❶ 電腦的工作原理是什麼
計算機的基本原理是存儲程序和程序控制。預先要把指揮計算機如何進行操作的指令序列(稱為程序)和原始數據通過輸入設備輸送到計算機內存貯器中。每一條指令中明確規定了計算機從哪個地址取數,進行什麼操作,然後送到什麼地址去等步驟。
計算機在運行時,先從內存中取出第一條指令,通過控制器的解碼,按指令的要求,從存儲器中取出數據進行指定的運算和邏輯操作等加工,然後再按地址把結果送到內存中去。接下來,再取出第二條指令,在控制器的指揮下完成規定操作。依此進行下去。直至遇到停止指令。
程序與數據一樣存貯,按程序編排的順序,一步一步地取出指令,自動地完成指令規定的操作是計算機最基本的工作原理。
❷ 電腦是如何工作的
首先他要有軀干:硬體-主板CPU內存顯卡機箱電源等等
其次他要吃飯:提供交流電源或者直流電源(筆記本電腦)
然後要讓他學會思考產生靈魂:安裝操作系統(小學畢業了),安裝各種應用軟體,連接上互聯網
最後你要和他互動交互操作,用鍵盤滑鼠攝像頭耳麥等等,輸入你想要的各種操作,進行學習游戲娛樂等等。
❸ 電腦是如何工作
腦是如何工作的 標簽: 電腦入門 電腦最簡單的模型 (一) 這一課我們先介紹一些計算機的基礎知識。在下面的學習過程中你就會很吃力的。如果你能耐心地聽我把這段講完,即使你什麼都沒記住,只在頭腦中留下一個模糊的印象,對你日後的學習也是大有裨益的。
我們先從最早的計算機講起,人們在最初設計計算機時採用這樣一個模型: 人們通過輸入設備把需要處理的信息輸入計算機,計算機通過中央處理器把信息加工後,再通過輸出設備把處理後的結果告訴給人們。
早期計算機的輸入設備十分落後,根本沒有現在的鍵盤和滑鼠,那時候計算機還是一個大傢伙,最早的計算機有兩層樓那麼高。人們只能通過扳動計算機龐大的面板上無數的開關來向計算機輸入信息,而計算機把這些信息處理之後,輸出設備也相當簡陋,就是計算機面板上無數的信號燈。所以那時的計算機根本無法處理像現在這樣各種各樣的信息,它實際上只能進行數字運算。
但在當時,就算是這種計算機也是極為先進的了,因為它把人們從繁重的手工計算中解脫出來,而且極大地提高了計算速度。 (二)隨著人們對計算機的使用,人們發現上述模型的計算機能力有限,在處理大量數據時就越發顯得力不從心。
為此人們對計算機模型進行了改進,提出了這種模型:在中央處理器旁邊加了一個內部存儲器。這種模型有什麼好處呢?
打個比方說,如果老師讓你心算一道簡單題,你肯定毫不費勁就算出來了,可是如果老師讓你算20個三位數相乘,你心算起來肯定很費力,但如果給你一張草稿紙的話,你也能很快算出來。
這和計算機又有什麼關系呢?
計算機也是一樣,一個沒有內部存儲器的計算機如果讓它進行一個很復雜的計算,它可能根本就沒有辦法算出來,因為它的存儲能力有限,無法記住很多中間的結果。
但如果給它一些內部存儲器當「草稿紙」的話,計算機就可以把一些中間結果臨時存儲到內部存儲器上,然後在需要的時候再把它取出來,進行下一步的運算,如此往復,計算機就可以完成很多很復雜的計算。 (三)隨著時代的發展,人們越來越感到計算機輸入和輸出方式的落後,改進這兩方面勢在必行。
在輸入方面,為了不再每次扳動成百上千的開關,人們發明了紙帶機。
紙帶機的工作原理是這樣的:紙帶的每一行都標明了26個字母、10個數字和一些運算符號,如果這行的字母A上面打了一個孔,說明這里要輸入的是字母A,同理,下一行可能是字母H,再下一行可能是數字1。
這樣一個長長的紙帶就可以代替很多信息,人們把這個紙帶放進紙帶機,紙帶機還要把紙帶上的信息翻譯給計算機,因為計算機是看不懂這個紙帶的。
雖然還是比較麻煩,但這個進步確實在很大程度上促進了計算機的發展。
在發明紙帶的同時,人們也對輸出系統進行了改進,用列印機代替了計算機面板上無數的信號燈。列印機的作用正好和紙帶機相反,它負責把計算機輸出的信息翻譯成人能看懂的語言,列印在紙上。這樣人們就能很方便地看到輸出的信息,再也不用看那成百上千的信號燈了。 與計算機的交流 (一)那當然,不過人們沒有滿足,他們繼續對輸入和輸出系統進行改進。
後來人們發明了鍵盤和顯示器。這兩項發明使得當時的計算機和我們現在使用的計算機有些類似了,而且在此之前經過長時間的改進,計算機的體積也大大地縮小了。鍵盤和顯示器的好處在於人們可以直接向計算機輸入信息,而計算機也可以及時把處理結果顯示在屏幕上。 這樣就方便多了。可是隨著人們的使用,逐漸又發現了不如意之處。
因為人們要向計算機輸入的信息越來越多,往往要輸入很長時間後,才讓計算機開始處理,在輸入過程中,如果突然停電,那前面輸入的內容就白費了,等來電後,還要全部重新輸入。
就算不停電,如果人們上次輸入了一部分信息,計算機處理了,也輸出了結果;人們下一次再需要計算機處理這部分信息的時候,還要重新輸入。對這種重復勞動的厭倦導致了計算機新的模型的產生。(二)這回的模型是這樣的:
這個外部存儲器是什麼意思,它又有什麼作用呢?
