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硬件系统

我们从外部观察台式机，能看到显示器、键盘和机箱，如果我们把机箱拆开看，会发现内部还有主板、硬盘、内存条等，这就是我们常说的计算机五大组成部分。

运算器：CPU

控制器：CPU

存储器：硬盘、内存条

输入设备：键盘、鼠标

输出设备：显示器

计算机的中央处理器又称为CPU（Central Processing Unit），它是计算机的核心部分，主要由运算器和控制器组成。运算器是实现算术运算和逻辑运算的部件，控制器是计算机的指挥系统。控制器通过地址访问存储器，从存储器中取出指令，经译码器分析后，根据指令分析结果产生相应的操作控制信号。

软件系统

所谓软件是指为方便使用计算机和提高使用效率而组织的程序以及用于开发、使用和维护的有关文档，软件系统可分为系统软件和应用软件两大类。我们常见的操作系统属于系统软件，帮助我们管理各种程序资源。为解决各类实际问题而设计的程序系统称为应用软件，比如我们常用的即时通讯软件。

依照冯诺依曼体系，计算机中的数据是采用二进制表示的。计算机中的数据按照基本用途可以分为两类：数值型数据和非数值型数据，数值型数据表示具体的数量，有正负大小之分，非数值型数据主要包括字符、声音、图像等，这类数据在计算机中存储和处理前需要以特定的编码方式转换为二进制表示形式。

机器数和码制

各种数据在计算机中的表示形式称为机器数，其特点是采用二进制数。计算机中表示数值数据时，为了便于运算，带符号数采用原码、反码、补码和移码等编码方式，这些编码方式称为码制。

原码：最高位用作符号位（0表示正数，1表示负数），其余各位代表数值本身的绝对值。

反码：正数的反码与原码相同，负数的反码则是其绝对值按位求反。

补码：正数的补码与原码反码都相同，负数的补码是其反码加1，这个加1就是补。

对一个补码表示的数，要计算其原码，只要对它再次求补即可得到。

数制及其转换

进制也就是进位计数制，是人为定义的带进位的计数方法。对于任何一种进制X进制，表示每一位置上的数运算时都是逢X进一位。 十进制是逢十进一，十六进制是逢十六进一，二进制就是逢二进一。

对于任何一个数，我们可以用不同的进位制来表示。比如十进制数10(10)，可以用二进制表示为00001010(2)，可以用八进制表示为12(8)，可以用十六进制表示为0A(16)，它们所代表的数值都是一样的，并且进制之间可以相互转换。

计算机语言的发展

机器码：二进制的数字

汇编语言：出现助记符，比如机器码1010代表加法，汇编语言直接用ADD表示

C语言：面相过程的语言

C++：面相对象的语言

Java：面相对象的语言

计算机相关的基本概念

计算机是具备数据存储、修改功能，并实现对相关逻辑与数据的计算，是现代化智能电子设备。作为集成网络、计算、媒体等技术为一体的电子设备。而计算机技术是指计算机领域中所运用的技术方法和技术手段，或指其硬件技术、软件技术及应用技术。

计算机的发明

1946年，美国宾夕法尼亚大学的冯·诺依曼发明了世界上的第一台计算机，命名为ENIAC(中文名：埃尼阿克)，它占地170平方米，耗电150千瓦，造价48万美元，每秒可执行5000次加法或400次乘法运算。与我们如今看到的计算机相比在外形上可谓是千差万别。

计算机的构成

电子计算机由“硬件”和“软件”构成。

1.硬件。指组成电子计算机的一切设备，包括运算器、控制器、存储器、输入和输出设备五个部分。

运算器是进行运算的部件。计算机中的数值运算采用的是二进制。

控制器是指包括运算器在内的计算机各个部分的工作器件，它发出一系列控制信号实施指挥，是计算机的“司令部”。

存储器是存储计算机的程序、数据以及在运算中产生的中间结果和最后结果的器件。

输入设备是向计算机输入数据和信息的设备，是计算机与用户或其他设备通信的桥梁，也是用户和计算机系统之间进行信息交换的主要装置之一。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。

输出设备是把机器的工作情况和计算结果报告给有关人员的一种联系机器和人的部分。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、电磁记录设备等。

2.软件。即指计算机能执行的程序的总和。根据其所起的作用，软件可分为系统软件和应用软件两大类。

系统软件是指用于管理计算机系统或为计算机服务的专门程序，包括操作系统、语言编译系统、服务性程序等。它承担计算机内部的管理、维护、控制、运行以及计算机程序的翻译、编译等任务。

应用软件是为解决某一领域的具体问题而编制的程序，如财务管理、文字处理、情报检索、工程设计、交通指挥、宇航控制、大地测量等领域的专用软件。

计算机的主要性能指标

衡量计算机性能的主要指标有：

1.字长。由于计算机使用二进制，所以计算机以多少个二进制位作为信息处理单元，就成为衡量计算机性能的主要指标。如有8位机、16位机、32位机、64位机等，这个位数就叫计算机的字长。位数越多，字长越长，进行数值计算的精度也就越高。

2.容量。存储器的容量也就是计算机存储程序和数据的“仓库”。它的大小是标志计算机性能的另一个重要指标。为了计算方便，我们通常把8位二进制作为一个单位来计算存储器的容量，取名为字节;把1024个字节(实际为1024×8=8192个二进制位)称作1K字节。计算机内存储量再上升一个数量级，就以兆(即M，1M=1024K)字节计，如1M、4M、16M等。兆以上的数量级是G(1G=1024M)。

3.运算速度。通常是指计算机执行加减乘除四则运算的平均速度，也是计算机性能的一个主要技术指标。每秒钟完成运算的次数越多，其运算速度越快，性能也就越先进。