硬件
硬件系统主要由中央处理器、存储器、输入输出控制系统和各种外部设备组成。中央处理器是对信息进行高速运算处理的主要部件,其处理速度可达每秒几亿次以上 *** 作。
存储器用于存储程序、数据和文件,常由快速的内存储器(容量可达数百兆字节,甚至数G字节)和慢速海量外存储器(容量可达数十G或数百G以上)组成。各种输入输出外部设备是人机间的信息转换器,由输入-输出控制系统管理外部设备与主存储器(中央处理器)之间的信息交换。
软件
软件分为系统软件、支撑软件和应用软件。系统软件由 *** 作系统、实用程序、编译程序等组成。 *** 作系统实施对各种软硬件资源的管理控制。实用程序是为方便用户所设,如文本编辑等。编译程序的功能是把用户用汇编语言或某种高级语言所编写的程序,翻译成机器可执行的机器语言程序。
支撑软件有接口软件、工具软件、环境数据库等,它能支持用机的环境,提供软件研制工具。支撑软件也可认为是系统软件的一部分。应用软件是用户按其需要自行编写的专用程序,它借助系统软件和支援软件来运行,是软件系统的最外层。
特点
1、计算:一切复杂的计算,几乎都可用计算机通过算术运算和逻辑运算来实现。
2、判断:计算机有判别不同情况、选择作不同处理的能力,故可用于管理、控制、对抗、决策、推理等领域。
3、存储:计算机能存储巨量信息。
4、精确:只要字长足够,计算精度理论上不受限制。
5、快速:计算机一次 *** 作所需时间已小到以纳秒计。
6、通用:计算机是可编程的,不同程序可实现不同的应用。
7、易用:丰富的高性能软件及智能化的人-机接口,大大方便了使用。
8、联网:多个计算机系统能超越地理界限,借助通信网络,共享远程信息与软件资源。
原理
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。
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。
以上内容参考 百度百科-计算机系统
算法有顺序结构、条件分支结构、循环结构三种基本逻辑结构。
1、顺序结构
序贯结构是最简单的算法结构,在语句之间、框之间自上而下进行。它由依次执行的几个处理步骤组成。
它是任何算法都不能缺少的基本算法结构。方框图中的顺序结构是将程序框从上到下与流水线连接,按顺序执行算法步骤。
2、条件分支结构
条件结构是指通过判断算法中的条件,根据条件是否为真来选择不同流向的算法结构。
如果条件P为真,则选择执行框A或框B。无论P条件是否为真,只能执行A盒或B盒中的一个。不可能同时执行盒子A和B,盒子A和B不执行也是不可能的。一个判断结构可以有多个判断框。
3、循环结构
在某些算法中,经常会出现某一处理步骤按照某一条件从某一地点重复执行的情况。这就是循环结构。重复执行的处理步骤是循环体,显然,循环结构必须包含条件结构。循环结构又称重复结构,可分为两类:
一种是当循环结构,功能是P时形成时给定的条件下,执行一个盒子,一个盒子在执行后,确定条件P,如果仍然设置和执行一个盒子,等等来执行一个盒子,直到一个条件P并不不再执行一个盒子,这个时候离开循环结构。
另一种类型是直到型循环结构,作用是先执行,然后判断给定条件P是否为真。如果P仍然不为真,将继续执行盒子A,直到给定条件P为真一段时间。
扩展资料:
共同特征
1、只有一个入口和出口
2、结构的每个部分都有执行的机会,即对于每个盒子,应该有一个从入口到出口的路径。如图A所示,从入口到出口没有经过它的路径,这是不符合要求的算法结构。
3、结构中不存在死循环,即没有结束循环。
参考资料来源:百度百科-算法结构
美籍匈牙利科学家冯·诺依曼最先提出程序存储的思想,并成功将其运用在计算机的设计之中,根据这一原理制造的计算机被称为冯·诺依曼结构计算机。由于他对现代计算机技术的突出贡献,因此冯·诺依曼又被称为“现代计算机之父”。
说到计算机的发展,就不能不提到匈牙利科学家冯诺依曼(曾在德国柏林大学任教)。从20世纪初,物理学和电子学科学家们就在争论制造可以进行数值计算的机器应该采用什么样的结构。人们被十进制这个人类习惯的计数方法所困扰。所以,那时以研制模拟计算机的呼声更为响亮和有力。20世纪30年代中期,匈牙利科学家冯诺依曼大胆地提出,抛弃十进制,采用二进制作为数字计算机的数制基础。同时,他还说预先编制计算程序,然后由计算机来按照人们事前制定的计算顺序来执行数值计算工作。