外部存儲器的「外部」是相對於內部存儲器來說的,在中央處理器處理信息時,它並不直接和外部存儲器打交道,處理過程中的信息都臨時存放在內部存儲器中,在信息處理結束後,處理的結果也存放在內部存儲器中。可是如果這時突然停電,你猜會怎樣?
內部存儲器(或簡稱內存)中的信息是靠電力來維持的,一旦電力消失,內存中的數據就會全部消失。也正因為如此,人們才在計算機模型中加入了外部存儲器,把內存中的處理結果再存儲到外部存儲器中,這樣停電後數據也不會丟失了。
外部存儲器和內存有什麼不同的特點呢? 它們的存儲機制是不一樣的,外部存儲器是把數據存儲到磁性介質上,所以不依賴於是否有電。 磁碟的概念 計算機的外部存儲器中也採用了類似磁帶的裝置,比較常用的一種叫磁碟。
將圓形的磁性碟片裝在一個方的密封盒子里,這樣做的目的是為了防止磁碟表面劃傷,導致數據丟失。
有了磁碟之後,人們使用計算機就方便多了,不但可以把數據處理結果存放在磁碟中,還可以把很多輸入到計算機中的數據存儲到磁碟中,這樣這些數據可以反復使用,避免了重復勞動,可是不久之後,人們又發現了另一個問題: 人們要存儲到磁碟上的內容越來越多,眾多的信息存儲在一起,很不方便。這樣就導致了文件的產生。 文件的概念 (一)我們日常生活中的文件是由一些相關信息組成,計算機的文件也是一樣。人們把信息分類整理成文件存儲到磁碟上,這樣,磁碟上就有了文件1、文件2……。
可是在使用過程中,人們又漸漸發現,由人工來管理越來越多的文件是一件很痛苦的事情。為了解決這個問題,人們就開發了一種軟體叫操作系統。
其實操作系統就是替我們管理計算機的一種軟體,在操作系統出現之前,只有專業人士才懂得怎樣使用計算機,而在操作系統出現之後,不管你是否是計算機專業畢業,只要經過簡單的培訓,你都能很容易地掌握計算機。
有了操作系統之後,我們就不直接和計算機的硬體打交道,不直接對這些硬體發號施令。
我們把要做的事情告訴操作系統,操作系統再把要做的事情安排給計算機去做,等計算機做完之後,操作系統再把結果告訴給我們,這樣是不是省事多了?
而且在操作系統出現之前,人們通過鍵盤給計算機下達的命令都是特別專業的術語,而有了操作系統之後,人們和計算機之間的對話就可以使用一些很容易懂的語言,而不用去死記硬背那些專業術語了。 (二)操作系統不但能在計算機和人之間傳遞信息,而且它還負責管理計算機的內部設備和外部設備。它替人們管理日益增多的文件,使人們能很方便地找到和使用這些文件;它替人們管理磁碟,隨時報告磁碟的使用情況;
它替計算機管理內存,使計算機能更高效而安全地工作;它還負責管理各種外部設備,如列印機等,有了它的管理,這些外設就能有效地為用戶服務了。
正因為操作系統這么重要,所以人們也在不斷地改進它,使它的使用更加方便,功能更加強大。
對於咱們現在使用的微機來說,操作系統主要經歷了DOS、Windows、Windows 95、Windows 98和Windows 2000這幾個發展階段。
在DOS階段,人們和計算機打交道,還是主要靠輸入命令,「你輸入什麼命令,計算機就做什麼,如果你不輸入,計算機就什麼也不做」。在這一階段,人們還是需要記住很多命令和它們的用法,如果忘記了或不知道,那就沒有辦法了。所以說,這時的計算機還是不太好用,操作系統也處於發展的初級階段。
Windows的出現在很大程度上彌補了這個不足,人們在使用Windows時,不必記住什麼命令,只需要用滑鼠指指點點就能完成很多工作。而當操作系統發展到Windows 95之後,使用計算機就變得更加簡單。 (三)現在我們來簡單總結一下上面講的內容。
經過人們幾十年的努力,計算機的組成結構已經基本定型,現在我們日常使用的微機在硬體方面可以用這張圖來表示。
這里CPU就是我們以前談到的中央處理器的英文縮寫,它和其他輔助電路構成了電腦的核心。
我們通過鍵盤和其他輸入設備輸入的信息經過它的處理之後顯示在顯示器上。
在信息處理過程中,CPU要和內存頻繁地交換信息,在工作結束之後,還要把內存中的數據保存在磁碟上。
這張圖說的是硬體的工作原理,那麼在軟體上,我們又是如何使用計算機的呢?
