電腦的基本原理

　　計(jì)算機(jī)在運(yùn)行時(shí)，先從內(nèi)存中取出第一條指令，通過控制器的譯碼，按指令的要求，從存儲(chǔ)器中取出數(shù)據(jù)進(jìn)行指定的運(yùn)算和邏輯操作等加工，然后再按地址把結(jié)果送到內(nèi)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(guī)定操作。依此進(jìn)行下去。直至遇到停止指令。下面是小編為大家?guī)�來的關(guān)于電腦的基本原理的知識(shí)，歡迎閱讀。

　　計(jì)算機(jī)工作原理系統(tǒng)架構(gòu)

　　程序與數(shù)據(jù)一樣存貯，按程序編排的順序，一步一步地取出指令，自動(dòng)地完成指令規(guī)定的操作是計(jì)算機(jī)最基本的工作原理。這一原理最初是由美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮.諾依曼于1945年提出來的，故稱為馮.諾依曼原理。

　　計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成。美藉匈牙利科學(xué)家馮·諾依曼(John von Neumann)奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)又稱馮·諾依曼結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是：

　　1)使用單一的處理部件來完成計(jì)算、存儲(chǔ)以及通信的工作。

　　2)存儲(chǔ)單元是定長(zhǎng)的線性組織。

　　3)存儲(chǔ)空間的單元是直接尋址的。

　　4)使用低級(jí)機(jī)器語(yǔ)言，指令通過操作碼來完成簡(jiǎn)單的操作。

　　5)對(duì)計(jì)算進(jìn)行集中的順序控制。

　　6)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)由運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、控制器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備五大部件組成并規(guī)定了它們的基本功能。

　　7)采用二進(jìn)制形式表示數(shù)據(jù)和指令。

　　8)在執(zhí)行程序和處理數(shù)據(jù)時(shí)必須將程序和數(shù)據(jù)從外存儲(chǔ)器裝入主存儲(chǔ)器中，然后才能使計(jì)算機(jī)在工作時(shí)能夠自動(dòng)調(diào)整地從存儲(chǔ)器中取出指令并加以執(zhí)行。

　　計(jì)算機(jī)工作原理指令

　　計(jì)算機(jī)根據(jù)人們預(yù)定的安排，自動(dòng)地進(jìn)行數(shù)據(jù)的快速計(jì)算和加工處理。人們預(yù)定的安排是通過一連串指令(操作者的命令)來表達(dá)的，這個(gè)指令序列就稱為程序。一個(gè)指令規(guī)定計(jì)算機(jī)執(zhí)行一個(gè)基本操作。一個(gè)程序規(guī)定計(jì)算機(jī)完成一個(gè)完整的任務(wù)。一種計(jì)算機(jī)所能識(shí)別的一組不同指令的集合，稱為該種計(jì)算機(jī)的指令集合或指令系統(tǒng)。在微機(jī)的指令系統(tǒng)中，主要使用了單地址和二地址指令，其中，第1個(gè)字節(jié)是操作碼，規(guī)定計(jì)算機(jī)要執(zhí)行的基本操作，第2個(gè)字節(jié)是操作數(shù)。計(jì)算機(jī)指令包括以下類型：數(shù)據(jù)處理指令(加、減、乘、除等)、數(shù)據(jù)傳送指令、程序控制指令、狀態(tài)管理指令，整個(gè)內(nèi)存被分成若干個(gè)存儲(chǔ)單元，每個(gè)存儲(chǔ)單元一般可存放8位二進(jìn)制數(shù)(字節(jié)編址)。每個(gè)在位單元可以存放數(shù)據(jù)或程序代碼，為了能有效地存取該單元內(nèi)存儲(chǔ)的內(nèi)容，每個(gè)單元都給出了一個(gè)唯一的編號(hào)來標(biāo)識(shí)，即地址。

