De quoi se compose un système matériel de micro-ordinateur ?

Le système matériel se compose de 5 parties : 1. Calculatrice, dont la fonction principale est de calculer et de traiter les données et les informations ; 2. Contrôleur, qui est le centre névralgique de l'ordinateur et dirige tous les composants de la machine pour coordonner automatiquement leur travail. 3. La mémoire est le système de mémoire de l'ordinateur, qui peut non seulement enregistrer des informations, mais également accepter différentes informations dans le système informatique et lire les informations enregistrées. 4. Dispositif d'entrée, utilisé pour saisir des données brutes et des programmes pour les traiter ; numéros dans l'ordinateur; 5. Périphérique de sortie, utilisé pour recevoir l'affichage de la sortie des données de l'ordinateur, l'impression, le son, contrôler les opérations des périphériques, etc.

L'environnement d'exploitation de ce tutoriel : système Windows 7, ordinateur Dell G3.

Depuis l'invention du premier ordinateur ENIAC, la technologie des systèmes informatiques s'est considérablement développée, mais la structure de base du système matériel informatique n'a pas changé et elle appartient toujours à l'ordinateur du système von Neumann.

Le soi-disant matériel informatique fait référence aux différents appareils physiques qui composent un ordinateur, qui sont les véritables appareils physiques visibles et tangibles que nous avons présentés dans « Comprendre les ordinateurs ». Il comprend l'ordinateur hôte et les périphériques de l'ordinateur.

Le système matériel informatique se compose toujours de cinq composants fonctionnels : unité arithmétique, contrôleur, mémoire, périphérique d'entrée et périphérique de sortie.

1. Calculatrice

La fonction principale de la calculatrice dans le matériel informatique est de calculer et de traiter des données et des informations. L'unité arithmétique comprend les parties suivantes : registre général, registre d'état, accumulateur et unité logique arithmétique à clé (ALU). L'opérateur peut effectuer des calculs arithmétiques (addition, soustraction, multiplication et division) et des opérations logiques (ET ou NON).

Les fonctions de base de l'unité d'opération arithmétique et logique (ALU) sont les quatre opérations arithmétiques d'addition, de soustraction, de multiplication et de division, les opérations logiques telles que AND, OR, NOT et XOR, ainsi que les opérations telles que les décalages et compléments. Lorsque l'ordinateur fonctionne, les opérations et les types d'opérations des unités arithmétiques sont déterminés par le contrôleur. Les données traitées par l'opérateur proviennent de la mémoire ; les données de résultat traitées sont généralement renvoyées vers la mémoire ou stockées temporairement dans l'opérateur. Avec la Control Unit, il constitue la partie centrale du CPU.

L'unité arithmétique est un composant fonctionnel d'un ordinateur qui traite les données. Le traitement des données comprend principalement les opérations arithmétiques sur les données et les opérations logiques sur les données logiques. Par conséquent, réaliser des opérations arithmétiques et logiques sur les données est la fonction principale de l’unité arithmétique.

2. Contrôleur

Le contrôleur et l'unité arithmétique forment ensemble l'unité centrale de traitement (CPU).

Le contrôleur est le centre névralgique de l'ordinateur, dirigeant tous les composants de la machine entière pour qu'ils travaillent en coordination automatisée. Sous le contrôle du contrôleur, l'ordinateur peut effectuer automatiquement une série d'opérations selon les étapes définies par le programme pour accomplir des tâches spécifiques.

Le contrôleur peut être considéré comme le cerveau et le centre de commande de l'ordinateur. En intégrant et en analysant les données et informations pertinentes, il permet aux différents composants de l'ordinateur d'exécuter les instructions de manière ordonnée.

Les principaux composants à l'intérieur du contrôleur sont les suivants :

①Registre d'instructions : stocke les instructions obtenues à partir de la mémoire.

②Décodeur : traduit le code d'opération dans l'instruction en un signal de contrôle.

③ Générateur de battements de synchronisation : génère des signaux de battement d'impulsion de synchronisation pour que l'ordinateur fonctionne de manière rythmée et ordonnée.

④Composants de contrôle de fonctionnement : combinez des signaux de contrôle pour contrôler chaque composant afin de terminer l'opération correspondante.

⑤Compteur d'instructions : calculez et indiquez l'adresse de la prochaine instruction.

3. Mémoire

Comme son nom l'indique, la mémoire est le système de mémoire de l'ordinateur et le bloc-notes du système informatique. Contrairement au bloc-notes, la mémoire peut non seulement enregistrer des informations, mais également accepter différentes informations dans le système informatique et lire les informations enregistrées.

La mémoire est composée de la mémoire principale et de la mémoire auxiliaire. La mémoire principale est communément appelée mémoire et est divisée en deux parties : RAM et ROM. Le stockage auxiliaire est un stockage externe, mais lorsque l'ordinateur traite des informations dans le stockage externe, il doit d'abord échanger des informations entre le stockage interne et externe.