在前面我們講過,我們可以通過操作系統給計算機布置工作,操作系統也可以把計算機的工作結果告訴我們。
可是操作系統的功能也不是無限的,實際上計算機的很多功能是靠多種應用軟體來實現的。操作系統一般只負責管理好計算機,使它能正常工作。而眾多的應用軟體才充分發揮了計算機的作用。
但這些應用軟體都是建立在操作系統上的,一般情況下,某一種軟體都是為特定的操作系統而設計的,因為這些軟體不能直接和計算機交換信息,需要通過操作系統來傳遞信息。(四)那麼操作系統是怎樣管理文件的呢?
其實也很簡單,文件都有自己的名字,叫文件名,是用來區分不同的文件的。
日常生活中的文件也是有名字的,這個好理解。
計算機中的文件有很多,成千上萬,光用名字來區分也不利於查找。
所以計算機中又有了文件夾的概念,把不同類型的文件存儲在不同的文件夾中,查找起來就快多了,也不會太亂。
這和日常生活中也挺象的,如果成百上千的文件都堆在一個屋子裡,是不好找。如果能把相關的文件放在相應的文就快多了。當文件更多時,就需要用文件櫃來把相關的文件夾都放在一起,以利於查找。
在計算機中也是一樣,文件多了,可以分別存儲在不同的文件夾中;
而當文件夾多了之後,再把一些相關的文件夾存儲在更大的文件夾中,這樣管理文件是比較科學的。
這些文件和文件夾都存儲在磁碟上,這一點一定要記清楚,文件是存儲在磁碟上的,不要到別的地方去找。
❹ 計算機是怎麼工作的
存儲程序、程序控制。
存儲程序 --- 將解題的步驟編成程序(通常由若干指令組成),並把程序存放在計算機的存儲器中(指主存或內存)。
程序控制 --- 從計算機主存中讀出指令並送到計算機的控制器,控制器根據當前指令的功能,控制全機執行指令規定的操作,完成指令的功能。重復這一操作,直到程序中指令執行完畢。
(4)電腦是如何工作的擴展閱讀:
計算機的應用領域:
1、過程式控制制是利用計算機實時採集數據、分析數據,按最優值迅速地對控制對象進行自動調節或自動控制。採用計算機進行過程式控制制,不僅可以大大提高控制的自動化水平,而且可以提高控制的時效性和准確性,從而改善勞動條件、提高產量及合格率。因此,計算機過程式控制制已在機械、冶金、石油、化工、電力等部門得到廣泛的應用。
2、翻譯,1947年,美國數學家、工程師沃倫·韋弗與英國物理學家、工程師安德魯·布思提出了以計算機進行翻譯(簡稱「機譯」)的設想,機譯從此步入歷史舞台,並走過了一條曲折而漫長的發展道路。機譯被列為21世紀世界十大科技難題。與此同時,機譯技術也擁有巨大的應用需求。
3、多媒體應用,隨著電子技術特別是通信和計算機技術的發展,人們已經有能力把文本、音頻、視頻、動畫、圖形和圖像等各種媒體綜合起來,構成一種全新的概念—「多媒體」(Multimedia)。在醫療、教育、商業、銀行、保險、行政管理、軍事、工業、廣播、交流和出版等領域中,多媒體的應用發展很快。
❺ 計算機是怎麼工作的
組成
編輯
計算機是由硬體系統(hardware system)和軟體系統(software system)兩部分組成的。
傳統電腦系統的硬體單元一般可分為輸入單元、輸出單元、算術邏輯單元、控制單元及記憶單元,其中算術邏輯單元和控制單元合稱中央處理單元(Center Processing Unit,CPU)。
硬體系統
電源
電源是電腦中不可缺少的供電設備,它的作用是將220V交流電轉換為電腦中使用的5V、12V、3.3V直流電,其性能的好壞,直接影響到其他設備工作的穩定性,進而會影響整機的穩定性。手提電腦在自帶鋰電池情況下,為手提電腦提供有效電源。
主板
主板是電腦中各個部件工作的一個平台,它把電腦的各個部件緊密連接在一起,各個部件通過主板進行數據傳輸。也就是說,電腦中重要的「交通樞紐」都在主板上,它工作的穩定性影響著整機工作的穩定性。
CPU
CPU即中央處理器,是一台計算機的運算核心和控制核心。其功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟體中的數據。CPU由運算器、控制器、寄存器、高速緩存及實現它們之間聯系的數據、控制及狀態的匯流排構成。作為整個系統的核心,CPU也是整個系統最高的執行單元,因此CPU已成為決定電腦性能的核心部件,很多用戶都以它為標准來判斷電腦的檔次。
內存
