电脑系统最基本的原理-电脑系统的组成及作用

1.电脑是如何工作？

2.电脑的开机原理是什么？

3.操作系统原理是什么 操作系统是如何工作的

4.什么是计算机系统结构

电脑是如何工作？

脑是如何工作的 标签： 电脑入门 电脑最简单的模型 （一） 这一课我们先介绍一些计算机的基础知识。在下面的学习过程中你就会很吃力的。如果你能耐心地听我把这段讲完，即使你什么都没记住，只在头脑中留下一个模糊的印象，对你日后的学习也是大有裨益的。

我们先从最早的计算机讲起，人们在最初设计计算机时用这样一个模型： 人们通过输入设备把需要处理的信息输入计算机，计算机通过中央处理器把信息加工后，再通过输出设备把处理后的结果告诉给人们。

早期计算机的输入设备十分落后，根本没有现在的键盘和鼠标，那时候计算机还是一个大家伙，最早的计算机有两层楼那么高。人们只能通过扳动计算机庞大的面板上无数的开关来向计算机输入信息，而计算机把这些信息处理之后，输出设备也相当简陋，就是计算机面板上无数的信号灯。所以那时的计算机根本无法处理像现在这样各种各样的信息，它实际上只能进行数字运算。

但在当时，就算是这种计算机也是极为先进的了，因为它把人们从繁重的手工计算中解脱出来，而且极大地提高了计算速度。 （二）随着人们对计算机的使用，人们发现上述模型的计算机能力有限，在处理大量数据时就越发显得力不从心。

为此人们对计算机模型进行了改进，提出了这种模型：在中央处理器旁边加了一个内部存储器。这种模型有什么好处呢？

打个比方说，如果老师让你心算一道简单题，你肯定毫不费劲就算出来了，可是如果老师让你算20个三位数相乘，你心算起来肯定很费力，但如果给你一张草稿纸的话，你也能很快算出来。

这和计算机又有什么关系呢？

计算机也是一样，一个没有内部存储器的计算机如果让它进行一个很复杂的计算，它可能根本就没有办法算出来，因为它的存储能力有限，无法记住很多中间的结果。

但如果给它一些内部存储器当“草稿纸”的话，计算机就可以把一些中间结果临时存储到内部存储器上，然后在需要的时候再把它取出来，进行下一步的运算，如此往复，计算机就可以完成很多很复杂的计算。 （三）随着时代的发展，人们越来越感到计算机输入和输出方式的落后，改进这两方面势在必行。

在输入方面，为了不再每次扳动成百上千的开关，人们发明了纸带机。

纸带机的工作原理是这样的：纸带的每一行都标明了26个字母、10个数字和一些运算符号，如果这行的字母A上面打了一个孔，说明这里要输入的是字母A，同理，下一行可能是字母H，再下一行可能是数字1。

这样一个长长的纸带就可以代替很多信息，人们把这个纸带放进纸带机，纸带机还要把纸带上的信息翻译给计算机，因为计算机是看不懂这个纸带的。

虽然还是比较麻烦，但这个进步确实在很大程度上促进了计算机的发展。

在发明纸带的同时，人们也对输出系统进行了改进，用打印机代替了计算机面板上无数的信号灯。打印机的作用正好和纸带机相反，它负责把计算机输出的信息翻译成人能看懂的语言，打印在纸上。这样人们就能很方便地看到输出的信息，再也不用看那成百上千的信号灯了。 与计算机的交流 （一）那当然，不过人们没有满足，他们继续对输入和输出系统进行改进。

后来人们发明了键盘和显示器。这两项发明使得当时的计算机和我们现在使用的计算机有些类似了，而且在此之前经过长时间的改进，计算机的体积也大大地缩小了。键盘和显示器的好处在于人们可以直接向计算机输入信息，而计算机也可以及时把处理结果显示在屏幕上。　这样就方便多了。可是随着人们的使用，逐渐又发现了不如意之处。

因为人们要向计算机输入的信息越来越多，往往要输入很长时间后，才让计算机开始处理，在输入过程中，如果突然停电，那前面输入的内容就白费了，等来电后，还要全部重新输入。

