计算机基本工作原理

⑴ 计算机硬件由五个基本部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。

⑵ 计算机内部采用二进制来表示程序和数据。

⑶ 采用“存储程序”的方式，将程序和数据放入同一个存储器中（内存储器），计算机能够自动高速地从存储器中取出指令加以执行。

可以说计算机硬件的五大部件中每一个部件都有相对独立的功能，分别完成各自不同的工作。五大部件实际上是在控制器的控制下协调统一地工作。首先，把表示计算步骤的程序和计算中需要的原始数据，在控制器输入命令的控制下，通过输入设备送入计算机的存储器存储。其次当计算开始时，在取指令作用下把程序指令逐条送入控制器。控制器对指令进行译码，并根据指令的操作要求向存储器和运算器发出存储、取数命令和运算命令，经过运算器计算并把结果存放在存储器内。在控制器的取数和输出命令作用下，通过输出设备输出计算结果。

1、计算机最主要的工作原理是存储程序与程序控制；

2、计算机在运行时，先从内存中取出第一条指令，通过控制器的译码，按指令的要求，从存储器中取出数据进行指定的运算和逻辑操作等加工，然后再按地址把结果送到内存中去。接下来，再取出第二条指令，在控制器的指挥下完成规定操作。依此进行下去。直至遇到停止指令；

3、程序与数据一样存贮，按程序编排的顺序，一步一步地取出指令，自动地完成指令规定的操作是计算机最基本的工作原理。

计算机原理由冯·诺依曼（Von Neumann）与莫尔小组于1943年—1946年提出。在人类科技史上还没有一种科学可以与计算机的发展之快相提并论。计算机原理适用于科学计算、信息管理等领域。

1943——1946年美国宾夕法尼亚大学研制的电子数字积分器和计算机ENIAC（Electronic Numerical And Computer）是世界上第一台电子多用途计算机。一般认为它是现代计算机的始祖。与ENIAC计算机研制的同时，冯·诺依曼（Von Neumann）与莫尔小组合作研制EDVAC计算机，采用了存储程序方案，其后开发的计算机都采用这种方式，称为冯·诺依曼计算机。

计算机原理特点：

1、计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成。

2、采用存储程序的方式，程序和数据放在同一个存储器中，指令和数据一样可以送到运算器运算，即由指令组成的程序是可以修改的。

3、数据以二进制代码表示。

4、指令由操作码和地址码组成。

5、指令在存储器中按执行顺序存放，由指令计数器指明要执行的指令所在的单元地址，一般按顺序递增，但可按运算结果或外界条件而改变。

计算机的工作原理

1、冯诺依曼原理

“存储程序控制”原理是1946年由美籍匈牙利数学家冯诺依曼提出的，所以又称为“冯诺依曼原理”。该原理确立了现代计算机的基本组成的工作方式，直到现在，计算机的设计与制造依然沿着“冯诺依曼”体系结构。

2、“存储程序控制”原理的基本内容

①采用二进制形式表示数据和指令。

②将程序（数据和指令序列）预先存放在主存储器中（程序存储），使计算机在工作时能够自动高速地从存储器中取出指令，并加以执行（程序控制）。

③由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大基本部件组成计算机硬件体系结构。

扩展资料

计算机工作过程

第一步：将程序和数据通过输入设备送入存储器。

第二步：启动运行后，计算机从存储器中取出程序指令送到控制器去识别，分析该指令要做什么事。

第三步：控制器根据指令的含义发出相应的命令（如加法、减法），将存储单元中存放的操作数据取出送往运算器进行运算，再把运算结果送回存储器指定的单元中。

第四步：当运算任务完成后，就可以根据指令将结果通过输出设备输出。

参考资料来源：百度百科-计算机计算机工作原理

工作原理是计算机在运行时，先从内存中取出第一条指令，通过控制器的译码，按指令的要求，从存储器中取出数据进行指定的运算和逻辑操作等加工，然后再按地址把结果送到内存中去。接下来，再取出第二条指令，在控制器的指挥下完成规定操作。依此进行下去。直至遇到停止指令。

计算机的主要特点是运算速度快，计算机内部电路组成，可以高速准确地完成各种算术运算；计算精确度高，计算机控制的导弹之所以能准确地击中预定的目标，是与计算机的精确计算分不开的；逻辑运算能力强，能对信息进行比较和判断；计算机可以存储大量的信息。

扩展资料：

计算机的应用

1、多媒体应用

随着电子技术特别是通信和计算机技术的发展，人们已经有能力把文本、音频、视频、动画、图形和图像等各种媒体综合起来，构成一种全新的概念—“多媒体”。在医疗、教育、商业、银行、保险、行政管理、军事、工业、广播、交流和出版等领域中，多媒体的应用发展很快。

2、计算机网络

由一些独立的和具备信息交换能力的计算机互联构成，以实现资源共享。计算机在网络方面的应用使人类之间的交流跨越了时间和空间障碍。计算机网络已成为人类建立信息社会的物质基础，它给我们的工作带来极大的方便和快捷。

3、信息管理

以数据库管理系统为基础，辅助管理者提高决策水平，改善运营策略。信息处理具体包括数据的采集、存储、加工、分类、排序、检索和发布等一系列工作。

参考资料来源：百度百科-计算机

参考资料来源：百度百科-计算机工作原理

计算机的工作过程本质上就是执行程序的过程，而程序是由若干条指令组成的，计算机逐条执行程序中的指令，就可完成一个程序的执行，从而完成一项特定的工作。因此，要了解计算机的工作原理，就是要了解指令和指令执行的基本过程。

1指令和程序

计算机之所以能脱离人的直接干预，自动地进行计算，是由于人把实现整个计算的一步步操作用命令的形式（即一条条指令）预先输入到存储器中，在执行时，机器把这些指令一条条地取出来，加以分析和执行。

通常一条指令对应着一种基本操作。一个计算机能执行什么样的指令，有多少条指令，这是由设计人员在设计计算机时决定的。计算机所能直接执行的全部指令，就是计算机的指令系统（Instruction Set）。

以二进制编码表示的指令叫机器指令，它通常包括操作码和操作数两大部分，操作码表示计算机执行什么操作，操作数指明参加操作的数的本身或操作数所在的地址。因为计算机只认识二进制数，所以计算机指令系统中的所有指令都必须以二进制编码的形式来表示。

程序即解题步骤。计算机的解题程序必须用计算机能识别的语言来描述，因此程序是指令的集合，用指令描述的解题步骤就叫程序。

2指令的执行过程

按照冯·诺伊曼的存储程序思想，利用计算机解题首先要把指挥计算机如何进行操作的指令序列（即程序）和原始数据通过输入设备输送到计算机内存储器中，计算机运行时，依次从内存中取出一条条指令，控制器对指令进行分析判断，按照指令要求，发出不同的控制信号，在控制器的指挥下完成规定的操作，直到完成全部操作为止。所以，计算机的工作原理可以概括为存储程序和程序控制。

一般把计算机完成一条指令所花费的时间称为一个指令周期，指令周期越短，指令执行越快。通常所说的CPU主频或工作频率，就反映了指令执行周期的长短。

计算机在运行时，CPU从内存读出一条指令到CPU内执行，指令执行完，再从内存读出下一条指令到CPU内执行。CPU不断地取指令、分析指令、执行指令，这就是程序的执行过程。

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