內存又叫內部存儲器或者是隨機存儲器(RAM),分為DDR內存和SDRAM內存,(但是SDRAM由於容量低,存儲速度慢,穩定性差,已經被DDR淘汰了)內存屬於電子式存儲設備,它由電路板和晶元組成,特點是體積小,速度快,有電可存,無電清空,即電腦在開機狀態時內存中可存儲數據,關機後將自動清空其中的所有數據。 內存有DDR、DDR II、DDR III三大類,容量1-64GB。
硬碟
硬碟屬於外部存儲器,機械硬碟由金屬磁片製成,而磁片有記憶功能,所以儲到磁片上的數據,不論在開機,還是關機,都不會丟失。硬碟容量很大,已達TB級,尺寸有3.5、2.5、1.8、1.0英寸等,介面有IDE、SATA、SCSI等,SATA最普遍。移動硬碟是以硬碟為存儲介質,強調便攜性的存儲產品。市場上絕大多數的移動硬碟都是以標准硬碟為基礎的,而只有很少部分的是以微型硬碟(1.8英寸硬碟等)為基礎,但價格因素決定著主流移動硬碟還是以標准筆記本硬碟為基礎。因為採用硬碟為存儲介質,因此移動硬碟在數據的讀寫模式與標准IDE硬碟是相同的。移動硬碟多採用USB、IEEE1394等傳輸速度較快的介面,可以較高的速度與系統進行數據傳輸。固態硬碟用固態電子存儲晶元陣列而製成的硬碟,由控制單元和存儲單元(FLASH晶元)組成。固態硬碟在產品外形和尺寸上也完全與普通硬碟一致但是固態硬碟比機械硬碟速度更快。
音效卡
音效卡是組成多媒體電腦必不可少的一個硬體設備,其作用是當發出播放命令後,音效卡將電腦中的聲音數字信號轉換成模擬信號送到音箱上發出聲音。
顯卡
顯卡在工作時與顯示器配合輸出圖形、文字,作用是將計算機系統所需要的顯示信息進行轉換驅動,並向顯示器提供行掃描信號,控制顯示器的正確顯示,是連接顯示器和個人電腦主板的重要元件,是「人機對話」的重要設備之一。
網卡
網卡是工作在數據鏈路層的網路組件,是區域網中連接計算機和傳輸介質的介面,不僅能實現與區域網傳輸介質之間的物理連接和電信號匹配,還涉及幀的發送與接收、幀的封裝與拆封、介質訪問控制、數據的編碼與解碼以及數據緩存的功能等。網卡的作用是充當電腦與網線之間的橋梁,它是用來建立區域網並連接到Internet的重要設備之一。
在整合型主板中常把音效卡、顯卡、網卡部分或全部集成在主板上。
數據機
英文名為「Modem」,俗稱「貓」,即數據機,類型
數據機
有內置式和外置式,有線式和無線式。數據機是通過電話線上網時必不可少的設備之一。它的作用是將電腦上處理的數字信號轉換成電話線傳輸的模擬信號。隨著ADSL寬頻網的普及,內置式數據機逐漸退出了市場。
光碟機
英文名為「Optical Disk driver」,電腦用來讀寫光碟內容的機器,也是在台式機和筆記本攜帶型電腦里比較常見的一個部件。
光碟機
隨著多媒體的應用越來越廣泛,使得光碟機在計算機諸多配件中已經成為標准配置。光碟機可分為CD-ROM驅動器、DVD光碟機(DVD-ROM)、康寶(COMBO)和DVD刻錄機(DVD-RAM)等。讀寫的能力和速度也日益提升,4× 16× 32× 40× 48×。
顯示器
英文名為「monitor」,顯示器有大有小,有薄有厚,品種多樣,其作用是把電腦處理完的結果顯示出來。它是一個輸出設備,是電腦必不可缺少的部件之一。分為CRT、LCD、LED三大類,介面有VGA、DVI兩類。
常見計算機鍵盤
12、鍵盤
英文名為「Keyboard」,分為有線和無線,鍵盤是主要的人工學輸入設備,通常為104或105鍵,用於把文字、數字等輸到電腦上,以及電腦操控。
13、滑鼠
英文名為「Mouse」,當人們移動滑鼠時,電腦屏幕上就會有一個箭頭指針跟著移動,並可以很准確指到想指的位置,快速地在屏幕上定位,它是人們使用電腦不可缺少的部件之一。 鍵盤滑鼠介面有PS/2和USB兩種。硬體的滑鼠分為光電和機械兩種(機械已被光電淘汰)。
❻ 電腦是怎麼工作的
對於你這個問題我只有復制了,這個問題好強大、簡要說明就是打開電源他就工作了。 計算機的基本原理
計算機的基本原理是存貯程序和程序控制。預先要把指揮計算機如何進行操作的指令序列(稱為程序)和原始數據通過輸入設備輸送到計算機內存貯器中。每一條指令中明確規定了計算機從哪個地址取數,進行什麼操作,然後送到什麼地址去等步驟。
計算機在運行時,先從內存中取出第一條指令,通過控制器的解碼,按指令的要求,從存貯器中取出數據進行指定的運算和邏輯操作等加工,然後再按地址把結果送到內存中去。接下來,再取出第二條指令,在控制器的指揮下完成規定操作。依此進行下去,直至遇到停止指令。