　　按照馮·諾依曼存儲(chǔ)程序的原理，計(jì)算機(jī)在執(zhí)行程序時(shí)須先將要執(zhí)行的相關(guān)程序和數(shù)據(jù)放入內(nèi)存儲(chǔ)器中，在執(zhí)行程序時(shí)CPU根據(jù)當(dāng)前程序指針寄存器的內(nèi)容取出指令并執(zhí)行指令，然后再取出下一條指令并執(zhí)行，如此循環(huán)下去直到程序結(jié)束指令時(shí)才停止執(zhí)行。其工作過程就是不斷地取指令和執(zhí)行指令的過程，最后將計(jì)算的結(jié)果放入指令指定的存儲(chǔ)器地址中。計(jì)算機(jī)工作過程中所要涉及的計(jì)算機(jī)硬件部件有內(nèi)存儲(chǔ)器、指令寄存器、指令譯碼器、計(jì)算器、控制器、運(yùn)算器和輸入/輸出設(shè)備等，在后續(xù)的內(nèi)容中將會(huì)著重介紹。

　　計(jì)算機(jī)工作原理硬件

　　計(jì)算機(jī)工作原理簡(jiǎn)介

　　硬件通常是指構(gòu)成計(jì)算機(jī)的設(shè)備實(shí)體。一臺(tái)計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)應(yīng)由五個(gè)基本部分組成：運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入和輸出設(shè)備�，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)還包括中央處理器和總線設(shè)備。這五大部分通過系統(tǒng)總線完成指令所傳達(dá)的操作，當(dāng)計(jì)算機(jī)在接受指令后，由控制器指揮，將數(shù)據(jù)從輸入設(shè)備傳送到存儲(chǔ)器存放，再由控制器將需要參加運(yùn)算的數(shù)據(jù)傳送到運(yùn)算器，由運(yùn)算器進(jìn)行處理，處理后的結(jié)果由輸出設(shè)備輸出。

　　計(jì)算機(jī)工作原理中央處理器

　　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(yùn)算器和寄存器組成，通常集中在一塊芯片上，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心設(shè)備。計(jì)算機(jī)以CPU為中心，輸入和輸出設(shè)備與存儲(chǔ)器之間的數(shù)據(jù)傳輸和處理都通過CPU來控制執(zhí)行。微型計(jì)算機(jī)的中央處理器又稱為微處理器。

　　計(jì)算機(jī)工作原理控制器

　　控制器是對(duì)輸入的指令進(jìn)行分析，并統(tǒng)一控制計(jì)算機(jī)的各個(gè)部件完成一定任務(wù)的部件。它一般由指令寄存器、狀態(tài)寄存器、指令譯碼器、時(shí)序電路和控制電路組成。計(jì)算機(jī)的工作方式是執(zhí)行程序，程序就是為完成某一任務(wù)所編制的特定指令序列，各種指令操作按一定的時(shí)間關(guān)系有序安排，控制器產(chǎn)生各種最基本的不可再分的微操作的命令信號(hào)，即微命令，以指揮整個(gè)計(jì)算機(jī)有條不紊地工作。當(dāng)計(jì)算機(jī)執(zhí)行程序時(shí)，控制器首先從指令寄存器中取得指令的地址，并將下一條指令的地址存入指令寄存器中，然后從存儲(chǔ)器中取出指令，由指令譯碼器對(duì)指令進(jìn)行譯碼后產(chǎn)生控制信號(hào)，用以驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的硬件完成指令操作。簡(jiǎn)言之，控制器就是協(xié)調(diào)指揮計(jì)算機(jī)各部件工作的元件，它的基本任務(wù)就是根據(jù)種類指紋的需要綜合有關(guān)的邏輯條件與時(shí)間條件產(chǎn)生相應(yīng)的微命令。

