計算機組成及各部分功能

計算機組成及各部分功能

計算機組成

區別于利用機械原理對數據進行處理的機械計算機,計算機現在一般都指電子計算機,即電腦。計算機是一種利用電子學原理,根據一些列指令對數據進行處理的工具。

不管是機械計算機還是電子計算機其主要目的還是代替人來完成一系列的數據計算。1941年夏天誕生的阿塔納索夫-貝瑞計算機是世界上第一部電子計算機,使用了真空管計算器,二進制數值,可復用內存;基于二進制的ENIAC,全名為電子數值積分計算器是第一部通用意圖的計算機,但由于其結構設計不夠彈性化,導致對它的每一次再編程都要重新連接電子線路。

盡管計算機技術自20世紀40年代第一部電子通用計算機誕生以來,有了飛速發展,但今天計算機仍然基本上采用的是存儲程序模式,即馮·諾伊曼結構。這個結構實現了實用化的通用計算機。存儲程序結構將一部計算機描述成四個部分:運算器、控制器、存儲器、輸入輸出設備。有的地方將輸入輸出分為兩個主要部分,也即將存儲程序結構分成五個部分。個人認為輸入輸出理解成一個部分在抽象意義上更為合適,畢竟兩個都是為了實現人與計算的信息交互。上述四個主要部件通過一組組排線連接(當一組線被用于多種不同意圖的數據傳輸時又被稱為總線),并且有一個時鐘來驅動(某些其他時間也可能驅動控制電路)。

各部分的功能

  • 運算器:位于計算機機器的CPU中,它可以做兩類運算:算術運算,比如對兩個數字進行加減法;比較運算,即給定兩個數,對其進行比較以確定哪個更大。

  • 存儲器:RAM(random access memory),內存,易失性存儲器。存儲器可以被視為一組“細胞單元”。每個“細胞”都有一個編號,稱為地址;又可以存儲一個較小的定長信息。這個信息既可以是指令,也可以是數據。原則上每個“細胞”都是可以存儲二者之一的。

  • 輸入輸出設備:計算機從外界接收信息和向外部世界反饋運算結果額手段。對于一部標準的個人電腦,輸入設備主要有鍵盤和鼠標,輸出設備是顯示器、打印機、耳機等。值的注意的還有兩類:二級存儲設備,硬盤,光盤或其他讀寫速度慢但容量很高的設備;計算機網絡訪問設備,通過他們計算機間可以直接數據傳輸極大地提升了計算機的價值。

  • 控制器:將運算器、存儲器、輸入輸出設備聯系起來。通過從存儲器和輸入輸出設備中讀取指令和數據,對指令解碼,并向運算器交付匹配指令要求的正確輸入,告知運算器對這些數據進行哪些運算并將這些結果返回到何處??刂破饕粋€重要組件就是一個用來保持跟蹤當前指令所在地址的計數器。通常這個計數器隨著指令的執行而累加,但有時如果指令執行跳轉則不依此規則。上述控制器的功能也反映了整個計算的一般工作流程。

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評論列表(1條)

  • 馬哥教育
    馬哥教育 2016-11-02 17:15

    總結的不錯,希望你能熟知這些基礎的知識,加油!

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