基础的计算机硬件知识（计算机的基础硬件组成）

编程日记 • 2025-02-16 13:57 • 阅读 53

前言

计算机系统组成

计算机硬件的组成

1、控制器

2、运算器

3、主存储器

4、辅助存储器

5、输入设备

6、输出设备

最后

计算机已成为不可或缺的工具。无论是个人电脑还是服务器集群，其背后都是由一系列硬件组件协同工作的结果。

本文讲介绍计算机硬件的基本组成部分，帮助我们更好地理解计算机的工作原理和技术细节。

通过了解这些核心组件，我们将揭开计算机运作的秘密，为学习更高级的计算机科学概念打下坚实的基础。

计算机系统是一个硬件和软件的综合体，可以把它看成按功能划分的多级层次结构。

硬件通常是指一切看得见，摸得到的设备实体。原始的冯•诺依曼（VonNeumann）计算机在结构上是以运算器为中心的，而发展到现在，已转向以存储器为中心了。

图 1-1 所示为计算机最基本的组成框图。

控制器是分析和执行指令的部件，也是统一指挥并控制计算机各部件协调工作的中心部件，所依据的是机器指令。

控制器的组成包含如下。

① 程序计数器 PC：存储下一条要执行指令的地址；

② 指令寄存器 IR：存储即将执行的指令；

③ 指令译码器 ID：对指令中的操作码字段进行分析解释；

④ 时序部件：提供时序控制信号。

运算器也称为算术逻辑单元（ArithmeticandLogicUnit， ALU），其主要功能是在控制器的控制下完成各种算术运算和逻辑运算。运算器的组成包含如下。

① 算术逻辑单元 ALU：数据的算术运算和逻辑运算；

② 累加寄存器 AC：通用寄存器，为 ALU 提供一个工作区，用在暂存数据；

③ 数据缓冲寄存器 DR：写内存时，暂存指令或数据；

④ 状态条件寄存器 PSW：存状态标志与控制标志（争议点：也有将其归为控制器的）。

主存储器也称为内存储器（通常简称为“内存” 或“主存”）。存储现场操作的信息与中间结果，包括机器指令和数据。

辅助存储器也称为外存储器，通常简称为外存或辅存。存储需要长

期保存的各种信息。

输入设备的任务是把人们编好的程序和原始数据送到计算机中去，并且将它们转换成计算机内部所能识别和接受的信息方式。按输入信息的形态可分为字符

（包括汉字）输入、图形输入、图像输入及语音输入等。目前，常见的输入设备有键盘、鼠

标、扫描仪等。

输出设备的任务是将计算机的处理结果以人或其他设备所能接受的形式送出计算机。目前，最常用的输出设备是打印机和显示器。有些设备既可以是输入设备，同时也可以是输出设备，例如，辅助存储器、自动控制和检测系统中使用的数模转换装置等。

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