　　計(jì)算機(jī)工作原理運(yùn)算器

　　運(yùn)算器又稱積極態(tài)度邏輯單元ALU(Arithmetic LogicUnit)。運(yùn)算器的主要任務(wù)是執(zhí)行各種算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。算術(shù)運(yùn)算是指各種數(shù)值運(yùn)算，比如：加、減、乘、除等。邏輯運(yùn)算是進(jìn)行邏輯判斷的非數(shù)值運(yùn)算，比如：與、或、非、比較、移位等。計(jì)算機(jī)所完成的全部運(yùn)算都是在運(yùn)算器中進(jìn)行的，根據(jù)指令規(guī)定的尋址方式，運(yùn)算器從存儲(chǔ)或寄存器中取得操作數(shù)，進(jìn)行計(jì)算后，送回到指令所指定的寄存器中。運(yùn)算器的核心部件是加法器和若干個(gè)寄存器，加法器用于運(yùn)算，寄存器用于存儲(chǔ)參加運(yùn)算的各種數(shù)據(jù)以及運(yùn)算后的結(jié)果。

　　計(jì)算機(jī)工作原理存儲(chǔ)器

　　存儲(chǔ)器分為內(nèi)存儲(chǔ)器(簡(jiǎn)稱內(nèi)存或主存)、外存儲(chǔ)器(簡(jiǎn)稱外存或輔存)。外存儲(chǔ)器一般也可作為輸入/輸出設(shè)備。計(jì)算機(jī)把要執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)存入內(nèi)存中，內(nèi)存一般由半導(dǎo)體器構(gòu)成。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器可分為三大類：隨機(jī)存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器、特殊存儲(chǔ)器。 RAM RAM是隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(Random AccessMemory)，其特點(diǎn)是可以讀寫，存取任一單元所需的時(shí)間相同，通電時(shí)存儲(chǔ)器內(nèi)的內(nèi)容可以保持，斷電后，存儲(chǔ)的內(nèi)容立即消失。RAM可分為動(dòng)態(tài)(Dynamic RAM)和靜態(tài)(Static RAM)兩大類。所謂動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器DRAM是用MOS電路和電容來作存儲(chǔ)元件的。由于電容會(huì)放電，所以需要定時(shí)充電以維持存儲(chǔ)內(nèi)容的正確，例如互隔2ms刷新一次，因此稱這為動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器。所謂靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器SRAM是用雙極型電路或MOS電路的觸發(fā)器來作存儲(chǔ)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(fā)器就能穩(wěn)定地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。DRAM的特點(diǎn)是集成密度高，主要用于大容量存儲(chǔ)器。SRAM的特點(diǎn)是存取速度快，主要用于調(diào)整緩沖存儲(chǔ)器。 ROM ROM是只讀存儲(chǔ)器(Read Only Memory)，它只能讀出原有的內(nèi)容，不能由用戶再寫入新內(nèi)容。原來存儲(chǔ)的內(nèi)容是由廠家一次性寫放的，并永久保存下來。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(chǔ)的內(nèi)容可以通過紫外光照射來擦除，這使它的內(nèi)可以反復(fù)更改。特殊固態(tài)存儲(chǔ)器包括電荷耦合存儲(chǔ)器、磁泡存儲(chǔ)器、電子束存儲(chǔ)器等，它們多用于特殊領(lǐng)域內(nèi)的信息存儲(chǔ)。此外，描述內(nèi)、外存儲(chǔ)容量的常用單位有：①位/比特(bit)：這是內(nèi)存中最小的單位，二進(jìn)制數(shù)序列中的一個(gè)0或一個(gè)1就是一比比特，在電腦中，一個(gè)比特對(duì)應(yīng)著一個(gè)晶體管。②字節(jié)(B、Byte)：是計(jì)算機(jī)中最常用、最基本的存在單位。一個(gè)字節(jié)等于8個(gè)比特，即1 Byte=8bit。③千字節(jié)(KB、Kilo Byte)：電腦的內(nèi)存容量都很大，一般都是以千字節(jié)作單位來表示。1KB=1024Byte。④兆字節(jié)(MBMega Byte)：90年代流行微機(jī)的硬盤和內(nèi)存等一般都是以兆字節(jié)(MB)為單位。1 MB=1024KB。⑤吉字節(jié)(GB、Giga Byte)：目前市場(chǎng)流行的微機(jī)的硬盤已經(jīng)達(dá)到430GB、640GB、810GB、1TB等規(guī)格。1GB=1024MB。⑥太字節(jié)(TB、Tera byte)：1TB=1024GB。最新有了PB這個(gè)概念，1PB=1024TB。