就算不停电，如果人们上次输入了一部分信息，计算机处理了，也输出了结果；人们下一次再需要计算机处理这部分信息的时候，还要重新输入。对这种重复劳动的厌倦导致了计算机新的模型的产生。（二）这回的模型是这样的：

这个外部存储器是什么意思，它又有什么作用呢？

外部存储器的“外部”是相对于内部存储器来说的，在中央处理器处理信息时，它并不直接和外部存储器打交道，处理过程中的信息都临时存放在内部存储器中，在信息处理结束后，处理的结果也存放在内部存储器中。可是如果这时突然停电，你猜会怎样？

内部存储器（或简称内存）中的信息是靠电力来维持的，一旦电力消失，内存中的数据就会全部消失。也正因为如此，人们才在计算机模型中加入了外部存储器，把内存中的处理结果再存储到外部存储器中，这样停电后数据也不会丢失了。

外部存储器和内存有什么不同的特点呢？　它们的存储机制是不一样的，外部存储器是把数据存储到磁性介质上，所以不依赖于是否有电。 磁盘的概念 计算机的外部存储器中也用了类似磁带的装置，比较常用的一种叫磁盘。

将圆形的磁性盘片装在一个方的密封盒子里，这样做的目的是为了防止磁盘表面划伤，导致数据丢失。

有了磁盘之后，人们使用计算机就方便多了，不但可以把数据处理结果存放在磁盘中，还可以把很多输入到计算机中的数据存储到磁盘中，这样这些数据可以反复使用，避免了重复劳动，可是不久之后，人们又发现了另一个问题： 人们要存储到磁盘上的内容越来越多，众多的信息存储在一起，很不方便。这样就导致了文件的产生。 文件的概念 （一）我们日常生活中的文件是由一些相关信息组成，计算机的文件也是一样。人们把信息分类整理成文件存储到磁盘上，这样，磁盘上就有了文件1、文件2……。

可是在使用过程中，人们又渐渐发现，由人工来管理越来越多的文件是一件很痛苦的事情。为了解决这个问题，人们就开发了一种软件叫操作系统。

其实操作系统就是替我们管理计算机的一种软件，在操作系统出现之前，只有专业人士才懂得怎样使用计算机，而在操作系统出现之后，不管你是否是计算机专业毕业，只要经过简单的培训，你都能很容易地掌握计算机。

有了操作系统之后，我们就不直接和计算机的硬件打交道，不直接对这些硬件发号施令。

我们把要做的事情告诉操作系统，操作系统再把要做的事情安排给计算机去做，等计算机做完之后，操作系统再把结果告诉给我们，这样是不是省事多了？

而且在操作系统出现之前，人们通过键盘给计算机下达的命令都是特别专业的术语，而有了操作系统之后，人们和计算机之间的对话就可以使用一些很容易懂的语言，而不用去死记硬背那些专业术语了。 （二）操作系统不但能在计算机和人之间传递信息，而且它还负责管理计算机的内部设备和外部设备。它替人们管理日益增多的文件，使人们能很方便地找到和使用这些文件；它替人们管理磁盘，随时报告磁盘的使用情况；

它替计算机管理内存，使计算机能更高效而安全地工作；它还负责管理各种外部设备，如打印机等，有了它的管理，这些外设就能有效地为用户服务了。

正因为操作系统这么重要，所以人们也在不断地改进它，使它的使用更加方便，功能更加强大。

对于咱们现在使用的微机来说，操作系统主要经历了DOS、Windows、Windows 95、Windows 98和Windows 2000这几个发展阶段。

在DOS阶段，人们和计算机打交道，还是主要靠输入命令，“你输入什么命令，计算机就做什么，如果你不输入，计算机就什么也不做”。在这一阶段，人们还是需要记住很多命令和它们的用法，如果忘记了或不知道，那就没有办法了。所以说，这时的计算机还是不太好用，操作系统也处于发展的初级阶段。

Windows的出现在很大程度上弥补了这个不足，人们在使用Windows时，不必记住什么命令，只需要用鼠标指指点点就能完成很多工作。而当操作系统发展到Windows 95之后，使用计算机就变得更加简单。 （三）现在我们来简单总结一下上面讲的内容。

