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1、计算机硬件五大功能的协调工作众所周知，计算机硬件(Computer hardware)是指计算机系统 中由电子，机械和光电元件等组成的各种物理装置的总称。这些物 理装置按系统结构的要求构成一个有机整体为计算机软件运行提供 物质基础。简言之，计算机硬件的功能是输入并存储程序和数据， 以及执行程序把数据加工成可以利用的形式。计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等五个 逻辑部件组成。首先简要介绍一下各部分的功能。1. 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 存器组等组成。算术逻辑运算单元(ALU)的基本功能为加、减、乘、 除四则运算，与、或、非、异或等逻辑操作
2、，以及移位、求补等操 作。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。与Control Unit共同组成了 CPU的核心部分。12. 控制器控制器(Control Unit)，是整个计算机系统的控制中心，它 指挥计算机各部分协调地工作，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。控制器从存储器中逐条取出指令， 分析每条指令规定的是什么操作以及所需数据的存放位置等，然后 根据分析的结果向计算机其它部件发出控制信号，统一指挥整个计 算机完成指令所规定的操作。计算机自动工作的过程，实际上是自
3、 动执行程序的过程，而程序中的每条指令都是由控制器来分析执行 的，它是计算机实现“程序控制”的主要设备。通常把控制器与运算器合称为中央处理器(Central Processing Uni t，CPU)。工业生产中总是采用最先进的超大规模 集成电路技术来制造中央处理器，即CPU芯片。它是计算机的核心 设备。它的性能，主要是工作速度和计算精度，对机器的整体性能 有全面的影响。硬件系统的核心是中央处理器(Central Processing Unit，简 称CPU)。它主要由控制器、运算器等组成，并采用大规模集成电 路工艺制成的芯片，又称微处理器芯片。3. 存储器存储器(Memory)是计算机系统中
4、的记忆设备，用来存放程序 和数据。计算机中全部信息，包括输入的原始数据、计算机程序、 中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。它根据控制器指 定的位置存入和取出信息。有了存储器，计算机才有记忆功能，才 能保证正常工作。按用途存储器可分为主存储器(内存)和辅助存 储器(外存)，也有分为外部存储器和内部存储器的分类方法。外存 通常是磁性介质或光盘等，能长期保存信息。内存指主板上的存储 部件，用来存放当前正在执行的数据和程序，但仅用于暂时存放程 序和数据，关闭电源或断电，数据会丢失。4. 输入设备向计算机输入数据和信息的设备。是计算机与用户或其他设备 通信的桥梁。输入设备是用户和计算机系统之间进
5、行信息交换的主 要装置之一。键盘，鼠标，摄像头，扫描仪，光笔，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(InputDevice) 是人或外部与计算机进行交互的一种装置，用于把原始数据和处理 这些数的程序输入到计算机中。计算机能够接收各种各样的数据， 既可以是数值型的数据，也可以是各种非数值型的数据，如图形、 图像、声音等都可以通过不同类型的输入设备输入到计算机中，进 行存储、处理和输出。5. 输出设备输出设备(Ou tput Device )是计算机的终端设备，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 各种计算结果数据或信息以数字、字符、图像、
6、声音等形式表示出 来。那么这五大部件是如何协调工作的呢？可以简单概括为以下内 容：控制器从节拍发生器按照一定规律打出节拍，其他部件就载这统 一的节拍指挥下工作。各部件按照一定顺序连接在总线上，总线一 定时间只能有一个设备来占用。这时有多种方法来裁定让谁来占有 总线。其中一种方法是由总线仲裁设备来决定。控制器控制何时该 由什么设备进行什么工作，决策依据是在存储器取出的指令，经过 分析之后而形成的控制信号。比如，执行一个指令，是把数据存入 存储器，控制器在分析指令的时候，形成一系列控制信号，告诉相 关部件，并指挥相关部件执行一些列行为，最终实现把CPU某寄存 器中数据存入存储器。运算器有时做出决策的依据是运算器的计算 结果，比如要把数据存入存储器，需要知道存储器的目标地址，这 个目标地址可以是运算器计算的结果。输入输出设备种类繁杂，基 本是靠控制器来指挥它们运作。计算机正是通过五大硬件部件的协调工作，才得以稳定良好地运 行。
