《計算機組成原理》計算機的主要部件及其功能是什麼?

計算機作為一個整體，由軟體和硬體兩大部分組成，

 (1)計算機硬體系統。

   計算機的硬體系統結構有哈佛結構和馮·諾伊曼結構兩種。哈佛結構是一種将程式指令存儲和資料存儲分開的存儲器結構。中央處理器首先到程式指令存儲器中讀取程式指令内容，解碼後得到資料位址，再到相應的資料存儲器中讀取資料，并進行下一步的操作(通常是執行)。程式指令存儲和資料存儲分開，可以使指令和資料有不同的資料寬度，如Microchip公司的PICl6晶片的程式指令是14位寬度，而資料是8位寬度。哈佛結構的微處理器通常具有較高的執行效率。其程式指令和資料指令分開組織和存儲的，執行時可以預先讀取下一條指令。

    目前使用哈佛結構的中央處理器和微控制器有很多，多數是嵌入式系統，除了上面提到的Microchip公司的PIC系列晶片，還有摩托羅拉公司的MC68系列、Zilog公司的Z8系列、ATMEL公司的AVR系列和安謀公司的ARM9、ARMlO和ARMll。

    馮·諾伊曼結構，也稱普林斯頓結構，是一種将程式指令存儲器和資料存儲器合并在一起的存儲器結構。程式指令存儲位址和資料存儲位址指向同一個存儲器的不同實體位置，是以程式指令和資料的寬度相同，如英特爾公司的8086中央處理器的程式指令和資料都是16位寬。

    目前使用馮·諾伊曼結構的中央處理器和微控制器有很多，流行的各種PC主要都采用這種結構。除了上面提到的英特爾公司的8086，英特爾公司的其他中央處理器、安謀公司的ARM7、MIPS公司的MIPS處理器也采用了馮·諾伊曼結構。

計算機的硬體主要由輸入裝置、輸出裝置、運算器、存儲器和控制器五部分組成，其中運算器和控制器構成了中央處理器。計算機硬體之間的連接配接線路分為網狀結構與總線結構。通常采用的總線(BUS)結構有以CPU為中心的雙總線結構、以存儲器為中心的雙總線結構和單總線結構3種。

主要功能是存放程式和資料，程式是計算機操作的依據，資料是計算機操作的對象。存儲器是由存儲體、位址譯碼器、讀寫控制電路、位址總線和資料總線組成。能由中央處理器直接随機存取指令和資料的存儲器稱為主存儲器，磁盤、錄音帶、CD光牒等大容量存儲器稱為外存儲器(或輔助存儲器)。由主存儲器、外部存儲器和相應的軟體，組成計算機的存儲系統。

    ②中央處理器(CPU)

    中央處理器的主要功能是按存在存儲器内的程式，逐條地執行程式所指定的操作。中央處理器由運算器和控制器構成。

    控制器由指令單元、時序單元和操作控制單元三大部件組成，其中指令單元包括程式計數器(PC)，指令寄存器(IR)和指令譯碼器(ID)，而時序單元産生定時節拍，一般由時鐘信号源、節拍發生器及微操作電路組成。

    運算器完成二進制編碼的算術或邏輯運算，由累加器LA、通用寄存器LB和算術邏輯單元ALU組成。

    ③外部裝置

    使用者與機器之間的橋梁。輸入裝置的任務是把使用者要求計算機處理的資料、字元、文字、圖形和程式等各種形式的資訊轉換為計算機所能接受的編碼形式存入到計算機内。輸出裝置的任務是把計算機的處理結果以使用者需要的形式(如螢幕顯示、文字列印、圖形圖表、語言音響等)輸出。輸入輸出接口是外部裝置與中央處理器之間的緩沖裝置，負責電氣性能的比對和資訊格式的轉換。

    (2)計算機軟體系統

    計算機軟體是能指揮計算機工作的程式與程式運作時所需要的資料，以及與這些程式和資料有關的文字說明和圖表資料，其中文字說明和圖表資料又稱為文檔。

    計算機軟體分系統軟體、應用軟體兩類。系統軟體是計算機系統必備的軟體，主要功能是管理、控制和維護計算機資源以及開發應用軟體，包括作業系統、各種程式語言處理程式、系統支撐和服務程式、資料庫管理系統等。應用軟體是為解決某個實際問題而由使用者自己編寫的程式，可分為使用者程式和應用軟體包。