计算机的系统组成

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一个完整的计算机系统通常是由硬件系统和软件系统两大部分组成的。

硬件系统是指构成计算机的物理设备，即由机械、光、电、磁器件构成的具有计算、控制、存储、输入和输出功能的实体部件。如CPU、存储器、软盘驱动器、硬盘驱动器、光盘驱动器、主机板、各种卡及整机中的主机、显示器、打印机、绘图仪、调制解调器等等。

软件分为系统软件、支撑软件和应用软件。系统软件由操作系统、实用程序、编译程序等组成。操作系统实施对各种软硬件资源的管理控制。实用程序是为方便用户所设，如文本编辑等。编译程序的功能是把用户用汇编语言或某种高级语言所编写的程序，翻译成机器可执行的机器语言程序。

计算机的主要特点：

一、运算速度快：计算机内部电路组成，可以高速准确地完成各种算术运算。当今计算机系统的运算速度已达到每秒万亿次，微机也可达每秒亿次以上，使大量复杂的科学计算问题得以解决。

二、计算精确度高：科学技术的发展特别是尖端科学技术的发展，需要高度精确的计算。计算机控制的导弹之所以能准确地击中预定的目标，是与计算机的精确计算分不开的。一般计算机可以有十几位甚至几十位（二进制）有效数字，计算精度可由千分之几到百万分之几，是任何计算工具所望尘莫及的。

三、逻辑运算能力强：计算机不仅能进行精确计算，还具有逻辑运算功能，能对信息进行比较和判断。计算机能把参加运算的数据、程序以及中间结果和最后结果保存起来，并能根据判断的结果自动执行下一条指令以供用户随时调用。

四、存储容量大：计算机内部的存储器具有记忆特性，可以存储大量的信息，这些信息，不仅包括各类数据信息，还包括加工这些数据的程序。

计算机数控系统各组成部分的作用是什么

功能与性能的实现是靠机器的结构来保证的，机器的种类很多，其结构也不尽相同。但任何一个机器从功能的角度来看都可以分为动力系统、传动系统、执行系统、操纵和控制系统，如图1-21所示，另外还有支承系统和润滑、冷却与密封系统。

图1-21　机器的功能组成

1　动力系统

动力系统包括动力机及其配套装置，是整个机器工作的动力源，如图1-20自动洗衣机的电动机。按能量转换性质的不同，动力机可分为一次动力机和二次动力机。

一次动力机是把自然界的能源（一次能源）直接转变为机械能的机械，如内燃机、汽轮机、燃气轮机等，其中内燃机广泛用于各种车辆、船舶、农业机械、工程机械等移动作业机械，汽轮机、燃气轮机多用于大功率高速驱动的机械。以一次动力机为动力源的机器比较多，比如汽车、飞机、轮船、潜艇等都是以一次动力机为动力源的。

二次动力机是把二次能源（电能）或由电能产生的液能、气能转变为机械能的机械，如电动机、液压马达、气动马达等。它们在各类机械中都有广泛应用，其中尤以电动机应用更为普遍。比如，各种类型的机床、洗衣机、电风扇、水泵、油泵等，都是以二次动力机作为机器的动力源的。

由于经济上的原因，动力机输出的运动通常为连续的高速旋转运动。

2　传动系统

传动系统是把动力机的动力和运动传递给执行系统的中间装置，是连接动力系统和执行系统的“桥梁”。如图1-20洗衣机要将电动机的动力通过皮带轮和减速器传递给波轮，驱动洗衣机工作。机械的种类繁多，用途也各种各样，各种机械的传动系统千变万化，但通常包括下列几个组成部分：变速装置、启停和换向装置、制动装置及安全保护装置等。

传动系统有下列主要功能：

（1）变速，当用动力机进行变速不经济、不可能或不能满足要求时，通过传动系统实行变速（有级或无级），把动力机的速度降低或增高，以满足执行系统多种速度的要求。

（2）改变运动规律或形式，把动力机输出的均匀连续旋转运动转变为按某种规律变化的旋转或非旋转运动。之所以要进行运动形式的改变，是因为有许多机械需要直线移动、摆动、间歇旋转等其他的非连续旋转运动。

3　执行系统

执行系统由执行构件和与其相连的执行机构组成，是直接完成机器工作任务的部分，常出现在机械系统的末端，直接与作业对象接触，如洗衣机的波轮、汽车车轮、机器人的抓取机构等。通过它们完成机器预定的功能，因此是直接影响机器工作质量的重要部分。例如，为了提高洗衣机洗净衣服的效果，对作为执行构件的波轮，不同的厂家开发了“棒式波轮”、“碟形波轮”、“凸形波轮”、“偏心波轮”等多种形式。机器人的执行机构是抓取机构，为了能可靠抓起不同形状的物体，抓取机构有各种结构形式。