程序與數據一樣存貯,按程序編排的順序,一步一步地取出指令,自動地完成指令規定的操作是計算機最基本的工作原理。這一原理最初是由美籍匈牙利數學家馮.諾依曼於1945年提出來的,故稱為馮.諾依曼原理。
**計算機的存儲程序工作原理和硬體系統
馮·諾依曼結構
計算機系統由硬體系統和軟體系統兩大部分組成。美藉匈牙利科學家馮·諾依曼結構(John von Neumann)奠定了現代計算機的基本結構,其特點是:
1)使用單一的處理部件來完成計算、存儲以及通信的工作。
2)存儲單元是定長的線性組織。
3)存儲空間的單元是直接定址的。
4)使用低級機器語言,指令通過操作碼來完成簡單的操作。
5)對計算進行集中的順序控制。
6)計算機硬體系統由運算器、存儲器、控制器、輸入設備、輸出設備五大部件組成並規定了它們的基本功能。
7)彩二進制形式表示數據和指令。
8)在執行程序和處理數據時必須將程序和數據道德從外存儲器裝入主存儲器中,然後才能使計算機在工作時能夠自動調整地從存儲器中取出指令並加以執行。
這就是存儲程序概念的基本原理。
計算機指令
計算機根據人們預定的安排,自動地進行數據的快速計算和加工處理。人們預定的安排是通過一連串指令(操作者的命令)來表達的,這個指令序列就稱為程序。一個指令規定計算機執行一個基本操作。一個程序規定計算機完成一個完整的任務。一種計算機所能識別的一組不同指令的*,管為該種計算機的指令*或指令系統。在微機的指令系統中,主要使用了單地址和二地址指令。其中,第1個位元組是操作碼,規定計算機要執行的基本操作,第2個位元組是操作數。計算機指令包括以下類型:數據處理指令(加、減、乘、除等)、數據傳送指令、程序控制指令、狀態管理指令。整個內存被分成若干個存儲單元,每個存儲單元一般可存放8位二進制數(位元組編址)。每個在位單元可以存放數據或程序代碼。為了能有效地存取該單元內存儲的內容,每個單元都給出了一個唯一的編號來標識,即地址。
計算機的工作原理
按照馮·諾依曼存儲程序的原理,計算機在執行程序時須先將要執行的相關程序和數據放入內存儲器中,在執行程序時CPU根據當前程序指針寄存器的內容取出指令並執行指令,然後再取出下一條指令並執行,如此循環下去直到程序結束指令時才停止執行。其工作過程就是不斷地取指令和執行指令的過程,最後將計算的結果放入指令指定的存儲器地址中。計算機工作過程中所要涉及的計算機硬體部件有內存儲器、指令寄存器、指令解碼器、計算器、控制器、運算器和輸入/輸出設備等,在以後的內容中將會著重介紹。
(一)計算機硬體系統
硬體通常是指構成計算機的設備實體。一台計算機的硬體系統應由五個基本部分組成:運算器、控制器、存儲器、輸入和輸出設備。這五大部分通過系統匯流排完成指令所傳達的操作,當計算機在接受指令後,由控制器指揮,將數據眾輸入設備傳送到存儲器存放,再由控制器將需要參加運算的數據傳送到運算器,由運算器進行處理,處理後的結果由輸出設備輸出。
中央處理器
CPU(central processing unit)意為中央處理單元,又稱中央處理器。CPU由控制器、運算器和寄存器組成,通常集中在一塊晶元上,是計算機系統的核心設備。計算機以CPU為中心,輸入和輸出設備與存儲器之間的數據傳輸和處理都通過CPU來控制執行。微型計算機的中央處理器又稱為微處理器。
控制器
控制器是對輸入的指令進行分析,並統一控制計算機的各個部件完成一定任務的部件。它一般由指令寄存器、狀態寄存器、指令解碼器、時序電路和控制電路組成。計算機的工作方式是執行程序,程序就是為完成某一任務所編制的特定指令序列,各種指令操作按一定的時間關系有序安排,控制器產生各種最基本的不可再分的微操作的命令信號,即微命令,以指揮整個計算機有條不紊地工作。當計算機執行程序時,控制器首先從指令指針寄存器中取得指令的地址,並將下一條指令的地址存入指令寄存器中,然後從存儲器中取出指令,由指令解碼器對指令進行解碼後產生控制信號,用以驅動相應的硬體完成指紋操作。簡言之,控制器就是協調指揮計算機各部件工作的元件,它的基本任務就是根據種類指紋的需要綜合有關的邏輯條件與時間條件產生相應的微命令。
運算器
運算器又稱積極態度邏輯單元ALU(Arithmetic Logic Unit)。運算器的主要任務是執行各種算術運算和邏輯運算。算術運算是指各種數值運算,比如:加、減、乘、除等。邏輯運算是進行邏輯判斷的非數值運算,比如:與、或、非、比較、移位等。計算機所完成的全部運算都是在運算器中進行的,根據指令規定的定址方式,運算器從存儲或寄存器中取得操作數,進行計算後,送回到指令所指定的寄存器中。運算器的核心部件是加法器和若干個寄存器,加法器用於運算,寄存器用於存儲參加運算的各種數據以及運算後的結果。
