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知识路径： > 计算机系统基础知识 > 硬件基础知识 > 计算机系统的结构和工作原理 >
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被考次数：3次
被考频率：中频率
总体答错率：41%
知识难度系数： 
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考试要求：熟悉
相关知识点：20个
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计算机是快速而高效地完成数字化信息处理的电子设备，它能按照人们预先编写的程序对输入数据进行存储、处理和传送，从而获得有用的输出信息或知识，以便促进社会的生产和发展，提高人民的生活质量。计算机主要具有以下特点：运算速度快、计算精度高、存储容量大、具有逻辑判断能力、可靠性高和自动化程度高等。
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计算机的发展经历了大型机、小型机、微型机、客户机／服务器和互联网5个阶段。1989年11月美国IEEE（电子电器工程师学会）的一个专门委员会根据计算机种类的演变和发展趋势，把当时的计算机分为六大类，即大型主机（Mainframe）、小型计算机（Minicomputer）、个人计算机（Personal Computer）、工作站（Workstation）、巨型计算机（Supercomputer）、小巨型机（Mini Super）。
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现在通常把计算机分为服务器、工作站、台式机、便携机和手持设备五大类。
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（1）服务器（Server）。具有功能强大的处理能力、容量很大的存储器以及快速的输入输出通道和联网能力，通常它的处理器也由高端微处理器芯片组成。
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（2）工作站。它与高端微机的差别主要表现在工作站通常要有一个屏幕较大的显示器，以便显示设计图、工程图和控制图等。
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（3）台式机（Desktop PC）。就是通常所说的微型机，由主机箱、显示器、键盘和鼠标等组成。
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（4）便携机（Mobile PC）。又称笔记本（Notebook），它的功能已经与台式机不相上下，但体积小、重量轻，价格却比台式机贵。
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（5）手持设备。又称掌上电脑（Handheld PC）或称亚笔记本，它比笔记本更小、更轻。
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计算机包括硬件系统和软件系统，两者缺一不可。硬件系统是计算机应用的基础，它包括各种设备；而软件系统就是平常所说的程序，是一组有序的计算机指令，这些指令用来指挥计算机硬件系统进行工作。硬件系统往往是固定不变的，而计算机千变万化的功能则是通过软件实现。现在，计算机已发展成由巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机组成的一个庞大的计算机家族，其中每个成员尽管在规模、性能、结构和应用等方面存在着很大差别，但是它们的基本组成结构却是相同的。
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计算机的硬件系统由中央处理器（由运算器和控制器等组成）、内存储器、外存储器和输入／输出设备组成。计算机的软件系统分为两大类，即计算机系统软件和应用软件。计算机系统的组成如下图所示。
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计算机的基本工作原理是存储程序和进行程序控制。预先把指挥计算机如何进行操作的指令序列（称为程序）和原始数据输入到计算机内存中，每一条指令中明确规定了计算机从哪个地址取数，进行什么操作，然后送到什么地方去等步骤。计算机在运行时，先从内存中取出第1条指令，通过控制器的译码器接受指令的要求，再从存储器中取出数据进行指定的运算和逻辑操作等，然后再按地址把结果送到内存中去。接下来，取出第2条指令，在控制器的指挥下完成规定操作，依次进行下去，直至遇到停止指令。
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程序与数据一样存储。按照程序编排的顺序，一步一步地取出命令，自动完成指令规定的操作是计算机最基本的工作原理。这一原理最初是由美籍匈牙利数学家冯·诺依曼于1945年提出来的，故称其为冯.诺依曼原理。虽然现在的计算机系统从性能指标、运算速度、工作方式、应用领域和价格等方面与当时的计算机有很大差别，但基本结构没有变。
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在计算机中基本上有两股信息在流动。一种是数据，即各种原始数据、中间结果和程序等。原始数据和程序要由输入设备输入并经运算器存于存储器中，最后结果由运算器通过输出设备输出。在运行过程中，数据从存储器读入运算器进行运算，中间结果也要存入存储器中。人们用机器自身所具有的指令编写指令序列，即程序，并以数据的形式由存储器送入控制器，再由控制器向机器的各个部分发出相应的控制信号。另一种信息是控制信息，它控制机器的各部件执行指令规定的各种操作。
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在计算机系统中，各部件之间传输信息的通路叫总线，通常分为芯片内总线（用于集成电路芯片内部各部分的连接）、元件级总线（用于一块电路板内多个元器件的连接）、系统总线（用于计算机各组成部分的连接）和外总线（用于计算机与外设或计算机与计算机之间的连接或通信）。其中系统总线又分为数据总线、地址总线和控制总线。
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（1）数据总线：用于传递数据信息。数据总线的宽度指组成数据总线的信号线的数目，它决定了在该总线上一次可以传送的二进制数的位数。
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（2）地址总线：用于传送地址信息，指示数据总线上数据的来源或去向。
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（1）ISA总线：是工业标准总线，16位数据线，24位地址线，数据传输速率为16MB/s。
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（2）EISA总线：是扩充工业标准的缩写，32位数据线，32位地址线，数据传输速率为32MB/s。
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（3）PCI总线：有两种标准，适用于32位机的124个信号的标准和适用于64位机的188个信号的标准。传输速率至少为133MB/s。
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