1.1 电脑的基本组成
电脑由硬件系统和软件系统组成,硬件系统是软件系统运行的基础,软件系统是硬件系统功能发挥的必要条件,硬件系统和软件系统两者缺一不可。
1.1.1 硬件系统
从电脑外观来看,可以将硬件分为主机和外设两大部分,如图1-1所示。
图1-1 电脑硬件外观
根据冯•诺依曼体系,硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成,如图1-2所示。
图1-2 冯•诺依曼体系
1.运算器和控制器
运算器在电脑中的功能是执行加、减、乘、除算术运算,以及与、非、或、移位等逻辑运算。控制器是电脑硬件系统的指挥和控制中心。当系统运行时,由控制器发出各种控制信号,指挥系统的各个部分有条不紊地协调工作。
在目前的电脑系统中,运算器和控制器的功能由CPU实现。CPU即中央处理器(Central Processing Unit,缩写为CPU),它是一块超大规模的集成电路,是一台电脑的运算核心和控制核心。它的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。
2.存储器
存储器的主要功能是存放程序和数据。存储器有内存和外存之分。内存又被称为主存储器,是CPU能直接寻址的存储空间,由半导体器件制成,如图1-3所示。其特点是存取速率快,但存储容量不大。
图1-3 内存条
电脑的外存可用来长期存放程序和数据,电脑断电后仍可保存数据。其特点是存储容量大,访问速度远远慢于内存。外存上的信息主要由操作系统进行管理,外存一般只和内存进行信息交换。常见的外存储器有硬盘、光盘、U盘、移动硬盘等,如图1-4所示。
图1-4 台式机硬盘
我们平常使用的程序,如Windows操作系统、打字软件、游戏软件等,一般都安装在硬盘等外存上,但仅此是不能使用其功能的,必须把它们调入内存中运行,才能真正使用其功能。平时输入一段文字或玩一个游戏,其实都是在内存中进行的。内存就是暂时存储程序以及数据的地方。例如,当使用Word处理文稿,在键盘上敲入字符时,它就被存入内存中,当选择保存时,内存中的数据才会被存入硬盘。
3.输入设备
输入设备是向电脑输入数据和信息的设备,是电脑与用户或其他设备通信的桥梁。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。
4.输出设备
输出设备是电脑硬件系统的终端设备,用于接收电脑数据的输出显示、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、声音等形式表现出来。常见的输出设备有显示器、打印机、绘图仪、影像输出系统、语音输出系统和磁记录设备等。
1.1.2 软件系统
1.系统软件
系统软件包括操作系统和一系列基本的工具(如编译器、数据库管理、存储器格式化、文件系统管理、用户身份验证、驱动管理、网络连接等方面的工具),是支持计算机系统正常运行并实现用户操作的软件。
(1)操作系统
它是电脑系统的核心软件,是用来管理计算机硬件资源的基本程序,通常具有进程管理存储管理、文件管理、网络管理及作业管理等功能。目前流行的操作系统有Windows XP、Windows7、Windows 8、Windows 10等。如图1-5所示为Windows 7操作系统的界面。
图1-5 Windows 7操作系统的界面
(2)语言处理程序
它的任务是将各种高级语言编写的源程序翻译成机器语言。语言处理程序如汇编语言汇编器、C语言编译器、连接器等。
(3)数据库管理系统
它是对电脑中存放的数据进行组织、管理查询,并提供一定处理的大型系统软件,如目前比较流行的MSSQL、Oracle、MySQL等。
(4)辅助程序
辅助程序也称为“软件研制开发工具”、“支持软件”,主要有编辑程序、调试程序、装备和连接程序、调试程序。
2.应用软件
应用软件是为解决实际问题而编制的软件。按用途分类,可将应用软件分为:办公室软件、互联网软件、多媒体软件、分析软件、协作软件、商务软件及其他。例如,Word 2010属于办公室软件(如图1-6所示),而下载软件迅雷则属于互联网软件(如图1-7所示),这些都是应用软件。
图1-6 Word软件
图1-7 迅雷软件