(二)存儲器
存儲器分為內存儲器(簡稱內存或主存)、外存儲器(簡稱外存或輔存)。外存儲器一般也可作為輸入/輸出設備。計算機把要執行的程序和數據存入內存中,內存一般由半導體器構成。半導體存儲器可分為三大類:隨機存儲器、只讀存儲器、特殊存儲器。
RAM
RAM是隨機存取存儲器(Random Access Memory),其特點是可以讀寫,存取任一單元所需的時間相同,通電是存儲器內的內容可以保持,斷電後,存儲的內容立即消失。RAM可分為動態(Dynamic RAM)和靜態(Static RAM)兩大類。所謂動態隨機存儲器DRAM是用MOS電路和電容來作存儲元件的。由於電容會放電,所以需要定時充電以維持存儲內容的正確,例如互隔2ms刷新一次,因此稱這為動態存儲器。所謂靜態隨機存儲器SRAM是用雙極型電路或MOS電路的觸發器來作存儲元件的,它沒有電容放電造成的刷新問題。只要有電源正常供電,觸發器就能穩定地存儲數據。DRAM的特點是集成密度高,主要用於大容量存儲器。SRAM的特點是存取速度快,主要用於調整緩沖存儲器。
ROM
ROM是只讀存儲器(Read Only Memory),它只能讀出原有的內容,不能由用戶再寫入新內容。原來存儲的內容是由廠家一次性寫放的,並永久保存下來。ROM可分為可編程(Programmable)ROM、可擦除可編程(Erasable Programmable)ROM、電擦除可編程(Electrically Erasable Programmable)ROM。如,EPROM存儲的內容可以通過紫外光照射來擦除,這使它的內可以反復更改。
特殊固態存儲器
包括電荷耦合存儲器、磁泡存儲器、電子束存儲器等,它們多用於特殊領域內的信息存儲。
此外,描述內、外存儲容量的常用單位有:
①位/比特(bit):這是內存中最小的單位,二進制數序列中的一個0或一個1就是一比比特,在電腦中,一個比特對應著一個晶體管。
②位元組(B、Byte):是計算機中最常用、最基本的存在單位。一個位元組等於8個比特,即1 Byte=8bit。
③千位元組(KB、Kilo Byte):電腦的內存容量都很大,一般都是以千位元組作單位來表示。1KB=1024Byte。
④兆位元組(MB Mega Byte):90年代流行微機的硬碟和內存等一般都是以兆位元組(MB)為單位。1 MB=1024KB。
⑤吉位元組(GB、Giga Byte):目前市場流行的微機的硬碟已經達到4.3GB、6.4GB、8.1GB、12G、13GB等規格。1GB=1024MB。
⑥太位元組(TB、Tera byte):1TB=1024GB。
(三)輸入/輸出設備
輸入設備是用來接受用戶輸入的原始數據和程序,並將它們變為計算機能識別的二進制存入到內存中。常用的輸入設備有鍵盤、滑鼠、掃描儀、光筆等。
輸出設備用於將存入在內存中的由計算機處理的結果轉變為人們能接受的形式輸出。常用的輸出設備有顯示器、列印機、繪圖儀等。
(四)匯流排
匯流排是一組為系統部件之間數據傳送的公用信號線。具有匯集與分配數據信號、選擇發送信號的部件與接收信號的部件、匯流排控制權的建立與轉移等功能。典型的微機計算機系統的結構如圖2-3所示,通常多採用單匯流排結構,一般按信號類型將匯流排分為三組,其中AB(Address Bus)為地址匯流排;DB(Data Bus)為數據匯流排;CB(Control Bus)控制匯流排。
(五)微型計算機主要技術指標
①CPU類型:是指微機系統所採用的CPU晶元型號,它決定了微機系統的檔次。
②字長:是指CPU一次最多可同時傳送和處理的二進制位數,安長直接影響到計算機的功能、用途和應用范圍。如Pentium是64位字長的微處理器,即數據位數是64位,而它的定址位數是32位。
③時鍾頻率和機器周期:時鍾頻率又稱主頻,它是指CPU內部晶振的頻率,常用單位為兆(MHz),它反映了CPU的基本工作節拍。一個機器周期由若干個時鍾周期組成,在機器語言中,使用執行一條指令所需要的機器周期數來說明指令執行的速度。一般使用CPU類型和時鍾頻率來說明計算機的檔次。如Pentium III 500等。
④運算速度:是指計算機每秒能執行的指令數。單位有MIPS(每秒百萬條指令)、MFLOPS(秒百萬條浮點指令)
