第3章 计算机控制系统常用硬件

简述计算机控制系统基本组成计算机控制系统是指对计算机硬件和软件进行有效管理、协调和控制的系统，以实现计算机正常运行和完成特定任务。

计算机控制系统的基本组成包括以下几个方面：1. 中央处理器（Central Processing Unit, CPU）：-功能：CPU是计算机的大脑，负责执行指令、进行算术和逻辑运算。

-组成：包括控制单元（Control Unit）和算术逻辑单元（Arithmetic Logic Unit）。

2. 存储器（Memory）：-功能：存储器用于存放程序和数据，分为主存储器（RAM）和辅助存储器（如硬盘、固态硬盘）。

-作用：主存储器用于存放当前运行的程序和数据，辅助存储器用于永久性存储数据和程序。

3. 输入设备（Input Devices）：-功能：输入设备用于向计算机输入数据，例如键盘、鼠标、触摸屏等。

-作用：通过输入设备，用户可以与计算机进行交互，向计算机提供操作指令和数据。

4. 输出设备（Output Devices）：-功能：输出设备用于将计算机处理的结果显示给用户，例如显示器、打印机、音响等。

-作用：通过输出设备，计算机可以向用户呈现运算结果、图形、声音等信息。

5. 系统总线（System Bus）：-功能：系统总线是连接计算机内部各个组件的数据通道，包括地址总线、数据总线和控制总线。

-作用：系统总线负责在各个硬件组件之间传递数据、地址和控制信号。

6. 输入/输出控制器（I/O Controller）：-功能：输入/输出控制器负责管理输入和输出设备的数据传输。

-作用：控制器将数据从输入设备传输到主存储器，或者将主存储器中的数据传输到输出设备。

7. 系统时钟（System Clock）：-功能：系统时钟用于同步计算机中的各个部件的工作。

-作用：时钟信号驱动CPU执行指令，确保各个部件协调一致地工作。

8. 操作系统（Operating System）：-功能：操作系统是计算机控制系统的核心，负责管理和协调计算机硬件和软件资源，提供用户界面和执行应用程序的环境。

计算机控制系统的硬件构成1.主机由中央处理器、时钟电路、内存等构成的计算机主机是组成计算机控制系统的核心部件。

它通过接口电路对被控对象进行巡回检测并向系统发出各种控制指令，通过操作台、通用外部设备接收各种指令与参数并输出操作人员所需的信息，通过数据通信网络与其他主机相互交换信息与命令，使控制系统有条不紊地完成数据采集与处理、逻辑判断、控制量计算、超限报警、故障诊断等任务。

2.通用外部设备通用外部设备包括打印机、记录仪、显示器、软盘、硬盘等，主要完成数据与状态的打印、记录、显示与储存等功能。

3.I/O 接口与通道I/O 接口包括并行接口与串行接口。

I/O 通道包括模拟量、数字量以及开关量通道，其中模拟量通道含有A-D、D-A 转换电路。

I/O 接口和通道是计算机主机与被控对象系统之间连接的桥梁。

4.操作台操作台是人机对话的联系纽带。

操作人员通过操作台可向计算机输入或修改控制参数，发出各种操作指令，也可观察被控对象的状态。

5.数据通信网络现代计算机控制系统通常包含数据通信网络，如含有RS-232、RS-485 等常规通信接口，CANBUS、PROFIBUS 等现场总线和工业以太网。