冯·诺依曼计算机 von Neumann machine 使用冯诺依曼体系机构的电子数字计算机。1945年6月,冯·诺依曼提出了在数字计算机内部的存储器中存放程序的概念(Stored Program Concept),这是所有现代电子计算机的模板,被称为“冯· 诺依曼结构”,按这一结构建造的电脑称为存储程序计算机(Stored Program Computer),又称为通用计算机。冯·诺依曼计算机主要由运算器、控制器、存储器和输入输出设备组成,它的的特点是:程序以二进制代码的形式存放在存储器中;所有的指令都是由 *** 作码和地址码组成;指令在其存储过程中按照执行的顺序进行存储;以运算器和控制器作为计算机结构的中心等。冯诺依曼计算机广泛应用于数据的处理和控制方面,但是存在一定的局限性。
2理论概述编辑
冯诺依曼理论的要点是:数字计算机的数制采用二进制;计算机应该按照程序顺序执行。
人们把冯诺依曼的这个理论称为冯诺依曼体系结构。从EDVAC到当前最先进的计算机都采用的是冯诺依曼体系结构。所以冯诺依曼是当之无愧的数字计算机之父。
根据冯诺依曼体系结构构成的计算机,必须具有如下功能:
把需要的程序和数据送至计算机中。
必须具有长期记忆程序、数据、中间结果及最终运算结果的能力。
能够完成各种算术、逻辑运算和数据传送等数据加工处理的能力。
能够根据需要控制程序走向,并能根据指令控制机器的各部件协调 *** 作。
能够按照要求将处理结果输出给用户。
为了完成上述的功能,计算机必须具备五大基本组成部件,包括:
1:输入数据和程序的输入设备;
2:记忆程序和数据的存储器;
3:完成数据加工处理的运算器;
4:控制程序执行的控制器;
5:输出处理结果的输出设备。
一台完整的电脑系统由硬件系统和软件系统两部分组成 。
硬件的系统包括:控制器、运算器、储存设备、输入设备、输出设备五个部分
硬件系统主要由中央处理器、存储器、输入输出控制系统和各种外部设备组成。中央处理器是对信息进行高速运算处理的主要部件,其处理速度可达每秒几亿次以上 *** 作。存储器用于存储程序、数据和文件,常由快速的主存储器(容量可达数百兆字节,甚至数G字节)和慢速海量辅助存储器(容量可达数十G或数百G以上)组成。各种输入输出外部设备是人机间的信息转换器,由输入-输出控制系统管理外部设备与主存储器(中央处理器)之间的信息交换。
用通俗的方式再介绍一下,一台家用电脑的硬件有CPU、主板、内存、显卡、声卡、硬盘、光驱、机箱、电源、显示器、键盘、鼠标。另外还有一些可以选配的硬件,比如手写板、电视卡、等等。
扩展材料计算机(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。
参考材料百度百科-计算机匈牙利裔美国数学家冯·诺依曼(Von Neumann)在1946年提出,应该把程序本身当作数据来对待,程序和程序处理的数据应该以同样的方式存储,这是治愈“神童”埃尼阿克失忆症的良方。根据这一原理,冯·诺依曼和他的同事们设计了一台现代计算机的完整原型,并用存储的程序确定了一台计算机的五个组成部分和基本工作方法。冯·诺依曼的这一设计思想被视为计算机发展史上的里程碑,它标志着计算机时代的真正开始。虽然计算机技术发展很快,但“存储程序原理”仍然是计算机的基本工作原理。从计算机诞生的那一天起,这个原理就决定了人们使用计算机的主要方式——编写程序和运行程序。科学家们一直在努力提高编程的自动化水平,改善用户的 *** 作界面,提供各种开发工具、环境和平台。目的是让人们更方便地使用计算机,不用或很少编程就能使用计算机,因为计算机编程毕竟是一项复杂的脑力劳动。然而,无论用户的开发和使用界面如何演变,“存储程序原理”都没有改变,它仍然是我们理解计算机系统功能和特性的基础。EDSAC建于1949年5月。它是世界上第一台真正实现内部存储程序的电子计算机,体现了冯·诺依曼等人的思想,也是后来所有计算机的真正原型和模型。
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