计算机硬件系统的计算与计算思维

依照冯·诺依曼体系结构，一个完整的计算机系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等五个部分组成（见图2-1）：

图2-1　冯·诺依曼体系结构

1.运算器

运算器是计算机中对信息进行加工、运算的部件，它的速度决定了计算机的运算速度。运算器的功能是对二进制编码进行算术运算（加、减、乘、除）和逻辑运算（与、或、非、比较、移位）

2.控制器

控制器的功能是控制计算机各部分按照程序命令的要求协调工作，自动地执行程序。它的工作是按程序计数器的要求，从内存中取出一条指令并进行分析，根据指令的内容要求，向有关部件发出控制命令，并让其按指令要求完成操作。

3.存储器

计算机中的存储器是计算机中用于记忆的部件，它的功能是存储程序和数据。计算机存储器通常有内部存储器及外部存储器两种：(www.xing528.com)

·内部存储器简称内存，又称为主存储器，主要存放当前要执行的程序及相关数据。CPU可以直接对内存数据进行存、取操作，且速度很快，但因为造价高（以存储单元计算），所以其容量比外部存储器小。

·外部存储器简称外存，又称为辅助存储器，主要用于存放大量计算机暂时不执行的程序以及目前尚不需要处理的数据。因为造价较低，因此容量远比内存大，但速度要慢很多。CPU存、取外部存储器的数据时，都必须将数据先调入内部存储器，所以内部存储器是计算机数据交换的中心。

4.输入设备

输入设备是指向计算机输入信息的设备，它的任务是向计算机提供原始的信息，如文字、图形、声音等，并将其转换成计算机能识别和接收的信息形式送入存储器中。常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、手写笔、触摸屏、话筒、摄像头等。

5.输出设备

输出设备是指从计算机中输出人可以识别的信息的设备。它的功能是将计算机处理的数据、计算结果等内部信息，转换成人们习惯接受的信息形式，然后将其输出。常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪和音箱等。