6.检测装置为了对生产过程进行控制，必须先对各种参数（如温度、压力、液位等）进行检测。

传感器的主要功能是将被检测的非电量参数转换成电量信号，如热电偶可以把温度转换成电压信号、压力传感器可以把压力转换成电信号等。

变送器的作用是将传感器得到的电信号转换成统一的标准信号（0～5V 或4～20mA）。

7.执行机构执行机构是一种能提供直线或旋转运动的驱动装置。

它有电动、气动、液压传动等几种类型。

例如，在水位控制系统中，阀门就是一种执行机构，通过控制阀门就能控制进入容器的水的流量。

计算机控制系统的组成计算机控制系统是指利用计算机进行控制的系统，它由计算机硬件、软件和控制对象三部分组成。

计算机控制系统具有高精度、高速度、高可靠性、自动化程度高等优点，已广泛应用于工业、农业、交通、医疗、航空、航天等领域。

一、计算机硬件计算机硬件是计算机控制系统的基础，包括中央处理器、存储器、输入输出设备、通信设备等。

中央处理器是计算机的核心部件，它负责执行指令、控制计算机的运行。

中央处理器的性能越高，计算机的处理速度越快，计算机控制系统的响应速度也越快。

存储器是计算机用来存储程序和数据的设备，包括随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。

随机存储器是一种易失性存储器，它的数据在断电后会丢失，只读存储器是一种非易失性存储器，它的数据在断电后不会丢失。

输入输出设备是计算机与外部世界交换数据的接口，包括键盘、鼠标、显示器、打印机等。

输入输出设备的性能越高，计算机与外部世界交换数据的速度越快，计算机控制系统的响应速度也越快。

通信设备是计算机用来进行数据通信的设备，包括调制解调器、网卡等。

通信设备的性能越高，计算机之间数据通信的速度越快，计算机控制系统的响应速度也越快。

二、计算机软件计算机软件是计算机控制系统的灵魂，它由系统软件和应用软件两部分组成。

系统软件是计算机控制系统的基本软件，包括操作系统、数据库管理系统、网络管理系统等。

操作系统是计算机控制系统的核心软件，它负责管理计算机的硬件资源和提供服务，使得应用软件能够运行。

数据库管理系统是用来管理和维护数据库的软件，它提供了数据的存储、查询、更新等功能。

网络管理系统是用来管理和维护计算机网络的软件，它提供了数据通信、数据共享等功能。

应用软件是计算机控制系统的具体应用软件，包括工业控制软件、医疗软件、交通管理软件等。

工业控制软件是用来控制工业生产过程的软件，它可以实现自动化生产、提高生产效率、降低生产成本。

医疗软件是用来管理医疗信息的软件，它可以实现医疗信息的共享、查询、更新等功能。

计算机控制系统中常用的设备1. 介绍计算机控制系统是现代工业生产中，广泛应用的一种自动化生产控制系统。

它通过计算机对生产过程进行监控和控制，实现生产流程的自动化。

在计算机控制系统中，常使用各种设备来实现监测、输入、输出和控制等功能。

本文将介绍计算机控制系统中常用的设备及其功能。

2. 输入设备2.1 键盘键盘是计算机控制系统中最常见的输入设备之一。

它通过按键输入字符、数字、符号等信息，让计算机能够接收用户的指令。

键盘通常采用PS/2或USB接口，可以通过连接到计算机的相应接口进行使用。

2.2 鼠标鼠标是计算机控制系统中常用的指针输入设备之一。

它可以通过移动、点击等操作，控制鼠标指针在计算机屏幕上的位置，并进行相应的操作。

鼠标通常采用USB或无线接口，可以连接到计算机控制系统进行使用。

2.3 触摸屏触摸屏是一种通过触摸操作来实现输入的设备。

它可以直接通过手指、触摸笔等在屏幕上进行触摸、划动等操作，来实现与计算机的交互。

触摸屏广泛应用于智能手机、平板电脑等电子设备中，也在计算机控制系统中得到了应用。

3. 输出设备3.1 显示器显示器是计算机控制系统中最常见的输出设备之一。

它通过显示图像和文字等信息，将计算机处理后的结果呈现给用户。

显示器通常采用液晶技术，分辨率高，色彩丰富，可以显示出清晰、生动的图像。

显示器通常通过VGA、HDMI等接口与计算机连接。

3.2 打印机打印机是一种用来输出文字、图像等信息的设备。

它可以将计算机中的文档、图片等内容打印到纸张上，以便用户保存或分发。

常见的打印机类型包括喷墨打印机、激光打印机等。

打印机通常通过USB或网络接口与计算机连接。