　　計(jì)算機(jī)工作原理輸入輸出設(shè)備

　　輸入設(shè)備是用來接受用戶輸入的原始數(shù)據(jù)和程序，并將它們變?yōu)橛?jì)算機(jī)能識(shí)別的二進(jìn)制存入到內(nèi)存中。常用的輸入設(shè)備有鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀、光筆等。輸出設(shè)備用于將存入在內(nèi)存中的由計(jì)算機(jī)處理的結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)槿藗兡芙邮艿男问捷敵�。常用的輸出設(shè)備有顯示器、打印機(jī)、繪圖儀等。

　　計(jì)算機(jī)工作原理總線

　　總線是一組為系統(tǒng)部件之間數(shù)據(jù)傳送的公用信號(hào)線。具有匯集與分配數(shù)據(jù)信號(hào)、選擇發(fā)送信號(hào)的部件與接收信號(hào)的部件、總線控制權(quán)的建立與轉(zhuǎn)移等功能。典型的微機(jī)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)通常多采用單總線結(jié)構(gòu)，一般按信號(hào)類型將總線分為三組，其中AB(Address Bus)為地址總線;DB(Data Bus)為數(shù)據(jù)總線;CB(Control Bus)控制總線。

　　計(jì)算機(jī)工作原理技術(shù)指標(biāo)

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　　計(jì)算機(jī)工作原理CPU類型

　　CPU類型是指微機(jī)系統(tǒng)所采用的CPU芯片型號(hào)，它決定了微機(jī)系統(tǒng)的檔次。

　　計(jì)算機(jī)工作原理字長(zhǎng)

　　字長(zhǎng)是指CPU一次最多可同時(shí)傳送和處理的二進(jìn)制位數(shù)，字長(zhǎng)直接影響到計(jì)算機(jī)的功能、用途和應(yīng)用范圍。如Pentium是64位字長(zhǎng)的微處理器，即數(shù)據(jù)位數(shù)是64位，而它的尋址位數(shù)是32位。

　　計(jì)算機(jī)工作原理時(shí)鐘頻率和機(jī)器周期

　　時(shí)鐘頻率又稱主頻，它是指CPU內(nèi)部晶振的頻率，常用單位為兆(MHz)，它反映了CPU的基本工作節(jié)拍。一個(gè)機(jī)器周期由若干個(gè)時(shí)鐘周期組成，在機(jī)器語(yǔ)言中，使用執(zhí)行一條指令所需要的機(jī)器周期數(shù)來說明指令執(zhí)行的速度。一般使用CPU類型和時(shí)鐘頻率來說明計(jì)算機(jī)的檔次。如Pentium III 500等。

　　計(jì)算機(jī)工作原理運(yùn)算速度

　　是指計(jì)算機(jī)每秒能執(zhí)行的指令數(shù)。單位有MIPS(每秒百萬(wàn)條指令)、MFLOPS(秒百萬(wàn)條浮點(diǎn)指令)

　　計(jì)算機(jī)工作原理存取速度

　　是指存儲(chǔ)器完成一次讀取或?qū)懘娌僮魉�需的時(shí)間，稱為存儲(chǔ)器的存取時(shí)間或訪問時(shí)間。而邊連續(xù)兩次或?qū)懰�需要的最短時(shí)間，稱為存儲(chǔ)周期。對(duì)于半導(dǎo)體存儲(chǔ)器來說，存取周期大約為幾十到幾百毫秒之間。它的快慢會(huì)影響到計(jì)算機(jī)的速度。

