。
  计算机的基本结构如图3.1 -1所示,图中空心线为数据流,实线为控制流。下面简述
各部分的功能。
    (1)运算器
    运算器的主要功能是算术运算和逻辑运算。计算机中最主要的工作是运算,大量的数据
运算任务是在运算器中进行的。运算器又称为算术逻辑单元ALU(Arithmetic and Logic
Unit)。
    在计算机中,算术运算是指加、减、乘、除等基本运算;逻辑运算是指逻辑判断、逻辑
比较以及其他的基本逻辑运算。但不管是算术运算还是逻辑运算,都只是基本运算,复杂的
运算只能通过这些基本运算一步步实现。但由于运算器的运算速度相当快,因而计算机才有
高速的信息处理功能。
    运算器中的数据取自内部存储器(简称内存),运算昀结果又送回内存。运算器对内存
的读写操作是在控制器的控制之下进行的。
    (2)控制器    ,
1  控制器是计算机的神经中枢,只有在它的控制下,整个计算机才能有条不紊地工作,自
动执行程序。
    控制器的工作过程是:首先从内存中取出指令,并对指令进行分析,然后根据指令的功
能向有关部件发出控制命令,控制它们执行这条指令规定的功能。当各部件执行完控制器发
来的命令后,都会向控制器反馈执行的情况。这样逐一执行一系列指令,就使计算机能够按
照由指令组成的程序的要求自动完成各项任务。
    控制器和运算器一起组成中央处理单元,这就是CPU(Central Processing Ulut),又
叫微处理器,它是计算机的核心。在近20年中,CPU的技术水平飞速提高,最具代表性的
是美国Intel公司的微处理器系列,如8080、8085、8088、8086、80286、80386、80486、
Pentium系列等产品,其特点是内部结构越来越复杂,功能越来越强,工作速度越来越快,
从每秒钟完成几十万次基本运算发展到上亿次,每个微处理器包含的半导体电路元件从
2 000多个发展到数百万个。
    CPU运算器和数据线的位数反映了CPU的档次,80386以下的CPU力16位,80386及
以上的CPU为32位。
    CPU的功能是计算机的主要技术指标之一,人们习惯用CPU的档次来大体表示微机的
规格。如使用PentiumⅢCPU的微型计算机便称为PentiumⅢ机型。
    CPU的产品并非只出于Intel公司一家,IBM、Apple、Motorola、AMD、Cyrix等也是著
名的生产微处理器产品的公司。
    (3)存储器
    存储器的主要功能是存放程序和数据。使用时,可以从存储器中取出信息,不破坏原有
下篇数字电子技术基础141
的内容,这种操作称为存储器的读操作;也可以把信息写入存储器,原来的内容被覆盖,这
种操作称为存储器的写操作。
    存储器分为内部存储器和外部存储器。
    内部存储器简称内存(又称主存),是计算机中信息交流的中心。用户通过输入设备输
入的程序和数据先送入内存,控制器执行的指令和运算器处理的数据取自内存,运算的中间
结果和最终结果保存在内存中,输出设备输出的信息来自内存。可见,内存要与计算机的各
个部件打交道,进行数据传送。因此,内存的存取速度直接影响计算机的运算速度。但由于
内存储器断电后,其信息将丢失,因此内存中的信息如要长期保存,就需送到外部存储
 
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本文链接地址:民用航空器维修基础系列教材 电子技术基础(85)