经过人们几十年的努力，计算机的组成结构已经基本定型，现在我们日常使用的微机在硬件方面可以用这张图来表示。

这里CPU就是我们以前谈到的中央处理器的英文缩写，它和其他电路构成了电脑的核心。

我们通过键盘和其他输入设备输入的信息经过它的处理之后显示在显示器上。

在信息处理过程中，CPU要和内存频繁地交换信息，在工作结束之后，还要把内存中的数据保存在磁盘上。

这张图说的是硬件的工作原理，那么在软件上，我们又是如何使用计算机的呢？

在前面我们讲过，我们可以通过操作系统给计算机布置工作，操作系统也可以把计算机的工作结果告诉我们。

可是操作系统的功能也不是无限的，实际上计算机的很多功能是靠多种应用软件来实现的。操作系统一般只负责管理好计算机，使它能正常工作。而众多的应用软件才充分发挥了计算机的作用。

但这些应用软件都是建立在操作系统上的，一般情况下，某一种软件都是为特定的操作系统而设计的，因为这些软件不能直接和计算机交换信息，需要通过操作系统来传递信息。（四）那么操作系统是怎样管理文件的呢？

其实也很简单，文件都有自己的名字，叫文件名，是用来区分不同的文件的。

日常生活中的文件也是有名字的，这个好理解。

计算机中的文件有很多，成千上万，光用名字来区分也不利于查找。

所以计算机中又有了文件夹的概念，把不同类型的文件存储在不同的文件夹中，查找起来就快多了，也不会太乱。

这和日常生活中也挺象的，如果成百上千的文件都堆在一个屋子里，是不好找。如果能把相关的文件放在相应的文就快多了。当文件更多时，就需要用文件柜来把相关的文件夹都放在一起，以利于查找。

在计算机中也是一样，文件多了，可以分别存储在不同的文件夹中；

而当文件夹多了之后，再把一些相关的文件夹存储在更大的文件夹中，这样管理文件是比较科学的。

这些文件和文件夹都存储在磁盘上，这一点一定要记清楚，文件是存储在磁盘上的，不要到别的地方去找。

电脑的开机原理是什么？

电脑的开机原理实际上是电信号传播的过程。

按下电源开关时，电源就开始向主板和其它设备供电，此时电压还不太稳定，主板上的控制芯片组会向CPU发出并保持一个RESET（重置）信号，让CPU内部自动恢复到初始状态，但CPU在此刻不会马上执行指令。

当芯片组检测到电源已经开始稳定供电了（当然从不稳定到稳定的过程只是一瞬间的事情），它便撤去RESET信号。CPU马上就从地址FFFF0H处开始执行指令，从前面的介绍可知，这个地址实际上在系统BIOS的地址范围内，无论是AwardBIOS还是AMIBIOS，放在这里的只是一条跳转指令，跳到系统BIOS中真正的启动代码处。

扩展资料：

使用自动定时开机软件实现电脑自动开机：关机王定时关机软件可以根据设定的时间，关闭计算机，锁定计算机，断开网络、打开网址、执行程序、打开文件、提醒、关闭程序等。适用于大中小型企业计算机管理、服务器统一管理和家庭父母监管孩子上网等情况。如果单位里需要在下班后为忘记关电脑的同事关闭电脑，或是在工作中需要一些任务提醒等操作，关机王定时关机软件将是理想的选择。

当用户打开电源开关后从“启动”到进入桌面以及可以登录网络后，如果花费的时间很长，而且打开、关闭、拖动一个程序文件的时候显得拖拖拉拉的，有时候还有莫名其妙的从“启动”，这样的“启动”往往说明：1、加载的启动项目过多，2、电脑中毒了，3、系统盘的空间不足了，4、机箱该打扫一下了，5、有关的硬件性能欠佳了。

百度百科-开机

操作系统原理是什么 操作系统是如何工作的

1、操作系统（英语；OperatingSystem，简称OS）是对人体大脑的仿生学应用，其工作原理与大脑控制人类身体的过程十分相似。

2、操作系统是一套管理电脑硬件与软件的程序，同时也是计算机系统的内核与基石。

3、操作系统身负诸如管理与配置内存、决定系统供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。

4、操作系统是管理计算机系统的全部硬件包括软件及数据；控制程序运行；改善人机界面；为其它应用软件提供支持等，使计算机系统所有最大限度地发挥作用，为用户提供方便的、有效的、友善的服务界面。

