计算机的组成部分及功能

计算机的组成部分及功能

由运算器，控制器，存储器，输入装置和输出装置五大部件组成计算机，每一部件分别按要求执行特定的基本功能。

⑴运算器或称算术逻辑单元（Arithmetical and Logical Unit）

运算器的主要功能是对数据进行各种运算。这些运算除了常规的加、减、乘、除等基本的算术运算之外，还包括能进行“逻辑判断”的逻辑处理能力，即“与”、“或”、“非”这样的基本逻辑运算以及数据的比较、移位等操作。

⑵存储器（Memory unit）

存储器的主要功能是存储程序和各种数据信息，并能在计算机运行过程中高速、自动地完成程序或数据的存取。存储器是具有“记忆”功能的设备，它用具有两种稳定状态的物理器件来存储信息。这些器件也称为记忆元件。由于记忆元件只有两种稳定状态，因此在计算机中采用只有两个数码“0”和“1”的二进制来表示数据。记忆元件的两种稳定状态分别表示为“0”和“1”。日常使用的十进制数必须转换成等值的二进制数才能存入存储器中。计算机中处理的各种字符，例如英文字母、运算符号等，也要转换成二进制代码才能存储和操作。

存储器是由成千上万个“存储单元”构成的，每个存储单元存放一定位数（微机上为8位）的二进制数，每个存储单元都有唯一的编号，称为存储单元的地址。“存储单元”是基本的存储单位，不同的存储单元是用不同的地址来区分的，就好像居民区的一条街道上的住户是用不同的门牌号码来区分一样。

计算机采用按地址访问的方式到存储器中存数据和取数据，即在计算机程序中，每当需要访问数据时，要向存储器送去一个地址指出数据的位置，同时发出一个“存放”命令（伴以待存放的数据），或者发出一个“取出”命令。这种按地址存储方式的特点是，只要知道了数据的地址就能直接存取。但也有缺点，即一个数据往往要占用多个存储单元，必须连续存取有关的存储单元才是一个完整的数据。

计算机在计算之前，程序和数据通过输入设备送入存储器，计算机开始工作之后，存储器还要为其它部件提供信息，也要保存中间结果和最终结果。因此，存储器的存数和取数的速度是计算机系统的一个非常重要的性能指标。

⑶控制器（Control Unit）

控制器是整个计算机系统的控制中心，它指挥计算机各部分协调地工作，保证计算机按照预先规定的目标和步骤有条不紊地进行操作及处理。

控制器从存储器中逐条取出指令，分析每条指令规定的是什么操作以及所需数据的存放位置等，然后根据分析的结果向计算机其它部分发出控制信号，统一指挥整个计算机完成指令所规定的操作。因此，计算机自动工作的过程，实际上是自动执行程序的过程，而程序中的每条指令都是由控制器来分析执行的，它是计算机实现“程序控制”的主要部件。

通常把控制器与运算器合称为中央处理器（Central Processing Unit-CPU）。工业生产中总是采用最先进的超大规模集成电路技术来制造中央处理器，即CPU芯片。它是计算机的核心部件。它的性能，主要是工作速度和计算精度，对机器的整体性能有全面的影响。

⑷输入设备(Input device)

用来向计算机输入各种原始数据和程序的设备叫输入设备。输入设备把各种形式的信息，如数字、文字、图像等转换为数字形式的“编码”，即计算机能够识别的用1和0表示的二进制代码(实际上是电信号)，并把它们“输入”（INPUT）到计算机内存储起来。键盘是必备的输入设备、常用的输入设备还有鼠标器、图形输入板、视频摄像机等。

⑸输出设备(Output device)

从计算机输出各类数据的设备叫做输出设备。输出设备把计算机加工处理的结果（仍然是数字形式的编码）变换为人或其它设备所能接收和识别的信息形式如文字、数字、图形、声音、电压等。常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪等。

通常把输入设备和输出设备合称为I/O设备（输入／输出设备）。

计算机中其他的总线还有：通用串行总线USB（Universal Serial Bus）、IEEE1394、PCI等等。

计算机存储单位一般用B，KB、MB、GB、TB、PB、EB、ZB、YB、BB来表示，它们之间的关系是：

位bit(比特)(Binary Digits)：存放一位二进制数，即0或1，最小的存储单位。

字节byte：8个二进制位为一个字节(B)，最常用的单位。

相同的道理，我们的网卡一般都是100M的，但是为什么传输速度达不到这么高呢？因为100Mb，将其除以8得到12.5MB，这就是我们网卡能够达到的最高速度了。相同的道理同样出现在硬盘容量的表达上，这也是为什么硬盘制造商所说的硬盘容量与我们实际看到的容量不同的原因。

解释换算进率

解释一下为什么计算机储存单位的进率是1024而不是1000。

因为目前计算机都是二进制的，让它们计算单位，只有2的整数幂时才能非常方便计算机计算，因为电脑内部的电路工作有高电平和低电平两种状态.所以就用二进制来表示信号，(控制信号和数据)，以便计算机识别。而人习惯于使用10进制，所以存储器厂商们才用1000作进率。这样导致的后果就是实际容量要比标称容量少，不过这是合法的。1024是2的10次方，因为如果取大了，不接近10的整数次方，不方便人们计算；取小了，进率太低，单位要更多才能满足需求，所以取2的10次方正好。

计算实例：标称100GB的硬盘，其实际容量为100×1000×1000×1000字节

/1024×1024×1024≈93.1GB

可见产品容量缩水只要满足计算的实际容量结果（上下误差应该在1%内），你买的就是正品，没被骗。

ACSII

信息在计算机上是用二进制表示的，这种表示法让人理解就很困难。因此计算机上都配有输入和输出设备，这些设备的主要目的就是，以一种人类可阅读的形式将信息在这些设备上显示出来供人阅读理解。为保证人类和设备，设备和计算机之间能进行正确的信息交换，人们编制的统一的信息交换代码，这就是ASCII码表，它的全称是“美国信息交换标准代码”。

国际码定义

中国汉字通行的国际标准为我国于1981年制订的“信息交换用汉字编码字符集”,其标准号为GB2312—80,简称国际码,是我国应用最广泛的汉字编码字符集。

根据GB2312-80，GB标准汉字6763个，加上其它字符分成87区94位，每一个汉字都可用一个十进制的区号+位号来表示，这就是区位码。

而国标码则是十六进制的双字节代码，每个字节分别对应区号和位号，所以只要对十进制的区位码分别将区号和位号转换成十六进制就是国标码。

而机内码则是国标码在计算机内的存放形式，为了与ASCII码兼容，汉字机内码每个字节的最高位必须是“1”，所以只要将国标码加上8080H就成为机内码。

1.1编程语言及其发展

1.1.1计算机编程语言

所谓计算机程序，是计算机所执行的一系列指令的集合，通过这些指令集合，计算机可以实现数值计算、信息处理、信息显示等功能。

常见的高级编程语言包括：

*DOS应用程序：Fortran、Basic、Pascal、C

*Windows应用程序：Visual C++、Visual Basic、Delphi、C++Builder、Java