　　計(jì)算機(jī)工作原理內(nèi)、外存儲(chǔ)器容量

　　是指內(nèi)存存儲(chǔ)容量，即內(nèi)容儲(chǔ)存器能夠存儲(chǔ)信息的字節(jié)數(shù)。外儲(chǔ)器是可將程序和數(shù)據(jù)永久保存的存儲(chǔ)介質(zhì)，可以說其容量是無限的。如硬盤、U盤已是微機(jī)系統(tǒng)中不可缺少的外部設(shè)備。迄今為止，所有的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都是基于馮·諾依曼存儲(chǔ)程序的原理。內(nèi)、外存容量越大，所能運(yùn)行的軟件功能就越豐富。CPU的高速度和外存儲(chǔ)器的低速度是微機(jī)系統(tǒng)工作過程中的主要瓶頸現(xiàn)象，不過由于硬盤的存取速度不斷提高，目前這種現(xiàn)象已有所改善。

　　計(jì)算機(jī)工作原理演變

　　計(jì)算機(jī)工作原理早期的計(jì)算機(jī)

　　我們先從最早的計(jì)算機(jī)講起，人們?cè)谧畛踉O(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)時(shí)采用這樣一個(gè)模型：

　　人們通過輸入設(shè)備把需要處理的信息輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)通過中央處理器把信息加工后，再通過輸出設(shè)備把處理后的結(jié)果告訴人們。

　　其實(shí)這個(gè)模型很簡(jiǎn)單，舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，你要處理的信息是1+1，你把這個(gè)信息輸入到計(jì)算機(jī)中后，計(jì)算機(jī)的內(nèi)部進(jìn)行處理，再把處理后的結(jié)果告訴你。

　　早期計(jì)算機(jī)的輸入設(shè)備十分落后，根本沒有現(xiàn)在的鍵盤和鼠標(biāo)，那時(shí)候計(jì)算機(jī)還是一個(gè)大家伙，最早的計(jì)算機(jī)有兩層樓那么高。人們只能通過扳動(dòng)計(jì)算機(jī)龐大的面板上無數(shù)的開關(guān)來向計(jì)算機(jī)輸入信息，而計(jì)算機(jī)把這些信息處理之后，輸出設(shè)備也相當(dāng)簡(jiǎn)陋，就是計(jì)算機(jī)面板上無數(shù)的信號(hào)燈。所以那時(shí)的計(jì)算機(jī)根本無法處理像現(xiàn)在這樣各種各樣的信息，它實(shí)際上只能進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算。

　　當(dāng)時(shí)人們使用計(jì)算機(jī)也真是夠累的。但在當(dāng)時(shí)，就算是這種計(jì)算機(jī)也是極為先進(jìn)的了，因?yàn)樗�把人們從繁重�?手工計(jì)算中解脫出來，而且極大地提高了計(jì)算速度。

　　計(jì)算機(jī)工作原理有內(nèi)部存儲(chǔ)器

　　隨著人們對(duì)計(jì)算機(jī)的使用，人們發(fā)現(xiàn)上述模型的計(jì)算機(jī)能力有限，在處理大量數(shù)據(jù)時(shí)就越發(fā)顯得力不從心。為此人們對(duì)計(jì)算機(jī)模型進(jìn)行了改進(jìn)，提出了這種模型：

　　就是在中央處理器旁邊加了一個(gè)內(nèi)部存儲(chǔ)器。這個(gè)模型的好處在于。先打個(gè)比方說，如果老師讓你心算一道簡(jiǎn)單題，你肯定毫不費(fèi)勁就算出來了，可是如果老師讓你算20個(gè)三位數(shù)相乘，你心算起來肯定很費(fèi)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(huì)問這和計(jì)算機(jī)有什么關(guān)系?其實(shí)計(jì)算機(jī)也是一樣，一個(gè)沒有內(nèi)部存儲(chǔ)器的計(jì)算機(jī)如果讓它進(jìn)行一個(gè)很復(fù)雜的計(jì)算，它可能根本就沒有辦法算出來，因?yàn)樗�的存�?chǔ)能力有限，無法記住很多的中間的結(jié)果，但如果給它一些內(nèi)部存儲(chǔ)器當(dāng)“草稿紙”的話，計(jì)算機(jī)就可以把一些中間結(jié)果臨時(shí)存儲(chǔ)到內(nèi)部存儲(chǔ)器上，然后在需要的時(shí)候再把它取出來，進(jìn)行下一步的運(yùn)算，如此往復(fù)，計(jì)算機(jī)就可以完成很多很復(fù)雜的計(jì)算。