5、操作系统是一个庞大的管理控制程序，大致包括5个方面的管理功能：进程与处理机管理、作业管理、存储管理、设备管理、文件管理。

什么是计算机系统结构

问题一：计算机系统结构是什么 “计算机系统结构”是从外部来研究计算机系统的一门学科，一般说来，凡是计算机系统的使用者（包括一般用户和系统程序员）所能看到的计算机系统的属性都是“计算机系统结构”所要研究的对象，这一点与“计算机组成原理”这门课程从计算机系统的内部来研究计算机不同。

学习了“计算机组成原理”、“计算机操作系统”、“汇编语言程序设计”和“高级语言程序设计”等计算机硬件和软件方面的多门课程之后，通过学习“计算机系统结构”这门课程，能够比较全面地掌握计算机系统的基本概念、基本原理、基本结构、基本分析方法、基本设计方法和性能评价方法，并建立起计算机系统的完整概念。

自学参考网址：

source.eol/...u#

vr.sdu.edu/~gb/Architecture/index

gdzk/yc/2002/2325

问题二：1，什么是计算机体系结构？什么是计算机组成 计算机体系结构（puterArchitecture）是程序员所看到的计算机的属性，即概念性结构与功能特性。按照计算机系统的多级层次结构，不同级程序员所看到的计算机具有不同的属性。

计算机组成（puter position）指的是系统结构的逻辑实现，包括机器机内的数据流和控制流的组成及逻辑设计等。

问题三：计算机系统结构主要指的是什么?主要研究的是什么? 1　计算机体系结构就是指适当地组织在一起的一系列系统元素的 *** ，这些系统元素互相配合、相互协作，通过对信息的处理而完成预先定义的目标。通常包含的系统元素有：计算机软件、计算机硬件、人员、数据库、文档和过程。其中，软件是程序、数据结构和相关文档的 *** ，用于实现所需要的逻辑方法、过程或控制；硬件是提供计算能力的电子设备和提供外部世界功能的电子机械设备(例如传感器、马达、水泵等)；人员是硬件和软件的用户和操作者；数据库是通过软件访问的大型的、有组织的信息 *** ；文档是描述系统使用方法的手册、表格、图形及其他描述息；过程是一系列步骤，它们定义了每个系统元素的特定使用方法或系统驻留的过程性语境。 计算机体系结构

问题四：计算机系统结构的简介 计算机系统结构（puter Architecture）也称为计算机体系结构，它是由计算机结构外特性，内特性，微外特性组成的。经典的计算机系统结构的定义是指计算机系统多级层次结构中机器语言机器级的结构，它是软件和硬件/固件的主要交界面，是由机器语言程序、汇编语言源程序和高级语言源程序翻译生成的机器语言目标程序能在机器上正确运行所应具有的界面结构和功能。计算机系统结构指的是什么? 是一台计算机的外表? 还是是指一台计算机内部的一块块板卡安放结构? 都不是，那么它是什么? 计算机系统结构就是计算机的机器语言程序员或编译程序编写者所看到的外特性。所谓外特性，就是计算机的概念性结构和功能特性。用一个不恰当的比喻一，比如动物吧，它的系统结构是指什么呢? 它的概念性结构和功能特性，就相当于动物的器官组成及其功能特性，如鸡有胃，胃可以消化食物。至于鸡的胃是什么形状的、鸡的胃部由什么组成就不是系统结构研究的问题了。系统结构只管到这一层。关于计算机系统的多层次结构。用人这种动物的不恰当的例子列表对比如下：应用语言级服务级高级语言级读书、学习级汇编语言级语言、思维级操作系统级生理功能级传统机器级人体器官级微程序机器级细胞组织级电子线路级分子级传统机器级以上的所有机器都称为虚拟机，它们是由软件实现的机器。软硬件的功能在逻辑上是等价的，即绝大多部分硬件的功能都可用软件来实现，反之亦然。计算机系统结构的外特性，一般应包括以下几个方面（这也就是我们要分章学习的几个章节）把这几个方面弄清了，系统结构也就基本明确了：⑴指令系统⑵数据表示⑶作数的寻址方式 ⑷寄存器的构成定义 ⑸中断机构和例外条件 ⑹存储体系和管理 ⑺I/O结构 ⑻机器工作状态定义和切换 ⑼信息保护。所以在以后的学习中常回头想想这是系统结构的哪一方面，这对把握全局有好处。这里提一下计算机系统结构的内部特性，计算机系统结构的内特性就是将那些外特性加以逻辑实现的基本属性。所谓逻辑实现就是在逻辑上如何实现这种功能，比如上帝给鸡设计了一个一定大小的胃，这个胃的功能是消化食物，这就是鸡系统的某一外特性，那怎么消化呢，就要通过鸡喙吃进食物和砂石，再通过胃的蠕动、依靠砂石的研磨来消化食物，这里的吃和蠕动等操作就是内特性。还有一个就是计算机实现，也就是计算机组成的物理实现。它主要着眼于器件技术和微组装技术。拿上面的例子来说，这个胃由哪些组织组成几条肌肉和神经来促使它运动就是鸡实现。据此我们可以分清计算机系统的外特性、内特性以及物理实现之间的关系。在所有系统结构的特性中，指令系统的外特性是最关键的。因此，计算机系统结构有时就简称为指令集系统结构。我们这门课注重学习的是计算机的系统结构，传统的讲，就是处在硬件和软件之间介面的描述，也就是外特性。这些不恰当的比喻只是帮助理解，不可强求对应，不然会有损科学的严密性。

