計算機簡介

計算機又稱為「電腦」，是一種利用數字電子技術，根據一系列指令指示其自動執行任意算術運算或邏輯操作序列的裝置，並帶有儲存功能。從基本結構來講，計算機可以分為五大部分：運算器、儲存器、控制器、輸入裝置、輸出裝置，五大部分分別對應不同的功能模組，以此來組成我們常見的現代計算機。

（1）運算器

運算器或稱算術邏輯單元（arithmetic and logic unit，簡稱alu），運算器的主要功能是對資料進行各種運算。這些運算除了常規的加、減、乘、除等基本的算術運算之外，還包括能進行「邏輯判斷」的邏輯處理能力，即「與」、「或」、「非」這樣的基本邏輯運算以及資料的比較、移位等操作。

（2）儲存器

儲存器（memory unit）的主要功能是儲存程式和各種資料資訊，並能在計算機執行過程中高速、自動地完成程式或資料的訪問。計算機的儲存器通常包括記憶體儲器和外儲存器，記憶體儲器和外儲存器的區別在於，記憶體儲器直接與運算器、控制器交換資訊，容量體積小，儲存速度快，不能長時間儲存資訊，斷電之後資料清空，一般只存放那些正在執行的程式和待處理的資料，而外儲存器作為記憶體儲器的延伸，通常讀取資料較慢，但容量大，可以長時間儲存大量資訊，斷電不清空，用來存放一些系統必須使用，但又不急於使用的程式和資料，這些程式和資料必須調入記憶體才能執行。儲存器通過記憶元件來儲存資訊，由於記憶元件只有兩種穩定狀態，因此在計算機中採用只有兩個數碼「0」和「1」的二進位制來表示資料。記憶元件的兩種穩定狀態分別表示為「0」和「1」。日常使用的十進位制數必須轉換成等值的二進位制數才能存入儲存器中。計算機中處理的各種字元，例如英文本母、運算符號等，也要轉換成二進位制**才能儲存和操作。儲存器是由成千上萬個「儲存單元」構成的，每個儲存單元存放一定位數的二進位制數，每個儲存單元都有唯一的編號，稱為儲存單元的位址。「儲存單元」是基本的儲存單位，不同的儲存單元是用不同的位址來區分的，就好像居民區的一條街道上的住戶是用不同的門牌號碼來區分一樣。計算機採用按位址訪問的方式到儲存器中存資料和取資料，即在電腦程式中，每當需要訪問資料時，要向儲存器送去乙個位址指出資料的位置，同時發出乙個「存放」命令（伴以待存放的資料），或者發出乙個「取出」命令。這種按位址儲存方式的特點是，只要知道了資料的位址就能直接訪問。但也有缺點，即乙個資料往往要占用多個儲存單元，必須連續訪問有關的儲存單元才是乙個完整的資料。計算機在計算之前，程式和資料通過輸入裝置送入儲存器，計算機開始工作之後，儲存器還要為其它部件提供資訊，也要儲存中間結果和最終結果。因此，儲存器的存數和取數的速度是計算機系統的乙個非常重要的效能指標。

（3）控制器

控制器（controller unit，簡稱cu），控制器是整個計算機系統的控制中心，它指揮計算機各部分協調地工作，保證計算機按照預先規定的目標和步驟有條不紊地進行操作及處理。控制器從儲存器中逐條取出指令，分析每條指令規定的是什麼操作以及所需資料的存放位置等，然後根據分析的結果向計算機其它部分發出控制訊號，統一指揮整個計算機完成指令所規定的操作。因此，計算機自動工作的過程，實際上是自動執行程式的過程，而程式中的每條指令都是由控制器來分析執行的，它是計算機實現「程式控制」的主要部件。通常把控制器與運算器合稱為**處理器（central processing unit-cpu）。工業生產中總是採用最先進的超大規模積體電路技術來製造**處理器，即 cpu 晶元。它是計算機的核心部件。它的效能，主要是工作速度和計算精度，對機器的整體效能有全面的影響。

（4）輸入裝置

（5）輸出裝置

從計算機輸出各類資料的裝置叫做輸出裝置(output device) 。輸出裝置把計算機加工處理的結果（仍然是數字形式的編碼）變換為人或其它裝置所能接收和識別的資訊形式如文字、數字、圖形、聲音、電壓等。常用的輸出裝置有顯示器、印表機、繪圖儀等。

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