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計算機硬體系統

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構成計算機的硬體系統通常有「五大件」組成:輸入設備、輸出設備、存儲器、運算器和控制器。

1簡介

計算機的硬體系統通常由「五大件」組成:輸入設備、輸出設備、存儲器、運算器和控制器。
計算機的硬體是指組成計算機的各種物理設備,也就是我們所看得見、摸得著的實際物理設備。它包括計算機的主機和外部設備。

2輸入設備

將數據、程序、文字元號、圖象、聲音等信息輸送到計算機中。常用的輸入設備有鍵盤、滑鼠、觸摸屏、數字轉換器等。
滑鼠
滑鼠

  滑鼠

滑鼠 (mouse) 因形似老鼠而得名(中國大陸用語,港台作滑鼠)。「滑鼠」的標準稱呼應該是「滑鼠器」,全稱:「橡膠球傳動之光柵輪帶發光二極體及光敏三極體之晶元脈衝信號轉換器」或「紅外線散射之光斑照射粒子帶發光半導體及光電感應器之光源脈衝信號感測器」。
它用來控制顯示器所顯示的指針游標(pointer)。1968年12月9日製成了世界上第一支「滑鼠」。滑鼠的使用是為了使計算機的操作更加簡便,來代替鍵盤那繁瑣的指令。
數字轉換器
數字轉換器

  數字轉換器

數字轉換器(digitizer)是一種用來描繪或拷貝圖畫或照片的設備。把需要拷貝的內容放置在數字化圖形輸入板上,然後通過一個連接計算機的特殊輸入筆描繪這些內容。隨著輸入筆在拷貝內容上的移動,計算機記錄它在數字化圖形輸入板上的位置,當描繪完整個需要拷貝的內容后,圖像能在顯示器上顯示或在印表機上列印或者存儲在計算機系統上以便日後使用。數字轉換器常常用於工程圖紙的設計。
除此之外的輸入設備,還有遊戲桿、光筆、數碼相機、數字攝像機、圖像掃描儀、傳真機、條形碼閱讀器、語音輸入設備等。

3輸出設備

將計算機的運算結果或者中間結果列印或顯示出來。常用的輸出設備有:顯示器、印表機、繪圖儀和傳真機等。
印表機
印表機(Printer)是計算機最基本的輸出設備之一。它將計算機的處理結果列印在紙上。印表機按印字方式可分為擊打式和非擊打式兩類。擊打式印表機是利用機械動作,將字體通過色帶列印在紙上,根據印出字體的方式又可分為活字式印表機點陣式印表機。活字式印表機是把每一個字刻在打字機構上,可以是球形、菊花瓣形、鼓輪形等各種形狀。點陣式印表機(dot matrix printer)是利用列印鋼針按字元的點陣列印出字元。每一個字元可由m行×n列的點陣組成。一般字元由7×8點陣組成,漢字由24×24點陣組成。點陣式印表機常用列印頭的針數來命名,如9針印表機、24針印表機等。
非擊打式印表機是用各種物理或化學的方法印刷字元的,如靜電感應,電灼、熱敏效應,激光掃描和噴墨等。其中激光印表機(Laser Printer)和噴墨式印表機(Inkjet Printer)是目前最流行的兩種印表機,它們都是以點陣的形式組成字元和各種圖形。激光印表機接收來自CPU的信息,然後進行激光掃描,將要輸出的信息在磁鼓上形成靜電潛像,並轉換成磁信號,使碳粉吸附到紙上,加熱定影后輸出。噴墨式印表機是將墨水通過精製的噴頭噴到紙面上形成字元和圖形的
內存儲器
微型計算機的內存儲器是由半導體器件構成的。從使用功能上分,有隨機存儲器 (Random Access Memory,簡稱RAM),又稱讀寫存儲器;只讀存儲器(Read Only Memory,簡稱為ROM)。
1.隨機存儲器(Random Access Memory
RAM有以下特點:可以讀出,也可以寫入。讀出時並不損壞原來存儲的內容,只有寫入時才修改原來所存儲的內容。斷電后,存儲內容立即消失,即具有易失性。
RAM可分為動態(Dynamic RAM)和靜態(Static RAM)兩大類。DRAM的特點是集成度高,主要用於大容量內存儲器;SRAM的特點是存取速度快,主要用於高速緩衝存儲器。
2.只讀存儲器(Read Only Memory)
ROM是只讀存儲器。顧名思義,它的特點是只能讀出原有的內容,不能由用戶再寫入新內容。原來存儲的內容是採用掩膜技術由廠家一次性寫入的,並永久保存下來。它一般 用來存放專用的固定的程序和數據。不會因斷電而丟失。
3.CMOS存儲器(Complementary Metal Oxide Semiconductor Memory,互補金屬氧化物半導體內存)
COMS內存是一種只需要極少電量就能存放數據的晶元。由於耗能極低,CMOS內存可以由集成到主板上的一個小電池供電,這種電池在計算機通電時還能自動充電。因為CMOS晶元可以持續獲得電量,所以即使在關機后,他也能保存有關計算機系統配置的重要數據。

外存儲器

外存儲器的種類很多,又稱輔助存儲器。外存通常是磁性介質或光碟,像硬碟,軟盤,磁帶,CD等,能長期保存信息,並且不依賴於電來保存信息,但是由機械部件帶動,速度與CPU相比就顯得慢的多。

4運算器

運算器又稱算術邏輯單元。它是完成計算機對各種算術運算和邏輯運算的裝置,能進行加、減、乘、除等數學運算,也能作比較、判斷、查找、邏輯運算等。

5控制器

控制器是計算機指揮和控制其它各部分工作的中心,其工作過程和人的大腦指揮和控制人的各器官一樣。
控制器是計算機的指揮中心,負責決定執行程序的順序,給出執行指令時機器各部件需要的操作控制命令.
由程序計數器、指令寄存器、指令解碼器、時序產生器和操作控制器組成,它是發布命令的「決策機構」,即完成協調和指揮整個計算機系統的操作。
主要功能:
從內存中取出一條指令,並指出下一條指令在內存中位置
對指令進行解碼或測試,併產生相應的操作控制信號,以便啟動規定的動作;
指揮並控制CPU、內存和輸入/輸出設備之間數據流動的方向。
控制器根據事先給定的命令發出控制信息,使整個電腦指令執行過程一步一步地進行,是計算機的神經中樞。
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