⑤存取速度:是指存儲器完成一次讀取或寫存操作所需的時間,稱為存儲器的存取時間或訪問時間。而邊連續兩次或寫所需要的最短時間,稱為存儲周期。對於半導體存儲器來說,存取周期大約為幾十到幾百毫秒之間。它的快慢會影響到計算機的速度。
⑥內、外存儲器容量:是指內存存儲容量,即內容儲存器能夠存儲信息的位元組數。外儲器是可將程序和數據永久保存的存儲介質,可以說其容量是無限的。如硬碟、軟盤已是微機系統中不可缺少的外部設備。迄今為止,所有的計算機系統都是基於馮·諾依曼存儲程序的原理。內、外存容量越大,所能運行的軟體功能就越豐富。CPU的高速度和外存儲器的低速度是微機系統工作過程中的主要瓶頸現象,不過由於硬碟的存取速度不斷提高,目前這種現象已有所改善。
我們先從最早的計算機講起,人們在最初設計計算機時採用這樣一個模型:
人們通過輸入設備把需要處理的信息輸入計算機,計算機通過中央處理器把信息加工後,再通過輸出設備把處理後的結果告訴人們。
其實這個模型很簡單,舉個簡單的例子,你要處理的信息是1+1,你把這個信息輸入到計算機中後,計算機的內部進行處理,再把處理後的結果告訴你。
早期計算機的輸入設備十分落後,根本沒有現在的鍵盤和滑鼠,那時候計算機還是一個大傢伙,最早的計算機有兩層樓那麼高。人們只能通過扳動計算機龐大的面板上無數的開頭來向計算機輸入信息,而計算機把這些信息處理之後,輸出設備也相當簡陋,就是計算機面板上無數的信號燈。所以那時的計算機根本無法處理像現在這樣各種各樣的信息,它實際上只能進行數字運算。
當時人們使用計算機也真是夠累的。但在當時,就算是這種計算機也是極為先進的了,因為它把人們從繁重的手工計算中解脫出來,而且極大地提高了計算速度。
隨著人們對計算機的使用,人們發現上述模型的計算機能力有限,在處理大量數據時就越發顯得力不從心。為些人們對計算機模型進行了改進,提出了這種模型:
就是在中央處理器旁邊加了一個內部存儲器。這個模型的好處在於。先打個比方說,如果老師讓你心算一道簡單題,你肯定毫不費勁就算出來了,可是如果老師讓你算20個三位數相乘,你心算起來肯定很費力,但如果給你一張草稿紙的話,你也能很快算出來。
可能你會問這和計算機有什麼關系?其實計算機也是一樣,一個沒有內部存儲器的計算機如果讓它進行一個很復雜的計算,它可能根本就沒有辦法算出來,因為它的存儲能力有限,無法記住很多的中間的結果,但如果給它一些內部存儲器當「草稿紙」的話,計算機就可以把一些中間結果臨時存儲到內部存儲器上,然後在需要的時候再把它取出來,進行下一步的運算,如此往復,計算機就可以完成很多很復雜的計算。
隨著時代的發展,人們越來越感到計算機輸入和輸出方式的落後,改進這兩方面勢在必行。在輸入方面,為了不再每次扳動成百上千的開頭,人們發明了紙帶機。紙帶機的工作原理是這樣的,紙帶的每一行都標明了26個字母、10個數字和一些運算符號,如果這行的字母A上面打了一個孔,說明這里要輸入的是字母A,同理,下面的行由此類推。這樣一個長長的紙帶就可以代表很多的信息,人們把這個紙帶放入紙帶機,紙帶機還要把紙帶上的信息翻譯給計算機,因為計算機是看不懂這個紙帶的。
這樣雖然比較麻煩,但這個進步確實在很大程度上促進了計算機的發展。在發明紙帶的同時,人們也對輸出系統進行了改進,用列印機代替了計算機面板上無數的信號燈。列印機的作用正好和紙帶機相反,它負責把計算機輸出的信息翻譯成人能看懂的語言,列印在紙上,這樣人們就能很方便地看到輸出的信息,再也不用看那成百上千的信號燈了。
不過人們沒有滿足,他們繼續對輸入和輸出系統進行改進。後來人們發明了鍵盤和顯示器。這兩項發明使得當時的計算機和我們現在使用的計算機有些類似了,而且在些之前經過長時間的改進,計算機的體積也大大地縮小了。鍵盤和顯示器的好處在於人們可以直接向計算機輸入信息,而計算機也可以及時把處理結果顯示在屏幕上。
可是隨著人們的使用,逐漸又發現了不如意之處。因為人們要向計算機輸入的信息越來越多,往往要輸入很長時間後,才讓計算機開始處理,而在輸入過程中,如果停電,那前面輸入的內容就白費了,等來電後,還要全部重新輸入。就算不停電,如果人們上次輸入了一部分信息,計算機處理理了,也輸出了結果;人們下一次再需要計算機處理這部分信息的時候,還要重新輸入。對這種重復勞動的厭倦導致了計算機新的模型的產生。
上面說的是硬體的工作原理,那麼在軟體上,我們又是如何使用計算機的呢?