问题五：计算机系统结构什么是模拟 1、激励源向被测对象输入能量，激发出能充分表征有关信息又便于捡测的信号。有些试验，被测对象在适当的工作状态下可产生所需的信号。而某些试验，则需用外部激励装置对被测对象进行激励。如机床振动模态试验，需用专门的激振器对机床激振。

2、传感器能感受规定的被测量并按一定规律转换成同一种或另一种输出信号的器件或装置。传感器通常由敏感元件和转换元件组成。敏感元件直接感受被测量，转换元件将敏感元件的输出转换为适于传输和测量的信号。许多传感器中这二者是合为一体的。

3、信号的中间变换将传感器输出信号转换成便于传输和处理的规范信号。因为传感器输出信号一般是微弱且混有噪音的信号，不便于处理、传输或记录，所以一般要经过调制、放大、解调和滤波等调理，或作进一步的变换，如将阻抗的变化转换为电压或频率的变化，将模拟信号转换为数字信号等。对一些重要测试项目，需要将变换后的信号记录下来，作原始资料保存，或显示出来供测试者观察。

4、信号处理将中间变换的输出信号作进一步处理、分析，提取被测对象的有用信息。

5、显示记录或运用将处理结果显示或记录下来，供测试者作进一步分析。若该测试系统就是某一控制系统中的一个环节，处理结果将直接被运用。测试系统的组成与研究任务有关，并不一定都包含上图的所有环节。

问题六：什么是体系结构 体系结构包括一组部件以及部件之间的联系。自1964年G. Amdahl首次提出体系结构这个概念，人们对计算机系统开始有了统一而清晰的认识，为从此以后计算机系统的设计与开发奠定了良好的基础。近四十年来， 体系结构学科得到了长足的发展， 其内涵和外延得到了极大的丰富。特别是网络计算技术的发展，使得网络计算体系结构成为当今一种主要的计算模式结构。微电子技术的飞速发展使芯片级体系结构研究成为一个挑战性课题。体系结构与系统软件，应用软件，程序设计语言的紧密结合与相互作用也使今天的计算机与以往有很大的不同，并触发了大量的前沿技术、相关产品开发与基础研究课题。

问题七：计算机系统由哪两大系统组成?分别是什么? 电脑的组成 计算机是由硬件和软件两个部分组成的。

硬件 外观上看， 一台计算机由主机、显示器、键盘、鼠标器和音箱等部件所组成。 功能上看， 计算机的硬件主要包括中央处理器、存储器、输入设备、输出设备等。 中央处理器 中央处理器(CPU) 是计算机的“心脏”，它安装在主机箱内。计算机中的一切工作都通过它来处理。中央处理器能进行复杂的运算，控制各个设备协调一致地工作。 存储器 内存储器 外存储器 输入设备 是计算机用来接受指令和数据等信息的。常用的输入设备有键盘、鼠标器等。 输出设备 输出设备是计算机负责传送处理结果的设备。常用的输出设备有显示器、打印机、音箱等。 软件 软件分为系统软件和应用软件两大类。 系统软件 是一种管理计算机硬件和为应用软件提供运行环境的软件，如DOS、Windows、Linux等都是系统软件。 应用软件 是为了完成某种特定用途而编制的软件。有了应用软件，才能在计算机上画图、写文章，制作多媒体报告、玩游戏等，如WPS、Word、PowerPoint等都是应用软件。

