02计算机组成
计算机组成原理
一、概念
计算机系统由软件系统和硬件系统两大部分构成，其中硬件是计算机的基础，软件是计算机的灵魂。
只有硬件没有软件的计算机称之为“裸机”。
主机=内存+CPU。
外设=输入输出设备+外存。
开机顺序：先外设后主机。
关机顺讯：先主机后外设。
二、冯诺依曼体系结构
冯诺依曼体系结构基本特征：
1.计算机五大基本组成部分：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备
2.工作核心：程序存储和程序控制（或者叫程序存储控制，程序自动运行）
3.采用二进制表示数据
4.存储空间线性编制
5.程序顺序执行
三、硬件
1.中央处理器（CPU）
中央处理器由运算器和控制器组成，是计算机的核心部件。
（1）控制器（Controller）
控制器是计算机的指挥中枢，用于控制计算机各个部件按照指令的功能要求协同工作，负责全机控制。其基本功能是从内存中取指令、分析指令以及向其他部件发出控制信号。
控制器的主要部件由程序计数器（PC）、指令寄存器（IR）、指令译码器（ID）、时序产生器、操作控制器。
（2）运算器（ALU）
负责算术运算和逻辑运算
（3）补充
多核处理器：1+1<2（双核处理器的速度小于单核处理器速度的两倍）
2.存储器
2.1 存储器-内存
内存：CPU可以直接访问的存储器
内存分为两大类：ROM RAM
（1）RAM和ROM的区别
①RAM：random access memory 随机存储器，特点：既能读又能写，是程序运行的地方，断电后数据全部丢失，也被称为易失性存储器。
②ROM：read only memory 只读存储器，特点：只能读不能写，存放BIOS的地方，断电后数据不丢失，也被称为非易失性存储器。
（2）RAM：DRAM 和 SRAM
①DRAM：动态随机存储器 特点：速度相对慢 价格便宜，生活中常用的随机存储器(了解补充：DRAM是生活中常用的内存，有两种标准DDR3和DDR4)
②SRAM：静态随机存储器 特点：速度相对快 价格较贵，高速缓存cache也是SRAM的一种
③补充一（掌握）：cache是速度最快的存储器，其作用是为了解决CPU和内存速度不匹配的问题。
④补充二（了解）：我们现在常用的内存一般用的是DRAM，有两种类型DDR3和DDR4（准确的说DDR3是SDRAM的一种，SDRAM是叫做同步动态随机存储器，不过这个也是DRAM的升级版本啦）
⑤补充三（了解）：CMOS是计算机主板上的一块可读写的RAM芯片，用于保存当前系统的硬件配置信息和当前用户设定的某些参数（比如时间、日期、硬盘参数、计算机配置信息等），CMOS RAM由主板上的纽扣电池供电，所以即使当系统断电之后信息也不会丢失。进入BIOS可对CMOS进行设置。
（3）ROM：EPROM 和 EEPROM
EPROM ：紫外线可擦除可编程只读存储器
EEPROM：电可擦除可编程只读存储器，外存flash memory（闪存）采用的技术是EEPROM的变形。不过EEPROM是以字节为单位进行擦除，速度较慢，而flash memory是以块为单位进行擦除，速度较快。
PS：内存和处理器也合称为主机，除此之外叫做外设。
2.2存储器-外存
外存：CPU不能直接访问的存储器
（1）磁介质
①磁盘（硬盘）：以扇区为单位进行存储数据。每个扇区一般可以存储512B的信息。
l 磁盘大小的计算公式：
存储容量=盘面数×磁道数×扇区数×扇区容量
l 硬盘的类型：机械硬盘（HDD）和固态硬盘（SSD），固态硬盘的性能比机械硬盘要好很多。
l 硬盘的接口类型：
M.2
SATA3.0 数据传输速度为300MBps
SATA4.0 数据传输速度为600MBps
②软盘
写保护口打开：只能读不能写
写保护口关闭：既能读又能写
（2）光介质
①CD-ROM:只读光盘，速度是nX倍速就是n*150KB/s
②CD-R :一次性可写光盘，数据写入后不能再刻写
③CD-RW :可重复擦写光盘
④DVD:容量4.7G≈4700MB
（3）半导体介质
U盘：即插即用
3.输入输出设备（I/O设备）
输入设备：鼠标、键盘、A/D转换器、麦克风、手写板、摄像头、扫描仪
输出设备：显示器、打印机、D/A转换器、绘图仪、音响设备
4.接口
（1）鼠标键盘
①USB
USB2.0 速度较慢 黑色白色居多 5V 500mA 2.5W 480Mbps
USB3.0 速度更快 蓝色居多 5V 900mA 4.5W 4.8Gbps
②PS/2
绿色：鼠标
紫色：键盘
③RS-232
（2）打印机
USB LPT1
（3）显示器
①VGA：又叫D-sub，传输模拟信号，只能传输图像信号，不能传输音频信号。
②DVI：传输高清数字信号，也是只能传输图像信号，不能传输音频信号。
③HDMI：传输超清数字信号，可以同时传输图像信号和音频信号
【接口说明】
①USB接口
USB 2.0：500mA 5V 2.5W 480Mbps
USB 3.0：900mA 5V 4.5W 4.8Gbps
Type-c：双面插入
②鼠标键盘接口
l USB
l PS/2
l RS-232
③打印机
l USB
l LPT1：用于打印机和扫描仪
④网卡（网络适配器）
RJ-45:插头叫做水晶头
⑤显示器接口
l VGA（D-sub）：使用模拟信号，只能传输视频信号，不能传输音频信号。
l DVI：使用高清数字信号，但是也只能传输视频信号。
l HDMI：既能传输视频信号，也能传输音频信号。
5.系统总线
数据总线(DB)
地址总线(AB)：n位地址总线寻址能力为2nByte
控制总线(CB)
四、软件
1.概念
软件系统：由应用软件和系统软件两部分构成。
软件：是指具有特定功能的一系列程序和相应的文档构成以及相关的数据组合而成的。（如果是选择题可以不包含数据，就是程序和文档）
公式：软件=程序+文档+数据
应用软件：满足不同领域、不同问题的应用需求而提供的软件称为应用软件。
系统软件：操作系统（OS）、数据库管理系统、语言处理程序
常见的数据库管理系统：
MySQL、SQLserver、Oracle、DB2、Access
2.程序设计语言
面向问题的语言
高级语言分成两大类，面向过程：C语言
面向对象：Java,c#,C++,VF等。
世界上第一门高级语言：FORTRAN。
计算机唯一能够直接识别并运行的语言只有机器语言，因此，需要将高级语言或者是汇编语言“翻译”成机器语言才能被计算机所识别。
①汇编程序。将汇编语言编写的源程序翻译成机器语言程序（目标程序）的工具，而这个过程称为汇编。
②编译程序。将高级语言编写的源程序翻译成机器语言程序（目标程序）的工具，而这个过程称为编译。
③编译程序又分为两种方式：编译方式和解释方式。
编译方式：类似于笔译 整个文件编译完成之后在执行，会产生目标程序文件，一般为OBJ和EXE文件。C和C++就是用的这种方式，而大多数高级语言用的也是这种方式。
解释方式：类似于口译 解释一句，执行一句，不会产生目标程序文件。早期的Basic用的就是这种方式。
【注】这里几个概念很容易弄混，同学们需要明白的是，汇编是针对的汇编语言的转换，编译是针对的高级语言的转换。
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