電腦的組成及功能

　　電腦又稱為“電腦”，是一種利用數字電子技術，根據一系列指令指示其自動執行任意算術運算或邏輯操作串列的設備，並帶有存儲功能。

　　從基本結構來講，電腦可以分為五大部分：運算器、存儲器、控制器、輸入設備、輸出設備，五大部分分別對應不同的功能模塊，以此來組成我們常見的現代電腦。

　　（1）運算器

　　　　運算器或稱算術邏輯單元（arithmetic and logic unit，簡稱ALU），運算器的主要功能是對數據進行各種運算。這些運算除了常規的加、減、乘、除等基本的算術運算之外，還包括能進行“邏輯判斷”的邏輯處理能力，即“與”、“或”、“非”這樣的基本邏輯運算以及數據的比較、移位等操作。

　　（2）存儲器

　　　　存儲器（Memory unit）的主要功能是存儲程式和各種數據信息，並能在電腦運行過程中高速、自動地完成程式或數據的存取。電腦的存儲器通常包括記憶體儲器和外存儲器，記憶體儲器和外存儲器的區別在於，記憶體儲器直接與運算器、控制器交換信息，容量體積小，存儲速度快，不能長時間存儲信息，斷電之後數據清空，一般只存放那些正在運行的程式和待處理的數據，而外存儲器作為記憶體儲器的延伸，通常讀取數據較慢，但容量大，可以長時間保存大量信息，斷電不清空，用來存放一些系統必須使用，但又不急於使用的程式和數據，這些程式和數據必須調入記憶體才能執行。存儲器通過記憶元件來存儲信息，由於記憶元件只有兩種穩定狀態，因此在電腦中採用只有兩個數位“0”和“1”的二進位來表示數據。記憶元件的兩種穩定狀態分別表示為“0”和“1”。日常使用的十進位數必須轉換成等值的二進位數才能存入存儲器中。電腦中處理的各種字元，例如英文字母、運算符號等，也要轉換成二進位代碼才能存儲和操作。 存儲器是由成千上萬個“存儲單元”構成的，每個存儲單元存放一定位數的二進位數，每個存儲單元都有唯一的編號，稱為存儲單元的地址。“存儲單元”是基本的存儲單位，不同的存儲單元是用不同的地址來區分的，就好像居民區的一條街道上的住戶是用不同的門牌號碼來區分一樣。 電腦採用按地址訪問的方式到存儲器中存數據和取數據，即在電腦程式中，每當需要訪問數據時，要向存儲器送去一個地址指出數據的位置，同時發出一個“存放”命令（伴以待存放的數據），或者發出一個“取出”命令。這種按地址存儲方式的特點是，只要知道了數據的地址就能直接存取。但也有缺點，即一個數據往往要占用多個存儲單元，必須連續存取有關的存儲單元才是一個完整的數據。 電腦在計算之前，程式和數據通過輸入設備送入存儲器，電腦開始工作之後，存儲器還要為其它部件提供信息，也要保存中間結果和最終結果。因此，存儲器的存數和取數的速度是電腦系統的一個非常重要的性能指標。

　　（3）控制器

　　　　 控制器（Controller Unit，簡稱CU），控制器是整個電腦系統的控制中心，它指揮電腦各部分協調地工作，保證電腦按照預先規定的目標和步驟有條不紊地進行操作及處理。 控制器從存儲器中逐條取出指令，分析每條指令規定的是什麼操作以及所需數據的存放位置等，然後根據分析的結果向電腦其它部分發出控制信號，統一指揮整個電腦完成指令所規定的操作。因此，電腦自動工作的過程，實際上是自動執行程式的過程，而程式中的每條指令都是由控制器來分析執行的，它是電腦實現“程式控制”的主要部件。 通常把控制器與運算器合稱為中央處理器（Central Processing Unit-CPU）。工業生產中總是採用最先進的超大規模集成電路技術來製造中央處理器，即 CPU 晶元。它是電腦的核心部件。它的性能，主要是工作速度和計算精度，對機器的整體性能有全面的影響。

　　（4）輸入設備

　　　　 用來向電腦輸入各種原始數據和程式的設備叫輸入設備(Input device)。輸入設備把各種形式的信息，如數字、文字、圖像等轉換為數字形式的“編碼”，即電腦能夠識別的用1和0表示的二進位代碼(實際上是電信號)，並把它們“輸入”（INPUT）到電腦記憶體儲起來。鍵盤是必備的輸入設備、常用的輸入設備還有滑鼠器、圖形輸入板、視頻攝像機等。

　　（5）輸出設備

　　　　從電腦輸出各類數據的設備叫做輸出設備(Output device) 。輸出設備把電腦加工處理的結果（仍然是數字形式的編碼）變換為人或其它設備所能接收和識別的信息形式如文字、數字、圖形、聲音、電壓等。常用的輸出設備有顯示器、印表機、繪圖儀等。