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概述

计算机的功能和结构

什么是计算机

计算机是一种快速地电子计算机器，它接收输入的数字信息，按照内部存储的指令序列

去处理，并将产生的结果输出。指令是指示计算机硬件要完成某种功能的明确的命令，指令

序列称为计算机程序，内部存储装置称为计算机主存储器，简称主存或内存。

目前计算机的种类非常多，主要体现在大小、速度和价格个方面的不同。人们日常所

见到的绝大多数计算机都是个人计算机，简称，它被广泛地应用于家庭、学校和办公室等

场所。桌面 (台式)计算机的主机、显示器、键盘和鼠标等很容易安置在家庭和办公室的桌面

上。手提笔记本计算机最适宜在旅途中进行文字处理工作，它将处理器、显示器和键盘等集

成在一个单独的装置中。高性能的图形工作站尽管和台式机的大小差不多，但它的计算能

力通常比普通的台式机高出很多，主要用于工程计算特别是交互式设计领域。

在工作站之后，还有更高性能的大型计算机和超级计算机。大型计算机主要用于需要

更高处理能力的中等规模和大规模的商业数据处理和存储方面。超级计算机主要用于大规

模数值计算，例如天气预报和飞机设计及模拟。在大型计算机和超级计算机中，主要的功能

部件经常由分离的和较大的部件构成。

另外，在许多工业控制领域、家用电器和移动设备中，大量使用单片计算机。

尽管各种计算机的规模、性能和价格相差很大，但它们的组成和工作原理都是类似的。

计算机的功能

计算机的基本功能主要包括以下个：

数据处理

数据存储

数据传送

控制

计算机的数据处理功能包括算术运算和逻辑运算，应用于数值计算和非数值计算两个

方面。早期的计算机主要用于数值计算，而现代计算机更多的应用于非数值计算方面。计

算机领域所指的数据其含义是广泛的，它包含计算机所能处理的各种对象，如数值、字符、图

形、图像、声音和视频等。

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计算机的数据存储功能是必需的。在计算机进行数据处理时，其指令和数据都必须保

存在它的主存储器 (内存)中。另外，计算机还必须有长期保存数据的能力，大量数据以文件

的形式保存在计算机的辅助存储器 (外存)中以备检索和更新。

计算机的数据传送功能体现在两个方面。一是在计算机系统内部各个部件之间的数据

流动，如和主存以及内部寄存器与运算器之间的数据流动；二是计算机与外界

之间的数据传送，如输入／输出( )和计算机通信。

上述三种功能必须是受控的，否则计算机无法按照人们的预期来工作。因此在计算机内

部需要有专门的部件来完成控制功能。这种控制功能主要包括通过各种时序信号定时，产生

各种基本操作信号并按某种时序发出以完成相应功能，以及控制计算机的启动和停止等。

计算机的所有功能都是通过指令实现的。指令是计算机硬件能直接识别并执行的命

令，不同种类的计算机通常有着不同的指令编码，一台计算机的所有指令集合称之为指令系

统。若干条指令组织成一个指令序列 (程序 )，用来完成某项任务。程序通常都存放在存储

器中，除了特殊情况外，计算机总是在存储程序的控制下工作。

大部分指令都需要处理一些源数据并产生某些结果数据，这些数据在计算机中是广义

的，包括数值数据，非数值数据，甚至指令或程序在某些情况下都是数据。当然，所有数据都

必须进行二进制编码。

计算机功能部件

计算机由个功能独立的部件组成：存储器、运算器、输入部件、输出部件和控制部件

(如图所示 )。输入设备接受外部的二进制编码信息并送入存储器中存储或立即送往运

算器中运算，处理步骤由存储

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