2.2.2 计算机的硬件组成

1.运算器

运算器也称算术与逻辑运算单元(Arithmetic and Logic Unit,ALU)。运算器是在计算机系统中用来进行数据运算的电路的总称,它的主要功能是对二进制数码进行算术运算或逻辑运算。参加运算的数(称为操作数)全部是在控制器的统一指挥下从内存中取到运算器里,绝大多数运算任务都由运算器完成。

2.控制器

控制器(Control Unit,CU)是计算机的神经中枢,它的功能是控制计算机各部件协调工作,使计算机自动地执行程序。控制器的主要部件有:指令寄存器(Instruction Register,IR)、指令译码器(Instruction Decoder,ID)、操作控制部件(Operation Control Unit,OC)、指令计数器(又称程序计数器Program Counter,PC)和时序节拍发生器。

把运算器、控制器做在一个大规模集成电路块上称为中央处理器(Central Processing Unit,CPU)。它是计算机硬件的核心部件。

3.存储器

存储器(Memory)是用来存储程序和数据的记忆装置,是计算机中各种信息存储和交流的中心。

根据存储器在计算机系统中所起的作用,可分为主存储器、辅助存储器、高速缓冲存储器等,如表2-1所示。为了解决对存储器要求容量大,速度快,成本低三者之间的矛盾,目前通常采用多级存储器体系结构。

表2-1 存储器的用途及特点

人们通常把内存储器、运算器和控制器合称为计算机主机。也可以说主机是由CPU与内存储器组成的。

4.输入设备

输入设备(Input Device)是把准备好的数据、程序等送入计算机的装置。例如,用键盘可以把字母、数字或其他字符送入计算机;又如模/数转换装置,可以把控制现场采集到的温度、压力、流量、电压、电流等模拟量转换成计算机能接受的数字信号传入计算机。目前常见的输入设备有鼠标、键盘、扫描仪、光笔和传声器(麦克风)等。

5.输出设备

输出设备(Output Device)是把计算机产生的信息或工作过程以人们习惯的直观形式表现出来的装置。例如在纸上打印出印刷符号或在屏幕上显示字符、图形等。常见的输出设备有显示器、打印机、绘图仪和扬声器等。

主机以外的装置称为外围设备,外围设备包括输入/输出设备,外存储器、网络设备等。