计算机硬件是计算机科学的基础,是实现计算和数据处理的核心部分。在江苏省专转本计算机考试的第二章中,重点讲述了计算机硬件的基本构成和工作原理。
计算机系统由硬件系统和软件系统共同组成,其中“裸机”指的是没有安装任何软件的计算机。硬件系统遵循的是冯·诺依曼提出的“存储程序和程序控制”的原理,这意味着计算机能够根据存储在内存中的指令进行运算和控制。硬件主要包括运算器、控制器、存储器(分为内存和外存)、输入设备和输出设备这五个主要部分。
运算器负责进行算术和逻辑运算,能够处理整数和实数。控制器则负责取指令、解释指令并控制运算器的操作。寄存器组作为临时存储区域,存放参与运算的数据和中间结果。
计算机可以根据不同的分类标准进行划分,例如按内部逻辑结构分为单处理机和多处理机;按字长分为16位、32位和64位机;按性能和价格分为巨型机、大型机、小型机、个人计算机和工作站。CPU(中央处理器)是计算机的核心,由运算器、控制器和寄存器组组成,能高速进行算术和逻辑运算,并且现代的CPU可能包含多个核心,支持并行处理。
指令是控制计算机执行操作的基本单位,由操作码和操作数组成。指令系统是CPU所能执行的所有指令的集合,其兼容性直接影响到不同品牌CPU之间的互换性。CPU的性能指标包括运算速度(如MIPS)、字长、主频、总线速度、高速缓存容量、指令系统等。
存储体系包括只读存储器(ROM,非易失性)和随机存储器(RAM,易失性)。ROM如掩膜ROM、PROM、EPROM和Flash ROM,分别有不同的写入和改写特性。RAM则分为静态RAM(SRAM)和动态RAM(DRAM),SRAM速度快但价格高,常用于构造高速缓存,而DRAM则因为成本低、容量大而用作主存。
硬盘是重要的外存储器,其性能指标包括存储容量、平均访问时间(由寻道时间和等待时间组成)、Cache容量、数据传输速率以及接口类型(如SCSI、IDE和SATA)。硬盘的结构包括磁头、柱面和扇区,通过寻道和等待时间来定位数据。
在PC系统中,主板和芯片组扮演着至关重要的角色。主板通常采用ATX规格,芯片组决定了CPU、内存和其他组件的兼容性,其中北桥芯片负责与CPU、内存和显卡之间的通信。
还提到了不同类型的光盘存储技术,如CD、DVD、蓝光等,它们的存储容量、读写特性以及与主机的接口电路(如SCSI和IDE)都是需要掌握的知识点。
本章内容涵盖了计算机硬件的基本概念、组成、工作原理、分类、性能指标以及存储系统的细节,对于理解和备考江苏省专转本计算机考试至关重要。