电脑的工作原理(电脑的工作原理是什么)

技术员张哥 88 阅读 0 评论 11 点赞

大家好，今天来为大家分享电脑的工作原理的一些知识点，和电脑的工作原理是什么的问题解析，大家要是都明白，那么可以忽略，如果不太清楚的话可以看看本篇文章，相信很大概率可以解决您的问题，接下来我们就一起来看看吧！

本文目录

计算机的工作原理是什么
电脑的工作原理是什么啊大概
电脑的工作原理是什么

计算机的工作原理是什么

很多人都会用电脑，那么你知道吗我总结了一些资料，供大家参考!

计算机的基本原理是存贮程式和程式控制

预先要把指挥计算机如何进行操作的指令序列称为程式和原始资料通过输入装置输送到计算机记忆体贮器中。每一条指令中明确规定了计算机从哪个地址取数，进行什么操作，然后送到什么地址去等步骤。

计算机在执行时，先从记忆体中取出第一条指令，通过控制器的译码，按指令的要求，从存贮器中取出资料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记忆体中去。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。

o程式与资料一样存贮，按程式编排的顺序，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。这一原理最初是由美籍匈牙利数学家冯.诺依曼于1945年提出来的，故称为冯.诺依曼原理。

什么是计算机的工作原理

1、计算机系统的组成

微型计算机由硬体系统和软体系统组成。

硬体系统：指构成计算机的电子线路、电子元器件和机械装置等物理装置，它包括计算机的主机及外部装置。

软体系统：指程式及有关程式的技术文件资料。包括计算机本身执行所需要的系统软体、各种应用程式和使用者档案等。软体是用来指挥计算机具体工作的程式和资料，是整个计算机的灵魂。

计算机硬体系统主要由运算器、控制器、储存器、输入装置和输出装置等五部分组成。

2、计算机的工作原理

1冯?诺依曼原理

“储存程式控制”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“储存程式控制”原理的基本内容

①采用二进位制形式表示资料和指令。

②将程式资料和指令序列预先存放在主储存器中程式储存，使计算机在工作时能够自动高速地从储存器中取出指令，并加以执行程式控制。

③由运算器、控制器、储存器、输入装置、输出装置五大基本部件组成计算机硬体体系结构。

3计算机工作过程

第一步：将程式和资料通过输入装置送入储存器。

第二步：启动执行后，计算机从储存器中取出程式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，将储存单元中存放的操作资料取出送往运算器进行运算，再把运算结果送回储存器指定的单元中。

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装置输出。

指令

指令是用来规定计算机执行的操作和操作物件所在储存位置的一个二进位制位串。

指令的格式

一条指令由操作码和地址码两部分组成。例如二地址指令格式如下：操作码地址码1地址码2操作码：用来指出计算机应执行何种操作的一个二进位制程式码。具体说明指令的性质或功能，每条指令只有一个操作码。例如，加法、减法、乘法、除法、取数、存数等各种基本操作均有各自相应的操作码。地址码:指出该指令所操作处理的物件称为运算元所在储存单元的地址。包括著运算元的来源，结果的去向或下一条指令的地址等资讯，不同指令中地址码的个数可以不一样。

指令系统

定义一台计算机所能识别并执行的全部指令的***，称为该台计算机的指令系统。指令系统中有数以百计的不同指令。

指令的分类:

1，资料传送指令：用于把储存器或暂存器中的某个运算元复制到指定的储存单元或暂存器中去。

例如：MOVCL,05H

解释：将05H储存到暂存器CL中

2，算术运算指令：用于完成两个运算元的加、减、乘、除等各种算术运算。

例如：CX=0029H，SI=04EDH，执行指令ADDSI,CX之后

将暂存器SI中储存的数04EDH和暂存器CX中储存的数0029H相加，

并把结果存在暂存器SI中

验算过程如下：

0029H

+04EDH

0516H

结果SI=0516H

3，逻辑运算指令：用于完成两个运算元的逻辑加、逻辑乘、按位加等各种逻辑运算。

例如：按位求反指令

BL=FBH,执行指令NOTBL后，

BL=111110112

取反后BL=000001002=04H

4，移位运算指令：用于完成指定运算元的各种型别的移位操作。

5，位与位串操作：计算机中越来越重视非数值资料的操作，包括位与位串的装入、储存、传送比较、重复执行等，也可包括位串的插入、型存取。

6，控制与转移指令：通常程式中的指令多数是依次序一条条的顺序执行，但根据指令执行的结果，也可以跳到其他指令或其他程式段去执行。具有这种功能的就是各种型别的转移指令。

7，输入/输出指令：在微机中，往往把输入/输出装置中与主机可交换资料的暂存器称为I/O埠。同时，把各个I/O埠统一编址。使用输入/输出指令，就可以去存取各种外部装置的I/O埠，实现资料的输入/输出。

8，其它指令：包括各种处理器控制指令，它们往往由作业系统专用。

相容性问题

每种CPU都有自己独特的指令系统，用某一类计算机的机器语言编制的程式难以在其他各类计算机上执行，这个问题称之为指令不相容。向下相容：如586机器语言向下相容486机器语言程式。

指令精简问题精简指令系统计算机RISC。

--------------------------------------------------------------------------------

程式

为解决某一问题而设计的一系列指令称为程式。程式和相关资料存放在储存器中，计算的工作就是执行存放在储存器中的程式。计算机执行程式的过程就是一条一条地执行指令的过程。

