计算机的硬件、软件系统简介
- 一、计算机硬件系统
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- [1.1 运算器](#1.1 运算器)
- [1.2 控制器](#1.2 控制器)
- [1.3 存储器](#1.3 存储器)
- [1.4 输入设备](#1.4 输入设备)
- [1.5 输出设备](#1.5 输出设备)
- [1.6 其他硬件](#1.6 其他硬件)
- 二、计算机软件系统
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- [2.1 操作系统](#2.1 操作系统)
- [2.2 应用软件](#2.2 应用软件)
- 三、CSP-J习题
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- [3.1 真题解析](#3.1 真题解析)
- [3.2 相关习题](#3.2 相关习题)
计算机系统由硬件系统和软件系统组成。硬件就是看得见摸得着的硬邦邦的零件，软件就是一串串的代码。本文简要介绍了计算机的硬件、软件系统，并附有信息学奥赛CSP-J第一轮习题。
一、计算机硬件系统
计算机硬件系统由五部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。
1.1 运算器
运算器就是搞运算的嘛，主要用于算术运算和逻辑运算。它的核心部件是算术逻辑部件(ALU)，还包含若干通用寄存器，用来暂时存放操作数和中间结果。
1.2 控制器
控制器就是指挥调度，发号施令者，负责安排计算机各个部件按照指令干活。它的核心部件是控制单元（CU）。
控制器是计算机的"神经中枢"和"指挥中心"。
运算器和控制器通常集成在一块半导体芯片上，称为中央处理器(Central Processing Unit)或微处理器，简称CPU，这就是计算机的大脑。CPU速度的快慢，直接影响着电脑的运行效率。
1.3 存储器
存储器用来存放程序和数据，包括主存储器、外存储器，以及位于CPU内部的高速缓冲存储器(Cache)。
(1)主存储器 ：又称为内存，计算机中所有程序都是在内存中进行的，因此是程序员重点要了解的硬件。内存用于临时存储正在运行的程序和数据，断电后数据会丢失。它的核心在于地址和内容。地址是指每个存储单元对应的编号；内容是指存储单元中存放的信息，即指令和数据。
(2)外存储器 ：又称为辅助存储器，用于长久保存数据，相比主存储器存取速度要慢，但存储容量大。目前常用的辅助存储器有硬盘、U盘、光盘及网络存储器。
(3)高速缓存（Cache） ：工作原理是将CPU频繁用到的程序和数据从主存储器送到Cache，这样CPU就能直接从Cache中取得指令和数据，达到加速程序运行的效果。
数据存取速度：Cache >主存储器>外存储器
1.4 输入设备
输入设备是指向计算机输入信息的设备。常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、传声器（麦克风）、触摸屏等。
1.5 输出设备
输出设备是指从计算机输出信息的设备。常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪和扬声器等。
1.6 其他硬件
除了上面这些主要部件外，还有一些辅助设备也是必不可少的。
主板 ：计算机的骨架，把所有的硬件都连接在一起。
电源 ：计算机的心脏，给所有的硬件提供电力。
显卡 ：负责处理图像和视频数据，让你的显示器显示得更清晰、更流畅。
网卡：负责计算机之间的网络通信，让你能上网冲浪、跟小伙伴们聊天。
二、计算机软件系统
硬件是计算机的基础和支撑，但是软件才是计算机的功能和灵魂。
计算机软件系统一般分为系统软件和应用软件，用户主要通过软件和计算机进行交流。所有软件运行需要的程序和数据都是存放在计算机内存里的。
2.1 操作系统
操作系统就像计算机的大管家，负责管理计算机的硬件和软件资源。常见的操作系统有Windows、Mac OS、Linux等。
2.2 应用软件
应用软件就是能完成各种具体任务的软件。比如办公软件（Word、Excel、PPT等）能够帮你处理文字、表格和演示文稿；图像处理软件（Photoshop、Illustrator等）能够帮你编辑和制作图片；视频编辑软件（Premiere、After Effects等）能够帮你剪辑和制作视频；游戏软件则能让你在虚拟世界中尽情驰骋。
三、CSP-J习题
3.1 真题解析
1.【2020年第1题】在内存储器中每个存储单元都被赋予唯一的序号，称为（ ）。
A.地址
B.序号
C.下标
D.编号
【解析】前面讲了，内存的核心是地址和内容，地址就是存储单元的编号。
【答案】A
2.【2021年第3题】目前主流的计算机存储数据最终都是转换成（ ）数据进行存储。
A.二进制
B.十进制
C.八进制
D.十六进制
【解析】计算机里的一切数据都是用二进制存储的。之所以题目中说主流，是因为有一种计算机叫量子计算机，不是二进制存储的。
【答案】A
3.2 相关习题
1.一个完整的计算机系统应包括（ ）。
A.系统硬件和系统软件
B.硬件系统和软件系统
C.应用层系统、逻辑层系统及物理层系统
D.运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备
【解析】一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统组成。
【答案】 B
2.下列各项中，哪一项不是CPU的组成部分？（ ）
A.运算器
B.控制器
C.寄存器
D.显示器
【解析】显示器是输出设备，不是CPU（中央处理器）的组成部分。
【答案】D
3.在微型计算机中，运算器的基本功能是（ ）。
A.控制机器各个部件协调工作
B.实现算术运算和逻辑运算
C.获取外部信息
D.存放程序和数据
【解析】运算器是计算机中执行各种算术和逻辑操作的部件。
【答案】B
4.下列软件中不是计算机操作系统软件的是（ ）。
A.Windows
B.NOI Linux
C.WPS
D.DOS
【解析】Windows、NOI Linux、DOS都是操作系统，WPS是一款办公软件，功能类似于office。
【答案】C
小技巧：名称中带有OS的，一般都是操作系统。
5.以下哪一个软件不是常用的关系型数据库软件？（ ）
A.MySQL
B.Oracle Database
C.PostgreSQL
D.Microsoft Office
【解析】MySQL、Oracle Database、PostgreSQL都是常用的关系型数据库软件，Microsoft Office是微软发行的一款办公软件。
【答案】D
小技巧：名称中带有SQL、data、base和DB的，一般都和数据库有关。