计算机的原理主要基于 冯·诺依曼原理,这一原理也被称为存储程序控制原理。以下是关于计算机原理的简述:
计算机的构成
硬件:包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。
软件:包括系统软件和应用软件,用于完成特定任务。
冯·诺依曼原理
存储程序:所有程序和数据都以二进制形式储存在存储器中。
程序控制:计算机系统在程序控制下自动运行,从存储器中逐条取出指令并执行,直到程序执行完毕。
计算机硬件系统的工作原理
运算器:负责处理数据和执行计算,接收数据输入并进行计算,然后将结果输出到其他设备。
控制器:计算机的指挥中心,负责协调和指挥其他硬件组件的工作,根据存储器中的指令序列进行工作。
存储器:用于存储并检索数据和指令,包括内存(如RAM和ROM)和外存(如硬盘、光盘、U盘、磁带等)。
输入设备:用于接收外部信息,例如键盘、鼠标、触摸屏、麦克风等。
输出设备:用于将计算机处理的结果呈现给用户或外部设备,例如显示器、打印机、音频设备等。
计算机的工作过程
用户通过输入设备将数据和指令输入计算机。
计算机从内存中取出第一条指令,通过控制器的译码,按指令要求从存储器中取出数据进行指定的运算和逻辑操作。
处理后的结果按地址送到内存中,然后取出下一条指令,继续执行,直至遇到停止指令。
计算机的数据表示与存储
数据以二进制形式表示,即由0和1组成的二进制位。
内存用于存储当前正在处理的数据和程序,具有速度快、容量小、直接与CPU交换的特点。
外存用于长期保存数据和程序,具有速度慢、容量大、不能直接与CPU交换的特点。
计算机的指令与程序
指令是计算机可以理解和执行的命令,以二进制形式存储在内存中。
程序是指令的集合,用于完成特定任务的一系列指令的组合。
通过以上步骤和组件的协同工作,计算机能够自动、高效地完成各种计算和信息处理任务。这一原理奠定了现代计算机的基本结构和运作方式。