航空航天期刊

[拼音]:jisuanji yingjian

[英文]:computer hardware

計算機系統中由電子、機械和光電元件等組成的各種計算機部件和計算機裝置。這些部件和裝置依據計算機系統結構的要求構成的有機整體,稱為計算機硬體系統。計算機系統由兩個部分組成,一部分是硬體系統,一部分是軟體系統。硬體系統是計算機系統快速、可靠、自動工作的基礎。計算機硬體就其邏輯功能來說,主要是完成資訊變換、資訊儲存、資訊傳送和資訊處理等功能,它為軟體提供具體實現的基礎。計算機硬體系統主要由運算器、主儲存器、控制器、輸入輸出裝置、輔助儲存等功能部件組成(圖)。

運算器

它的主要功能是對資料進行算術運算和邏輯運算。操作時,運算器從主儲存器取得運算資料,經過指令指定的運算處理,所得運算結果或留在運算器內以備下次運算時使用,或者寫入主儲存器。整個運算過程是在控制器控制下自動進行的。

主儲存器

主要功能是儲存二進位制資訊。主儲存器與運算器、控制器等快速部件直接交換資訊。從主儲存器中應能快速讀出資訊,並送到其他功能部件中去,或將其他功能部件處理過的資訊快速寫入主儲存器。

控制器

控制器的功能主要是按照機器程式碼程式的要求,控制計算機各功能部件協調一致地動作,即從主儲存器取出程式中的指令,並對該指令進行分析和解釋,然後向其他功能部件發出執行該指令所需要的各種時序控制訊號。然後再從主儲存器取出下一條指令執行,如此連續執行下去,直到程式執行完為止。計算機自動工作的過程就是逐條執行程式中指令的過程。控制器與運算器一起構成中央處理器;中央處理器與主儲存器一起構成處理機。

輸入裝置

它的功能主要是將使用者資訊(資料、程式等)變換為計算機能識別和處理的資訊形式。輸入裝置種類很多,如紙帶閱讀機、軟磁碟機、漢字輸入裝置、鍵盤輸入裝置等。它們的工作特點是將人工編制的程式和原始資料,在某種媒介物上以二進位制編碼形式來表現,如紙帶上穿孔和不穿孔分別表示“1”和“0”;磁表面上磁化方向不同以區別“1”和“0”等。載有資訊的媒介物通過相應的輸入裝置,將資訊變換為電訊號為計算機接收,並存入儲存器。

輸出裝置

它主要是將計算機中二進位制資訊變換為使用者所需要並能識別的資訊形式。輸出裝置種類很多,如印表機、鑿孔輸出機、漢字輸出裝置、繪圖儀、顯示終端等。它們的工作特點與輸入裝置正好相反,是將計算機中二進位制資訊經過相應變換,成為使用者需要的資訊形式,記錄在媒介物上或顯示出來供使用者使用。輸出的資訊形式多為十進位制數字、字元、圖形、表格等。

輔助儲存器

它主要是儲存主儲存器難以容納、又為程式執行所需要的大量檔案資訊。它的特點是儲存容量很大,儲存成本很低,但存取速度較慢。它不能與主儲存器交換資訊,不能直接與中央處理器交換資訊。輔助儲存器一般為磁碟機和磁帶機等。

轉換裝置

轉換裝置的功能主要是在實時控制系統或過程控制系統中,將模擬量變換為相應的數字量,輸入到計算機中;或者將計算機中數字量變換為相應的模擬量,輸出到測試或控制物件中。

輸入-輸出控制系統

它主要是控制輸入、輸出裝置的工作過程。具體功能是:向輸入、輸出裝置傳送動作命令;控制輸入輸出資料的傳送;檢測輸入輸出裝置狀態等。輸入-輸出控制系統包括控制輸入-輸出操作的通道、輸入-輸出處理機和輸入-輸出裝置控制器等。

電源和場地裝置

作為計算機不可缺少的組成部分,還有計算機電源和計算機通風散熱等工作環境保障系統等。此外還有為使用者上機作準備工作的一些資料準備裝置,如穿覆校紙帶輸入機、鍵-軟磁碟輸入機等。

計算機硬體效能正向微型化、智慧化方向發展。多機系統、分散式處理和計算機網、計算機智慧化等,是計算機硬體結構的重要發展方向。計算機硬體與軟體日益緊密結合已成為明顯趨勢。

參考書目

Thomas C.Bartee,Digital Computer Fundamentals,4thed.,McGraw-Hill,New York,1977.

J.P.Hayes,

Computer Architecture and Organiza-tion,McGraw-Hill,New York,1978.

參考文章

試述計算機硬體系統各組成部件的主要功能?自動化