在前面我們講過,我們可以通過操作系統給計算機布置工作,操作系統也可以把計算機的工作結果告訴我們。可是操作系統的功能也不是無限的,實際上計算機的很多功能是靠多種應用軟體來實現的。操作系統一般只負責管理好計算機,使它能正常工作。而眾多的應用軟體才充分發揮了計算機的作用。但這些應用軟體都是建立在操作系統上的,一般情況下,某一種軟體都是為特定的操作系統而設計的,因為這些軟體不能直接和計算機交換信息,需要通過操作系統來傳遞信息。
這就是所謂的「硬」、「軟」結合。硬體就是我們能看見的這些東西:主機、顯示器、鍵盤、滑鼠等,而軟體是我們看不見的,存在於計算機內部的。打個比方,硬體就好比人類軀體,而軟體就好比人類的思想,沒有軀體,思想是無法存在的,但沒有思想的軀體也只是一個植物人。一個正常人要完成一項工作,都是軀體在思想的支配下完成的。電腦和這相類似,沒有主機等硬體,軟體是無法存在的;而一個沒有軟體的計算機也只是一堆廢鐵。
還有一個重要的概念沒有講,就是操作系統是如何管理文件的呢?其實也很簡單,文件都有自己的名字,叫文件名,用來區分不同的文件的。計算機中的文件有很多,成千上萬,光用名字來區分也不利於查找,所以計算機中又有了文件夾的概念,把不同類型的文件存儲在不同的文件夾中,查找起來就快多了,也不會太亂。文件多了,可以分別存儲在不同的文件夾中,而當文件夾多了之後,再把一些相關的文件夾存儲在更在的文件夾中,這樣管理文件是比較科學的。
❼ 電腦是如何工作的
計算機的基本原理是存儲程序和程序控制。預先要把指揮計算機如何進行操作的指令序列(稱為程序)和原始數據通過輸入設備輸送到計算機內存貯器中。每一條指令中明確規定了計算機從哪個地址取數,進行什麼操作,然後送到什麼地址去等步驟。
計算機在運行時,先從內存中取出第一條指令,通過控制器的解碼,按指令的要求,從存儲器中取出數據進行指定的運算和邏輯操作等加工,然後再按地址把結果送到內存中去。接下來,再取出第二條指令,在控制器的指揮下完成規定操作。依此進行下去。直至遇到停止指令。
程序與數據一樣存貯,按程序編排的順序,一步一步地取出指令,自動地完成指令規定的操作是計算機最基本的工作原理。這一原理最初是由美籍匈牙利數學家馮.諾依曼於1945年提出來的,故稱為馮.諾依曼原理。
❽ 計算機的工作原理是什麼
計算機的工作原理:
計算機在運行時,先從內存中取出第一條指令,通過控制器的解碼,按指令的要求,從存儲器中取出數據進行指定的運算和邏輯操作等加工,然後再按地址把結果送到內存中去。接下來,再取出第二條指令,在控制器的指揮下完成規定操作。依此進行下去。直至遇到停止指令。
程序與數據一樣存貯,按程序編排的順序,一步一步地取出指令,自動地完成指令規定的操作是計算機最基本的工作原理。
(8)電腦是如何工作的擴展閱讀:
計算機的特點
1、運算速度快:計算機內部電路組成,可以高速准確地完成各種算術運算。當今計算機系統的運算速度已達到每秒萬億次,微機也可達每秒億次以上,使大量復雜的科學計算問題得以解決。
2、計算精確度高:科學技術的發展特別是尖端科學技術的發展,需要高度精確的計算。計算機控制的導彈之所以能准確地擊中預定的目標,是與計算機的精確計算分不開的。
3、邏輯運算能力強:計算機不僅能進行精確計算,還具有邏輯運算功能,能對信息進行比較和判斷。計算機能把參加運算的數據、程序以及中間結果和最後結果保存起來,並能根據判斷的結果自動執行下一條指令以供用戶隨時調用。
4、存儲容量大:計算機內部的存儲器具有記憶特性,可以存儲大量的信息,這些信息,不僅包括各類數據信息,還包括加工這些數據的程序。
5、自動化程度高:由於計算機具有存儲記憶能力和邏輯判斷能力,所以人們可以將預先編好的程序組納入計算機內存,在程序控制下,計算機可以連續、自動地工作,不需要人的干預。
6、性價比高:幾乎每家每戶都會有電腦,越來越普遍化、大眾化,21世紀電腦必將成為每家每戶不可缺少的電器之一。