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::: 電腦系統 - 教育百科

詞條名稱:電腦系統

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國家教育研究院辭書

基本資料

英文: Computer System
作者: 林猷舜
日期: 2000年12月
出處: 教育大辭書

辭書內容

名詞解釋:
  電腦系統一般而言,是由一些軟體與硬體設備所組合而成,用來接受、處理與儲存資料,以及透過各種不同的裝置顯示處理結果與各類不同的資訊。常見的硬體設備包括中央處理單元(central processing unit, CPU)、記憶體(memory)、磁碟機、網路卡、監視器和一些輸出輸入裝置(I/O devices)。軟體則有作業系統、視窗、資料庫、試算表、繪圖工具、多媒體播放工具等。
  中央處理單元是整個系統的心臟,系統內至少有一個或一個以上的中央處理單元,其主要的工作為處理資料和控制整個系統之執行。電腦系統可依系統內中央處理機的數目分為單一處理機(single processor)和多處理機系統(multiprocessor)。一般系統大多是單一處理機的架構,就是所有的程序(processes)都在同一顆處理機上執行;多處理機系統是利用許多個微處理機同時處理數個程序,而使系統整體效能提升。由於微處理機的價格便宜,所以多處理機系統能以較低的成本達到大型處理機的效能。
  記憶體主要的功能是存放系統執行時所需的指令及資料;系統內一般有快取記憶體(cache memory)、主記憶體(main memory)、儲存記憶體(storage memory)等三類記憶體。處理機執行時所需的指令與資料則先存放於儲存記憶體的檔案中,只有在即將被執行時才載入主記憶體。執行結果或更動過的資料從主記憶體載入儲存記憶體,未更動的資料因為儲存記憶體仍有原來的檔案,所以從主記憶體清除即可不必存入儲存記憶體。快取記憶體是介於中央處理機與主記憶體間之暫存記憶體。由於中央處理單元速度比主記憶體快,常常為了等待主記憶體的回應而閒置,因此根據程式執行時之時間區域性與空間區域性為原則,設計了快取記憶體來解決此一問題。時間區域性是指一筆被存取過的資料,短時間內該筆資料很可能被重覆使用。空間區域性是指一筆資料被使用或執行時,在其附近的資料可能很快會被使用。依這兩個原則,系統可把剛執行過的指令與資料及其附近的資料載入快取記憶體中。處理單元執行時先至快取記憶體找尋所要的資料,如果資料不在記憶體內再至主記憶體尋找,如此可解決中央處理單元閒置的問題,大幅提高系統執行效率。
  一般而言,我們希望採用的記憶體存取速度快且容量大,但因為記憶體的速度越快單位價格也跟著提升,因此必須考慮記憶體的大小和被存取的頻率。快取記憶體只保留最近執行過的及其附近的指令與資料,所需記憶體容量較小,所以快取記憶體可採用較貴但較快的靜態存取記憶體(SRAM),存取時間約在5ns至35ns間。主記憶體需保留正在執行和將被執行的程式及資料,所需記憶體容量較大,宜採用較便宜之動態存取記憶體(DRAM),存取時間約在60 ns至135ns間。儲存記憶體需保存所有檔案,所要的容量最大,因此常採用磁性裝置來當記憶體,如磁碟、磁帶等,其存取時間約在5μs以上。
  輸出輸入裝置主要功能是接受或顯示資料與資訊。輸入裝置有鍵盤、滑鼠、搖桿掃、掃描器等;輸出裝置有螢幕、印表機等;而網路卡、磁碟機、磁帶機、數據機等既屬於輸入也是輸出裝置。
資料來源: 國家教育研究院
授權資訊: 資料採「 創用CC-姓名標示- 禁止改作 臺灣3.0版授權條款」釋出