执行系统有下列主要特点：

（1）执行机构的作用是传递和变换运动与动力，即把传动系统传递过来的运动与动力进行必要的转换，以满足执行部件的要求。

（2）执行机构变换运动，就其变换形式来说，常见的有将转动变换为移动或摆动，或反之。就变换的节拍来看，则可将连续运动变换为不同形式的连续运动或间歇运动。

（3）执行系统工作任务多种多样，但归纳起来有以下几种：夹持、搬运、输送、分度与转位、检测、施力。根据机械系统工作要求，往往一个执行系统需要具备多种功能要求。

（4）执行系统通常处在机械系统的末端，直接与作业对象接触，其输出也是机械系统的主要输出。因此，执行系统工作性能的好坏，直接影响整个系统的性能，执行系统除能满足强度、刚度、寿命等要求外，还应充分注意其运动精度和动力学特性等要求。

4　操纵和控制系统

机械因人的需要而设计，为人所服务，必定要被人所控制，操纵和控制系统是使动力系统、传动系统、执行系统彼此协调运行，并准确可靠地完成整机功能的装置。它的功能是控制或操纵上述各系统的启动、离合、制动、变速、换向或各部件间运动的先后次序、运动轨迹及行程等。

传统的控制系统通常是由接触器、继电器、按钮开关、行程开关、电磁铁等传统电气部件组成。而随着计算机技术、微电子技术的发展，现代机械朝着自动化、精密化、智能化发展的趋势不可阻挡，电脑控制的机电产品从生产机械（如数控机床）到家用电器越来越普遍。因此控制系统在整台机器设备中的作用显得日益重要，在整机成本中的份额也越来越大。图1-20全自动洗衣机中的程序控制器8，早期的方案多用“机械定时器”作为该控制器的基本结构，而现今的洗衣机更多采用电脑（微处理器）作为控制的核心。关于机械控制系统的详细介绍，请参照第四章工程控制认知。

5　支承系统

支承系统是总系统的基础部分。它主要包括底座、立柱、横梁、箱体、工作台和升降台等，作用是支撑动力机、传动系统、执行系统、操纵与控制系统，使它们保持各自正确的位置，并有机地联系起来。机器设备的运输、安装都离不开支承系统，并往往占据了机器重量的大部分。如生活中常见摩托车的车架组成了该设备的支承系统，显然是不可缺少的一个重要部分。

6　润滑、冷却与密封系统

润滑与密封装置的作用是降低摩擦；冷却的作用是降低温升。两者的目的都是为了保证总系统及各子系统能在规定的温度范围内正常地工作和延长使用寿命。

从上述分析可以看出，任何机械产品都离不开机械系统，不论是汽车、飞机，还是机器人、加工中心这种典型的机电一体化产品，都必须有机械系统。通常所指的加工中心也都是在机械系统基础之上，应用相应的控制理论和方法，结合电子及微电子技术，并采用测试、控制等电子集成元件，组成了比普通机床在某一方面或某几方面技术指标都有所提高的一种加工设备。

那么手机、电脑、打印机、传真机、照相机等电子器械的组成又该如何划分呢？请同学们思考。

（1）输入装置：一般指微机的输入设备，如键盘。其作用是输入数控系统对生产机械进行自动控制时所必需的各种外部控制信息和加工数据信息。

（2）微机：微机是MNC系统运算和控制的核心。在系统软件指挥下，微机根据输入信息，完成数控插补器和控制器运算，并输出相应的控制和进给信号。若为闭环数控系统，则由位置检测装置输出的反馈信息也送入微机进行处理。

（3）输出装置：一般包括输出缓冲电路、隔离电路、输出信号功率放大器、各种显示设备等。在微机控制下，输出装置一方面显示加工过程中的各有关信息，另一方面向被控生产机械输出各种有关的开关量控制信号（冷却、启、停等），还向伺服机构发出进给脉冲信号等。

（4）伺服机构：一般包括各种伺服元件和功率驱动元件。其功能是将输出装置发出的进给脉冲转换成生产机械相应部件的机械位移（线位移、角位移）运动。

（5）加工机械：即数控系统的控制对象，各种机床、织机等。已有专门为数控装置配套设计的各种机械，如各种数控机床，它们的机械结构与普通机床有较大的区别。

扩展资料

传统的机械加工都是用手工操作普通机床作业的，加工时用手摇动机械刀具切削金属，靠眼睛用卡尺等工具测量产品的精度的。

现代工业早已使用电脑数字化控制的机床进行作业了，数控机床可以按照技术人员事先编好的程序自动对任何产品和零部件直接进行加工了。

这就是说的“数控加工”。数控加工广泛应用在所有机械加工的任何领域，更是模具加工的发展趋势和重要和必要的技术手段。

由于数控机床要按照程序来加工零件，编程人员编制好程序以后，输入到数控装置中来指挥机床工作。程序的输入是通过控制介质来的。

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