　　計(jì)算機(jī)工作原理紙帶機(jī)

　　隨著時(shí)代的發(fā)展，人們?cè)絹碓礁械接?jì)算機(jī)輸入和輸出方式的落后，改進(jìn)這兩方面勢(shì)在必行。在輸入方面，為了不再每次扳動(dòng)成百上千的開頭，人們發(fā)明了紙帶機(jī)。紙帶機(jī)的工作原理是這樣的，紙帶的每一行都標(biāo)明了26個(gè)字母、10個(gè)數(shù)字和一些運(yùn)算符號(hào)，如果這行的字母A上面打了一個(gè)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(gè)長(zhǎng)長(zhǎng)的紙帶就可以代表很多的信息，人們把這個(gè)紙帶放入紙帶機(jī)，紙帶機(jī)還要把紙帶上的信息翻譯給計(jì)算機(jī)，因?yàn)橛?jì)算機(jī)是看不懂這個(gè)紙帶的。

　　這樣雖然比較麻煩，但這個(gè)進(jìn)步確實(shí)在很大程度上促進(jìn)了計(jì)算機(jī)的發(fā)展。在發(fā)明紙帶的同時(shí)，人們也對(duì)輸出系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，用打印機(jī)代替了計(jì)算機(jī)面板上無數(shù)的信號(hào)燈。打印機(jī)的作用正好和紙帶機(jī)相反，它負(fù)責(zé)把計(jì)算機(jī)輸出的信息翻譯成人能看懂的語(yǔ)言，打印在紙上，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(hào)燈了。

　　計(jì)算機(jī)工作原理有鍵盤和顯示器

　　不過人們沒有滿足，他們繼續(xù)對(duì)輸入和輸出系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。后來人們發(fā)明了鍵盤和顯示器。這兩項(xiàng)發(fā)明使得當(dāng)時(shí)的計(jì)算機(jī)和我們現(xiàn)在使用的計(jì)算機(jī)有些類似了，而且在此之前經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的改進(jìn)，計(jì)算機(jī)的體積也大大地縮小了。鍵盤和顯示器的好處在于人們可以直接向計(jì)算機(jī)輸入信息，而計(jì)算機(jī)也可以及時(shí)把處理結(jié)果顯示在屏幕上。

　　計(jì)算機(jī)工作原理有外部存儲(chǔ)器

　　可是隨著人們的使用，逐漸又發(fā)現(xiàn)了不如意之處。因?yàn)槿藗円�向�?jì)算機(jī)輸入的信息越來越多，往往要輸入很長(zhǎng)時(shí)間后，才讓計(jì)算機(jī)開始處理，而在輸入過程中，如果停電，那前面輸入的內(nèi)容就白費(fèi)了，等來電后，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(jì)算機(jī)處理完了，也輸出了結(jié)果;人們下一次再需要計(jì)算機(jī)處理這部分信息的時(shí)候，還要重新輸入。對(duì)這種重復(fù)勞動(dòng)的厭倦導(dǎo)致了計(jì)算機(jī)新的模型的產(chǎn)生。

　　這回的模型是這樣的：

　　這回增加了一個(gè)外部存儲(chǔ)器。外部存儲(chǔ)器的“外部”是相對(duì)于內(nèi)部存儲(chǔ)器來說的，在中央處理器處理信息時(shí)，它并不直接和外部存儲(chǔ)器打交道，處理過程中的信息都臨時(shí)存放在內(nèi)部存儲(chǔ)器中，在信息處理結(jié)束后，處理的結(jié)果也存放在內(nèi)部存儲(chǔ)器中�？墒侨绻�這時(shí)突然停電，那些結(jié)果還會(huì)丟失的。內(nèi)部存儲(chǔ)器(或簡(jiǎn)稱內(nèi)存)中的信息是靠電力來維持的，一旦電力消失，內(nèi)存中的數(shù)據(jù)就會(huì)全部消失。也正因?yàn)槿绱�，人們才在�?jì)算機(jī)模型中加入了外部存儲(chǔ)器，把內(nèi)存中的處理結(jié)果再存儲(chǔ)到外部存儲(chǔ)器中，這樣停電后數(shù)據(jù)也不會(huì)丟失了。

