计算机组成及各部分功能

计算机组成及各部分功能

计算机组成

区别于利用机械原理对数据进行处理的机械计算机,计算机现在一般都指电子计算机,即电脑。计算机是一种利用电子学原理,根据一些列指令对数据进行处理的工具。

不管是机械计算机还是电子计算机其主要目的还是代替人来完成一系列的数据计算。1941年夏天诞生的阿塔纳索夫-贝瑞计算机是世界上第一部电子计算机,使用了真空管计算器,二进制数值,可复用内存;基于二进制的ENIAC,全名为电子数值积分计算器是第一部通用意图的计算机,但由于其结构设计不够弹性化,导致对它的每一次再编程都要重新连接电子线路。

尽管计算机技术自20世纪40年代第一部电子通用计算机诞生以来,有了飞速发展,但今天计算机仍然基本上采用的是存储程序模式,即冯·诺伊曼结构。这个结构实现了实用化的通用计算机。存储程序结构将一部计算机描述成四个部分:运算器、控制器、存储器、输入输出设备。有的地方将输入输出分为两个主要部分,也即将存储程序结构分成五个部分。个人认为输入输出理解成一个部分在抽象意义上更为合适,毕竟两个都是为了实现人与计算的信息交互。上述四个主要部件通过一组组排线连接(当一组线被用于多种不同意图的数据传输时又被称为总线),并且有一个时钟来驱动(某些其他时间也可能驱动控制电路)。

各部分的功能

  • 运算器:位于计算机机器的CPU中,它可以做两类运算:算术运算,比如对两个数字进行加减法;比较运算,即给定两个数,对其进行比较以确定哪个更大。

  • 存储器:RAM(random access memory),内存,易失性存储器。存储器可以被视为一组“细胞单元”。每个“细胞”都有一个编号,称为地址;又可以存储一个较小的定长信息。这个信息既可以是指令,也可以是数据。原则上每个“细胞”都是可以存储二者之一的。

  • 输入输出设备:计算机从外界接收信息和向外部世界反馈运算结果额手段。对于一部标准的个人电脑,输入设备主要有键盘和鼠标,输出设备是显示器、打印机、耳机等。值的注意的还有两类:二级存储设备,硬盘,光盘或其他读写速度慢但容量很高的设备;计算机网络访问设备,通过他们计算机间可以直接数据传输极大地提升了计算机的价值。

  • 控制器:将运算器、存储器、输入输出设备联系起来。通过从存储器和输入输出设备中读取指令和数据,对指令解码,并向运算器交付匹配指令要求的正确输入,告知运算器对这些数据进行哪些运算并将这些结果返回到何处。控制器一个重要组件就是一个用来保持跟踪当前指令所在地址的计数器。通常这个计数器随着指令的执行而累加,但有时如果指令执行跳转则不依此规则。上述控制器的功能也反映了整个计算的一般工作流程。

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评论列表(1条)

  • 马哥教育
    马哥教育 2016-11-02 17:15

    总结的不错,希望你能熟知这些基础的知识,加油!