La méthode de travail de la mémoire principale consiste à stocker ou à lire différents types d'informations en fonction de l'adresse de l'unité de stockage, collectivement appelées mémoire d'accès. Le support qui collecte les unités de stockage dans la mémoire principale est appelé banque de mémoire. Chaque unité de la banque de mémoire peut stocker des informations représentées par une chaîne de codes binaires. Le nombre total de bits de ces informations est appelé la longueur de mot d'une unité de stockage. . Il existe une correspondance biunivoque entre l'adresse de l'unité de stockage et les informations qui y sont stockées. Il n'y a qu'une seule adresse d'unité, qui est fixe, mais les informations qui y sont stockées peuvent être remplacées.

Le code binaire indiquant chaque unité est appelé code d'adresse. Lorsque vous recherchez une certaine unité, indiquez d'abord son code d'adresse. Le registre qui stocke temporairement ce code d'adresse est appelé registre d'adresse mémoire (MAR). Afin de stocker des informations extraites de l'unité de stockage de la mémoire principale ou des informations à stocker dans une certaine unité de stockage, un registre de données de mémoire (MDR) est également mis en place.

4. Périphériques d'entrée

Les périphériques d'entrée et les périphériques de sortie sont des périphériques clés pour l'interaction homme-machine.

Périphérique d'entrée : un périphérique qui saisit des données et des informations dans l'ordinateur. C'est un pont entre les ordinateurs et les utilisateurs ou d'autres appareils. Les périphériques d'entrée sont l'un des principaux dispositifs d'échange d'informations entre les utilisateurs et les systèmes informatiques. Les claviers, souris, appareils photo, scanners, stylets lumineux, tablettes de saisie manuscrite, joysticks, périphériques de saisie vocale, etc. sont tous des périphériques de saisie.

Le périphérique d'entrée (InputDevice) est un périphérique permettant aux humains ou à des périphériques externes d'interagir avec les ordinateurs. Il est utilisé pour saisir des données brutes et des programmes permettant de traiter ces nombres dans l'ordinateur. Les ordinateurs peuvent recevoir diverses données, qui peuvent être des données numériques ou diverses données non numériques, telles que des graphiques, des images, des sons, etc., qui peuvent être saisies dans l'ordinateur via différents types de périphériques d'entrée pour le stockage et le traitement. et sortie.

L'émergence de périphériques d'entrée tels que les souris et les claviers a entraîné des changements bouleversants dans les ordinateurs. Il existe deux principaux types de souris existantes : les souris optiques et les souris mécaniques. Grâce à la souris, nous pouvons facilement positionner les coordonnées sur l'écran de l'ordinateur et bien faire fonctionner les graphiques et le traitement logiciel, offrant ainsi la plus grande commodité aux humains. Le clavier est également un périphérique de saisie très important. La plupart des instructions informatiques sont saisies via le clavier.

5. Périphérique de sortie

Le périphérique de sortie (Output Device) est le périphérique terminal du système matériel informatique. Il est utilisé pour recevoir l'affichage de sortie, l'impression, le son et le contrôle des opérations des périphériques des données informatiques. Il exprime également diverses données ou informations de résultats de calcul sous forme de nombres, de caractères, d'images, de sons, etc.

Sa particularité est qu'il peut afficher des informations informatiques sous la forme d'un écran, ce qui est très intuitif.

Les périphériques de sortie courants incluent les moniteurs, les imprimantes, les traceurs, les systèmes de sortie d'images, les systèmes de sortie vocale, les équipements d'enregistrement magnétique, etc.

Ces cinq parties coopèrent les unes avec les autres et travaillent ensemble.

Le principe de fonctionnement simple est que le périphérique d'entrée reçoit d'abord des informations externes (programme et données), le contrôleur émet des instructions pour envoyer les données dans la mémoire (interne), puis émet une commande de récupération d'instructions vers la mémoire interne. Sous la commande instruction fetch, les instructions du programme sont envoyées au contrôleur une par une. Le contrôleur décode l'instruction et émet des commandes de stockage, de récupération et de fonctionnement à la mémoire et à l'unité arithmétique selon les exigences de fonctionnement de l'instruction. L'unité arithmétique calcule et stocke les résultats du calcul dans la mémoire. Enfin, sous l'action des commandes d'extraction et de sortie émises par le contrôleur, les résultats du calcul sont émis via le périphérique de sortie.

Les circuits électroniques et les dispositifs physiques utilisés dans les systèmes informatiques sont des entités visibles et tangibles, telles que l'unité centrale de traitement (CPU), la mémoire, les périphériques externes (périphériques d'entrée et de sortie, périphériques d'E/S) et les bus, etc.

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