　　外部存儲(chǔ)器與內(nèi)存的區(qū)別在于：它們的存儲(chǔ)機(jī)制是不一樣的，外部存儲(chǔ)器是把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到磁性介質(zhì)上，所以不依賴于是否有電。這個(gè)磁性介質(zhì)就好比家里的歌曲磁帶，磁帶上的歌曲不管有沒有電都是存在的。當(dāng)時(shí)人們也是考慮到了磁帶這種好處，所以在計(jì)算機(jī)的外部存儲(chǔ)器中也采用了類似磁帶的裝置，比較常用的一種叫磁盤。

　　磁盤本來是圓的，不過裝在一個(gè)方的盒子里，這樣做的目的是為了防止磁盤表面劃傷，導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。

　　有了磁盤之后，人們使用計(jì)算機(jī)就方便多了，不但可以把數(shù)據(jù)處理結(jié)果存放在磁盤中，還可以把很多輸入到計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到磁盤中，這樣這些數(shù)據(jù)可以反復(fù)使用，避免了重復(fù)勞動(dòng)。

　　計(jì)算機(jī)工作原理有文件系統(tǒng)

　　可是不久之后，人們又發(fā)現(xiàn)了另一個(gè)問題，人們要存儲(chǔ)到磁盤上的內(nèi)容越來越多，眾多的信息存儲(chǔ)在一起，很不方便。這樣就導(dǎo)致了文件的產(chǎn)生。

　　這和我們?nèi)粘Ｉ�活中的文件有些相似。我們�(nèi)粘Ｉ�活中的文件是由一些相關(guān)信息組成，計(jì)算機(jī)的文件也是一樣。人們把信息分類整理成文件存儲(chǔ)到磁盤上，這樣，磁盤上就有了文件1、文件2……。

　　計(jì)算機(jī)工作原理有操作系統(tǒng)

　　可是在使用過程中，人們又漸漸發(fā)現(xiàn)，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(gè)問題，人們就開發(fā)了一種軟件叫操作系統(tǒng)。

　　其實(shí)操作系統(tǒng)就是替我們管理計(jì)算機(jī)的一種軟件，在操作系統(tǒng)出現(xiàn)之前，只有專業(yè)人士才懂得怎樣使用計(jì)算機(jī)，而在操作系統(tǒng)出現(xiàn)之后，不管你是否是計(jì)算機(jī)專業(yè)畢業(yè)，只要經(jīng)過簡(jiǎn)單的培訓(xùn)，你都能很容易地掌握計(jì)算機(jī)。

　　有了操作系統(tǒng)之后，我們就不直接和計(jì)算機(jī)的硬件打交道，不直接對(duì)這些硬件發(fā)號(hào)施令，我們把要的事情告訴操作系統(tǒng)，操作系統(tǒng)再把要作的事情安排給計(jì)算機(jī)去做，等計(jì)算機(jī)做完之后，操作系統(tǒng)再把結(jié)果告訴我們，這樣就省事多了。

　　在操作系統(tǒng)出現(xiàn)之前，人們通過鍵盤給計(jì)算機(jī)下達(dá)的命令都是特別專業(yè)的術(shù)語(yǔ)，而有了操作系統(tǒng)之后，人們和計(jì)算機(jī)之間的對(duì)話就可以使用一些很容易懂的語(yǔ)言，而不用去死記硬背那些專業(yè)術(shù)語(yǔ)了。

