硬件系统由5部分组成：1、运算器，主要功能是对数据和信息进行运算和加工；2、控制器，是计算机的神经中枢，指挥全机中各个部件自动协调工作；3、存储器，是计算机的记忆系统，不仅可以保存信息，还能接受计算机系统内不同的信息并对保存的信息进行读取；4、输入设备，用于把原始数据和处理这些数的程序输入到计算机中；5、输出设备，用于接收计算机数据的输出显示、打印、声音、控制外围设备操作等。

本教程操作环境：windows7系统、Dell G3电脑。

自第一台计算机ENIAC发明以来，计算机系统的技术已经得到了很大的发展，但计算机硬件系统的基本结构没有发生变化，仍然属于冯·诺依曼体系计算机。

所谓计算机硬件，是指组成计算机的各种物理设备，也就是我们在“认识计算机”中所介绍的那些看得见，摸得着的实际物理设备。它包括计算机的主机和外部设备。

计算机硬件系统仍然由运算器，控制器，存储器，输入设备和输出设备五大功能部件组成。

1、运算器

计算机硬件中的运算器主要功能是对数据和信息进行运算和加工。运算器包括以下几个部分：通用寄存器、状态寄存器、累加器和关键的算术逻辑单元（ALU）。运算器可以进行算术计算（加减乘除）和逻辑运算（与或非）。

算术逻辑运算单元（ALU）的基本功能为加、减、乘、除四则运算，与、或、非、异或等逻辑操作，以及移位、求补等操作。计算机运行时，运算器的操作和操作种类由控制器决定。运算器处理的数据来自存储器；处理后的结果数据通常送回存储器，或暂时寄存在运算器中。与Control Unit共同组成了CPU的核心部分。

运算器是计算机中处理数据的功能部件。对数据处理主要包括数据的算术运算和逻辑数据的逻辑操作。因此,实现对数据的算术与逻辑运算是运算器的核心功能。

2、控制器

控制器和运算器共同组成了中央处理器（CPU）。

控制器是计算机的神经中枢，指挥全机中各个部件自动协调工作。在控制器的控制下，计算机能够自动按照程序设定的步骤进行一系列操作，以完成特定任务。

控制器可以看作计算机的大脑和指挥中心，它通过整合分析相关的数据和信息，可以让计算机的各个组成部分有序地完成指令。

控制器内部的主要部件如下：

①指令寄存器：存放由存储器取得的指令。

②译码器：将指令中的操作码翻译成控制信号。

③时序节拍发生器：产生时序脉冲节拍信号，使计算机有节奏、有次序地工作。

④操作控制部件：将控制信号组合起来，控制各个部件完成相应的操作。

⑤指令计数器：计算并指出下一条指令的地址。

3、存储器

顾名思义，存储器就是计算机的记忆系统，是计算机系统中的记事本。而和记事本不同的是，存储器不仅可以保存信息，还能接受计算机系统内不同的信息并对保存的信息进行读取。

存储器由主存和辅存组成，主存就是通常所说的内存，分为RAM和ROM两个部分。辅存即外存，但是计算机在处理外存的信息时，必须首先经过内外存之间的信息交换才能够进行。

主存的工作方式是按存储单元的地址存放或读取各类信息，统称访问存储器。主存中汇集存储单元的载体称为存储体，存储体中每个单元能够存放一串二进制码表示的信息，该信息的总位数称为一个存储单元的字长。存储单元的地址与存储在其中的信息是一一对应的，单元地址只有一个，固定不变，而存储在其中的信息是可以更换的。

指示每个单元的二进制编码称为地址码。寻找某个单元时，先要给出它的地址码。暂存这个地址码的寄存器叫存储器地址寄存器(MAR)。为可存放从主存的存储单元内取出的信息或准备存入某存储单元的信息，还要设置一个存储器数据寄存器(MDR)。

4、输入设备

输入设备和输出设备都是进行人机互动的关键设备。

输入设备：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。输入设备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。

输入设备（InputDevice）是人或外部与计算机进行交互的一种装置，用于把原始数据和处理这些数的程序输入到计算机中。计算机能够接收各种各样的数据，既可以是数值型的数据，也可以是各种非数值型的数据，如图形、图像、声音等都可以通过不同类型的输入设备输入到计算机中，进行存储、处理和输出。

鼠标、键盘等输入设备的出现，给计算机带来了天翻地覆的变化。现有的鼠标主要有两类：光电鼠标和机械式鼠标。通过鼠标，我们可以很方便地在计算机屏幕上进行坐标的定位，可以很好地操作图形和软件处理，为人类提供了最大的便捷。键盘也是一类非常重要的输入设备，计算机大部分的指令都是通过键盘输入来进行的。

5、输出设备

输出设备（Output Device）是计算机硬件系统的终端设备，用于接收计算机数据的输出显示、打印、声音、控制外围设备操作等。也是把各种计算结果数据或信息以数字、字符、图像、声音等形式表现出来。

它的特点是可以将计算机的信息以画面的形式展现出来，具有很好的直观性。

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、磁记录设备等。

这五大部分相互配合，协同工作。

其简单工作原理为，首先由输入设备接受外界信息(程序和数据)，控制器发出指令将数据送入(内))存储器，然后向内存储器发出取指令命令。在取指令命令下，程序指令逐条送入控制器。控制器对指令进行译码，并根据指令的操作要求，向存储器和运算器发出存数、取数命令和运算命令，经过运算器计算并把计算结果存在存储器内。最后在控制器发出的取数和输出命令的作用下，通过输出设备输出计算结果。

计算机系统中所使用的电子线路和物理设备，是看得见、摸得着的实体，如中央处理器(CPU)、存储器、外部设备(输入输出设备、I/O设备)及总线等。

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