3.3 喇叭喇叭是计算机控制系统中常用的音频输出设备之一。

它可以通过发声将计算机处理后的音频信号播放出来，让用户听到声音。

喇叭通常与计算机主机连接，并通过内置的音频接口进行使用。

3.4 显示屏显示屏是计算机控制系统中用于显示行业决策、生产监控等信息的设备。

计算机控制系统的组成计算机控制系统是一种以计算机为核心的自动化控制系统。

它是将计算机技术与自动化技术有机结合的产物，具有高度的智能化、精确化和可靠性。

计算机控制系统的组成主要包括硬件和软件两个方面。

一、硬件组成1.中央处理器（CPU）：是计算机控制系统的核心部件，它负责处理计算机指令并控制系统的运行。

在计算机控制系统中，CPU的主要作用是控制输入输出设备、存储器和外围设备的操作。

2.存储器：计算机控制系统的存储器包括内存和外存。

内存是指计算机内部的存储器，主要用于存储程序和数据。

外存是指计算机外部的存储器，主要用于长期存储数据和程序。

3.输入输出设备：计算机控制系统的输入输出设备包括键盘、鼠标、显示器、打印机、扫描仪等。

它们的主要作用是实现计算机与外部环境的交互。

4.外围设备：计算机控制系统的外围设备包括传感器、执行器、电机、气动元件、液压元件等。

它们的主要作用是将物理量转换成电信号或控制信号，实现对各种工艺参数的测量和控制。

5.总线：计算机控制系统的总线是连接各种硬件设备的通信线路。

它主要分为数据总线、地址总线和控制总线三种。

数据总线用于传输数据，地址总线用于传输存储地址，控制总线用于传输控制信号。

二、软件组成1.系统软件：计算机控制系统的系统软件包括操作系统、编译器、调试器等。

它们的主要作用是管理计算机硬件和协调各种应用软件的运行。

2.应用软件：计算机控制系统的应用软件包括控制程序、监控程序、数据采集程序等。

它们的主要作用是实现对工艺参数的测量、控制和数据处理。

3.数据库：计算机控制系统的数据库主要用于存储和管理系统的数据。

它能够实现数据的快速检索、更新和共享。

计算机控制系统的组成虽然复杂，但其基本原理是相通的。

它们都是以计算机为核心，通过各种硬件设备和软件程序实现对工艺参数的测量、控制和数据处理。

在工业自动化领域，计算机控制系统已经成为不可或缺的技术手段。

简单介绍计算机硬件系统的组成及各部件功能全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：计算机硬件系统是由多个部件组成的，每个部件都有其独特的功能和作用。

下面就让我们来简单介绍一下计算机硬件系统的组成以及各部件的功能。

计算机硬件系统的组成可以分为主要的四个部分，分别是中央处理器（CPU）、内存（Memory）、硬盘（Hard Disk）以及输入输出设备。

这些部件通过各自的功能相互配合，实现了计算机的各种操作和功能。

首先我们来介绍一下中央处理器（CPU）。

中央处理器是计算机的“大脑”，负责执行各种计算任务和指令。

它包括控制单元和算术逻辑单元，控制单元负责指挥和协调各个部件的工作，算术逻辑单元则负责执行各种算术运算和逻辑判断。

中央处理器的性能和速度直接影响了计算机的运行效率和速度。

其次是内存（Memory）。

内存是用来存储计算机正在运行的程序和数据的地方，它可以快速读写数据，以提高计算机的运行速度。

内存可以分为主内存和辅助存储器（如硬盘），主内存用来存储当前正在运行的程序和数据，而辅助存储器则用来长期存储数据。

再来是硬盘（Hard Disk）。

硬盘是计算机的主要存储设备，用来存储操作系统、应用程序、数据等信息。

硬盘有机械硬盘和固态硬盘两种类型，固态硬盘速度更快，但成本也更高。

硬盘的容量决定了计算机可以存储的数据量，而读写速度则影响了计算机的运行速度。

最后就是输入输出设备。

输入输出设备用来与计算机进行数据的输入和输出，包括键盘、鼠标、显示器、打印机等。

键盘和鼠标用来输入数据和指令，显示器用来显示计算机的操作界面，打印机用来输出数据和文档。

输入输出设备的种类繁多，每种设备都有其独特的功能和用途。

计算机硬件系统的组成包括中央处理器、内存、硬盘以及输入输出设备，每个部件都有其独特的功能和作用。

这些部件通过相互配合，实现了计算机的各种操作和功能，提供了我们用来工作和娱乐的便利。

随着科技的发展，计算机硬件系统也在不断更新和完善，为我们带来更便捷、更高效的计算体验。