　　操作系統(tǒng)不但能在計(jì)算機(jī)和人之間傳遞信息，而且還負(fù)責(zé)管理計(jì)算機(jī)的內(nèi)部設(shè)備和外部設(shè)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;它替人們管理磁盤，隨時(shí)報(bào)告磁盤的使用情況;它替計(jì)算機(jī)管理內(nèi)存，使計(jì)算機(jī)能更高效而安全地工作;它還負(fù)責(zé)管理各種外部設(shè)備，如打印機(jī)等，有了它的管理，這些外設(shè)就能有效地為用戶服務(wù)了。

　　也正因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)這么重要，所以人們也在不斷地改進(jìn)它，使它的使用更加方面，功能更加強(qiáng)大。對(duì)于咱們現(xiàn)在使用的微機(jī)來說，操作系統(tǒng)主要經(jīng)歷了DOS、Windows 3.X、Windows95和Windows98、windows2000、windows2003、windowsXP、windows vista、windows7、windows8和最新的windows10這幾個(gè)發(fā)展階段。

　　在DOS階段，人們和計(jì)算機(jī)打交道，還是主要靠輸入命令，“你輸入什么命令，計(jì)算機(jī)就做什么，如果你不輸入，計(jì)算機(jī)就什么也不做”。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(shí)的計(jì)算機(jī)還是不太好用，操作系統(tǒng)也處于發(fā)展的初級(jí)階段。Windows的出現(xiàn)在很大程度上彌補(bǔ)了這個(gè)不足，人們?cè)谑褂肳indows時(shí)，不必記住什么命令，只需要用鼠標(biāo)指指點(diǎn)點(diǎn)就能完成很多工作。

　　計(jì)算機(jī)工作原理軟件系統(tǒng)

　　應(yīng)用軟件

　　上面說的是硬件的工作原理，那么在軟件上，我們又是如何使用計(jì)算機(jī)的呢?

　　在前面我們講過，我們可以通過操作系統(tǒng)給計(jì)算機(jī)布置工作，操作系統(tǒng)也可以把計(jì)算機(jī)的工作結(jié)果告訴我們�？墒遣僮飨到y(tǒng)的功能也不是無限的，實(shí)際上計(jì)算機(jī)的很多功能是靠多種應(yīng)用軟件來實(shí)現(xiàn)的。操作系統(tǒng)一般只負(fù)責(zé)管理好計(jì)算機(jī)，使它能正常工作。而眾多的應(yīng)用軟件才充分發(fā)揮了計(jì)算機(jī)的作用。但這些應(yīng)用軟件都是建立在操作系統(tǒng)上的，一般情況下，某一種軟件都是為特定的操作系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的，因?yàn)檫@些軟件不能直接和計(jì)算機(jī)交換信息，需要通過操作系統(tǒng)來傳遞信息。

　　計(jì)算機(jī)工作原理硬件和軟件的結(jié)合

　　這就是所謂的“硬”、“軟”結(jié)合。硬件就是我們能看見的這些東西：主機(jī)、顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)等，而軟件是我們看不見的，存在于計(jì)算機(jī)內(nèi)部的。打個(gè)比方，硬件就好比人類軀體，而軟件就好比人類的思想，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(gè)植物人。一個(gè)正常人要完成一項(xiàng)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(jī)等硬件，軟件是無法存在的;而一個(gè)沒有軟件的計(jì)算機(jī)也只是一堆廢鐵。

　　計(jì)算機(jī)工作原理操作系統(tǒng)對(duì)文件的管理

　　還有一個(gè)重要的概念沒有講，就是操作系統(tǒng)是如何管理文件的呢?其實(shí)也很簡(jiǎn)單，文件都有自己的名字，叫文件名，用來區(qū)分不同的文件的。計(jì)算機(jī)中的文件有很多，成千上萬(wàn)，光用名字來區(qū)分也不利于查找，所以計(jì)算機(jī)中又有了文件夾的概念，把不同類型的文件存儲(chǔ)在不同的文件夾中，查找起來就快多了，也不會(huì)太亂。文件多了，可以分別存儲(chǔ)在不同的文件夾中，而當(dāng)文件夾多了之后，再把一些相關(guān)的文件夾存儲(chǔ)在更大的文件夾中，這樣管理文件是比較科學(xué)的。

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