问题八：完整的计算机系统由什么组成 计算机系统由计算机硬件和软件两部分组成。具有接收和存储信息、按程序快速计算和判断并输出处理结果等功能。

硬件（英文名Hardware）是计算机硬件的简称（中国大陆及香港用语，台湾作硬体），是指计算机系统中由电子，机械和光电元件等组成的各种物理装置的总称。这些物理装置按系统结构的要求构成一个有机整体为计算机软件运行提供物质基础。

简言之，硬件的功能是输入并存储程序和数据，以及执行程序把数据加工成可以利用的形式。从外观上来看，微机由主机箱和外部设备组成。主机箱内主要包括CPU、内存、主板、硬盘驱动器、光盘驱动器、各种扩展卡、连接线、电源等；外部设备包括鼠标、键盘等。

软件（中国大陆及香港用语，台湾称作软体，英文：Software）是一系列按照特定顺序组织的计算机数据和指令的 *** 。一般来讲软件被划分为系统软件、应用软件和介于这两者之间的中间件。软件并不只是包括可以在计算机（这里的计算机是指广义的计算机）上运行的电脑程序，与这些电脑程序相关的文档一般也被认为是软件的一部分。简单的说软件就是程序加文档的 *** 体。另也泛指社会结构中的管理系统、思想意识形态、思想政治觉悟、法律法规等等。

计算机系统的特点是能进行精确、快速的计算和判断,而且通用性好,使用容易，还能联成网络。

①计算：一切复杂的计算，几乎都可用计算机通过算术运算和逻辑运算来实现。

②判断：计算机有判别不同情况、选择作不同处理的能力,故可用于管理、控制、对抗、决策、推理等领域。

③存储：计算机能存储巨量信息。

④精确：只要字长足够，计算精度理论上不受限制。

⑤快速：计算机一次操作所需时间已小到以纳秒计。

⑥通用：计算机是可编程的，不同程序可实现不同的应用。

⑦易用：丰富的高性能软件及智能化的人-机接口,大大方便了使用。

⑧联网：多个计算机系统能超越地理界限，借助通信网络，共享远程信息与软件。

问题九：计算机体系结构， 计算机系统结构 有什么区别吗？ 计算机体系结构是指那些对程序员可见的系统属性，还包括设计思想与体系结构。

计算机系统结构是计算机的的机器语言程序员或编译程序编写者所看到的外特性。所谓外特性，就是计算机的概念性结构和功能特性，主要研究计算机系统的基本工作原理，以及在硬件、软件界面划分的权衡策略，建立完整的、系统的计算机软硬件整体概念。

puterArchitecture，即计算机体系结构，是程序员所看到的计算机的属性，即概念性结构与功能特性。

问题十：计算机操作系统和计算机体系结构的联系是什么 体系结构里面有很多是纯硬件实现的功能，对程序员透明，比如程序的取指、运行，cache的替换，TLB的替换，CPU的流水线等等这些，这是机器本身的硬件属性，不属于操作系统能控制的范围。

而操作系统则是在核心态用软件的方式对硬件进行调度，像那个进程的调度（CPU运行时间的分配），CPU保护模式下对内存的段页式分配，磁盘的读写，还有其他硬件的驱动程序（不过那种微内核和混合内核把一些驱动从系统内核中剔除出去了），都是操作系统需要囊括的部分，需要系统程序员编程来实现，并对上层用户态提供可调用的系统服务接口。

操作系统的实现不能脱离具体的体系结构，是受到体系结构制约的。而空有体系结构没有操作系统，计算机也只是一堆硬件的简单物理组合。二者如同人的肉体与灵魂，他们的有机结合才能成为适用于生产生活的计算机，其他软件程序也要在此基础上构建。