電腦的組成及其功能

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電腦的組成及其功能

電腦由運算器，控制器，儲存空間，輸入裝置和輸出裝置五大組件組成電腦，每一組件分別按要求執行特定的準系統。
（1）運算器或稱算數邏輯單位（Arithmetical and Logical Unit） 運算器的主要功能是對資料進行各種運算。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資料的比較、移位等操作。
（2）儲存空間（Memory unit） 儲存空間的主要功能是儲存程式和各種資料資訊，並能在電腦運行過程中高速、自動地完成程式或資料的存取。儲存空間是具有“記憶”功能的裝置，它用具有兩種穩定點的物理器件來儲存資訊。這些器件也稱為記憶元件。由於記憶元件只有兩種穩定點，因此在電腦中採用只有兩個數位“0”和“1”的二進位來表示資料。記憶元件的兩種穩定點分別表示為“0”和“1”。日常使用的十進位數必須轉換成等值的位元才能存入儲存空間中。電腦中處理的各種字元，例如英文字母、運算子號等，也要轉換成二進位代碼才能儲存和操作。 儲存空間是由成千上萬個“儲存單元”構成的，每個儲存單元存放一定位元（微機上為8位）的位元，每個儲存單元都有唯一的編號，稱為儲存單元的地址。“儲存單元”是基本的儲存單位，不同的儲存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儲存空間中存資料和取資料，即在電腦程式中，每當需要訪問資料時，要向儲存空間送去一個地址指出資料的位置，同時發出一個“存放”命令（伴以待存放的資料），或者發出一個“取出”命令。這種按地址儲存方式的特點是，只要知道了資料的地址就能直接存取。但也有缺點，即一個資料往往要佔用多個儲存單元，必須連續存取有關的儲存單元才是一個完整的資料。 電腦在計算之前，程式和資料通過輸入裝置送入儲存空間，電腦開始工作之後，儲存空間還要為其它組件提供資訊，也要儲存中間結果和最終結果。因此，儲存空間的存數和取數的速度是電腦系統的一個非常重要的效能指標。
（3）控制器（Control Unit） 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。 控制器從儲存空間中逐條取出指令，分析每條指令規定的是什麼操作以及所需資料的存放位置等，然後根據分析的結果向電腦其它部分發出控制訊號，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”的主要組件。 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整合電路技術來製造中央處理器，即 CPU 晶片。它是電腦的核心組件。它的效能，主要是工作速度和計算精度，對機器的整體效能有全面的影響。
（4）輸入裝置(Input device) 用來向電腦輸入各種未經處理資料和程式的裝置叫輸入裝置。輸入裝置把各種形式的資訊，如數字、文字、映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(實際上是電訊號)，並把它們“輸入”（INPUT）到電腦記憶體儲起來。鍵盤是必備的輸入裝置、常用的輸入裝置還有滑鼠器、圖形輸入板、視頻攝像機等。
（5）輸出裝置(Output device) 從電腦輸出各類資料的裝置叫做輸出裝置。輸出裝置把電腦加工處理的結果（仍然是數字形式的編碼）變換為人或其它裝置所能接收和識別的資訊形式如文字、數字、圖形、聲音、電壓等。常用的輸出裝置有顯示器、印表機、繪圖器等。

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