计算机知识分享
世界,您好!

计算机(computer)俗称电脑,是现代一种用于高速计算的电子计算机器,可以进行数值计算,又可以进行逻辑计算,还具有存储记忆功能。是能够按照程序运行,自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。 由硬件系统和软件系统所组成,没有安装任何软件的计算机称为裸机。可分为超级计算机、工业控制计算机、网络计算机、个人计算机、嵌入式计算机五类,较先进的计算机有生物计算机、光子计算机、量子计算机等。 计算机发明者约翰·冯·诺依曼。计算机是20世纪最先进的科学技术发明之一,对人类的生产活动和社会活动产生了极其重要的影响,并以强大的生命力飞速发展。它的应用领域从最初的军事科研应用扩展到社会的各个领域,已形成了规模巨大的计算机产业,带动了全球范围的技术进步,由此引发了深刻的社会变革,计算机已遍及一般学校、企事业单位,进入寻常百姓家,成为信息社会中必不可少的工具。 计算机的应用在中国越来越普遍,改革开放以后,中国计算机用户的数量不断攀升,应用水平不断提高,特别是互联网、通信、多媒体等领域的应用取得了不错的成绩。1996年至2009 年,计算机用户数量从原来的630万增长至6710 万台,联网计算机台数由原来的2.9万台上升至5940万台。互联网用户已经达到3.16 亿,无线互联网有6.7 亿移动用户,其中手机上网用户达1.17 亿,为全球第一位。

尽管计算机技术自20世纪40年代第一部电子通用计算机诞生以来以来有了令人目眩的快速发展,但是今天计算机仍然基本上采用的是存储程序结构,即冯·诺伊曼结构。这个结构实现了实用化的通用计算机。 存储程序结构将一部计算机描述成四个主要部分:算术逻辑单元、控制电路、存储器及输入输出设备。这些部件通过一组一组的排线连接(特别地,当一组线被用于多种不同意图的数据传输时又被称为总线),并且由一个时钟来驱动(当然某些其他事件也可能驱动控制电路)。 概念上讲,一部计算机的存储器可以被视为一组“细胞”单元。每一个“细胞”都有一个编号,称为地址;又都可以存储一个较小的定长信息。这个信息既可以是指令(告诉计算机去做什么),也可以是数据(指令的处理对象)。原则上,每一个“细胞”都是可以存储二者之任一的。 算术逻辑单元(ALU)可以被称作计算机的大脑。它能做两类运算: 第一类是算术运算,比如对两个数字进行加减法。算术运算部件的功能在ALU中是十分有限的,事实上, 一些ALU根本不支持电路级的乘法和除法运算(由是用户只能通过编程进行乘除法运算)。第二类是比较运算,即给定两个数, ALU对其进行比较以确定哪个更大一些。[4] 输入输出系统是计算机从外部世界接收信息和向外部世界反馈运算结果的手段。对于一部标准的个人电脑,输入设备主要有键盘和鼠标,输出设备则是显示器、打印机以及其他许多后文将要讨论的可连接到计算机上的I/O设备。 控制系统将以上计算机各部分联系起来。它的功能是从存储器和输入输出设备中读取指令和数据,对指令进行解码, 并向ALU交付符合指令要求的正确输入,告知ALU对这些数据做哪些运算并将结果数据返回到何处。控制系统中一个重要组件就是一个用来保持跟踪当前指令所在地址的计数器。 通常这个计数器随着指令的执行而累加,但有时如果指令指示进行跳转则不依此规则。 20世纪80年代以来ALU和控制单元(二者合称中央处理器)逐渐被集成到一块集成电路上,称作微处理器。 这类计算机的工作模式十分直观:在一个时钟周期内,计算机先从存储器中获取指令和数据,然后执行指令,存储数据,再获取下一条指令。这个过程被反复执行,直至得到一个终止指令。 由控制器解释,运算器执行的指令集是一个精心定义的数目十分有限的简单指令集合。一般可以分为四类:1)、数据移动 (如:将一个数值从存储单元A拷贝到存储单元B)2)、数逻运算(如:计算存储单元A与存储单元B之和,结果返回存储单元C)3)、 条件验证(如:如果存储单元A内数值为100,则下一条指令地址为存储单元F)4)、指令串行改易(如:下一条指令地址为存储单元F) 指令如同数据一样在计算机内部是以二进制来表示的。比如说,10110000就是一条Intel x86系列微处理器的拷贝指令代码。 某一个计算机所支持的指令集就是该计算机的机器语言。因此,使用流行的机器语言将会使既成软件在一部新计算机上运行得更加容易。所以对于那些机型商业化软件开发的人来说,它们通常只会关注一种或几种不同的机器语言。 更加强大的小型计算机,大型计算机和服务器可能会与上述计算机有所不同。它们通常将任务分担给不同的CPU来执行。今天, 微处理器和多核个人电脑也在朝这个方向发展。[4] 超级计算机通常有着与基本的存储程序计算机显著区别的体系结构。它们通常有着数以千计的CPU, 不过这些设计似乎只对特定任务有用。在各种计算机中,还有一些微控制器采用令程序和数据分离的哈佛架构(Harvard architecture)。