程式的执行又自动地控制着整个计算机的全部操作。这就是50年前美国数学家冯·诺依曼提出的程式储存和程式控制的思想。这也是目前计算机的基本工作方式。

指令的执行

一条指令的执行过程大体如下：

1指令预取部件向指令快存提取一条指令，若快存中没有，则向汇流排介面部件发出请求，要求访问储存器，取得一条指令;

2汇流排介面部件在汇流排空闲时，通过汇流排从储存器中取出一条指令，放入快存和指令预取部件;

3指令译码部件从指令预取部件中取得该指令，并把它翻译成起控制作用的微码;

4地址转换与管理部件负责计算出该指令所使用的运算元的有效实体地址，需要时，请求汇流排介面部件，通过汇流排从储存器中取得该运算元;

5执行单元按照指令操作码的要求，对运算元完成规定的运算处理，并根据运算结果修改或设定处理器的一些状态标志;

6修改地址转换与管理部件中的指令地址，提供指令预取部件预取指令时使用。

Pentium处理器中的流水线过程

由于Pentium中有两个整数ALU，所以它能同时执行两条流水线，这种结构称为“超标量结构”Superscalar。

电脑的工作原理是什么啊大概

电脑其实只是电脑的硬件部份，完整的电脑系统应该是硬件（英文名叫hardware）和软件（英文名叫software）的统一，就象录像机和VCD机，它们本身只是一个塑料和金属片堆积起来的部件，如果没有录像带和VCD碟片，以及设定在机器内的控制程序，录像机和VCD机纯粹就是一堆废塑料和金属片，一点用处都没有。同样，没有运行在硬件基础之上的各种软件，电脑也是一堆废铁。

因此，在认识了电脑的家之后，我们花点时间了解一下电脑软件的相关知识，从而概貌性地掌握电脑工作的基本原理。这对于后面操作系统和应用软件的学习，会很有帮助。

我们现在就去探究一下，电脑到底是怎样工作的？

一、电脑原理概述

前面我们已经提过，电脑的工作原理跟电视机、VCD机差不多，您给它发一些指令，它就会按您的意思执行某项功能。不过，您可知道，这些指令并不是直接发给您要控制的硬件，而是先通过前面提过的输入设备，如键盘、鼠标，接收您的指令，然后再由中央处理器（CPU）来处理这些指令，最后才由输出设备输出您要的结果。

现在，让我们用一道简单的计算题来回想一下人脑的工作方式。

题目很简单：8+8÷4=？

首先，我们得用笔将这道题记录在纸上，记在大脑中，再经过脑神经元的思考，结合我们以前掌握的知识，决定用四则运算规则和九九乘法口诀来处理，先用脑算出8÷4=2这一中间结果，并记录于纸上，然后再用脑算出8+2=10这一最终结果，并记录于纸上。

通过做这一简单运算题，我们发现一规律：首先通过眼、耳等感觉器官将捕捉的信息输送到大脑中并存储起来，然后对这一信息进行加工处理，再由大脑控制人把最终结果，以某种方式表达出来。

电脑正是模仿人脑进行工作的（这也是“电脑”名称的来源），其部件如输入设备、存储器、运算器、控制器、输出设备等分别与人脑的各种功能器官对应，以完成信息的输入、处理、输出。

二、硬件和软件的概念

在前面我们介绍了电脑是什么样的，及电脑内部是怎样组成的，这些都是我们能够实实在在地“看到”的东西或设备，那些构成电脑的看得见摸得着的东西，如元器件、电路板、零部件等物理实体和物理装置，我们把这些设备都叫做电脑硬件。一个电脑系统中只有硬件是不够的，因为它不能为我们做任何事情，只有在电脑系统中添加了相应的软件后，电脑才能发挥它巨大的作用，才能实现我们所要求的目的。给硬件配备“思想”即指挥它如何工作的软件就使它成为令我们惊奇的电“脑”。

所谓软件，就是安装或存储在电脑中的程序，有时这些软件也存储在外存储器上，如光盘或软盘上。我们所知道的软件有：Windows98、Office97办公软件、金山词霸、幸福之家、超级解霸等等。

我们可以通过一些例子，来进一步理解软件、硬件的概念。比如：我们经常使用的VCD碟片，就这张碟片本身来说，它只是一个硬件，用来播放VCD的影碟机也是一个硬件，而存储在碟片上的图象和音乐就是软件。

软件可分为系统软件和应用软件，象Windows98这样的软件（也叫做操作系统）就是系统软件，而象“金山词霸2000”这样的软件就是应用软件。

通过了解软件、硬件的概念，我们也就知道了它们之间的关系，那就是，硬件和软件是相互依存的，硬件为软件提供了物质基础，也就是说软件离开了相应硬件的支持，是无法发挥其作用的，而只有有了软件的支持，也才能使硬件有了用武之地。但是，并不是有了某种硬件就能运行所有的软件，也不是有了某个软件就能在所有的硬件上运行，这就是电脑中很普遍的兼容性问题。

电脑的硬件和软件是相辅相成的。它们共同构成完整的电脑系统，缺一不可，没有软件的电脑等于一堆废铜烂铁，无任何作用；同样，没有硬件，软件也就如无源之水，尤如空中楼阁。它们只有相互配合，电脑才能正常运行。

三、基本输入输出系统

首先，我们介绍一下裸机的概念，简单的说，裸机即是电脑硬件的组合，也就是大家平时所说的电脑。一般情况下，我们不能直接操作裸机，必须通过一个叫做“基本输入输出系统”的软件系统（英文为BasicInput/OutputSystem，简称BIOS），才能操作控制裸机，之所以这样称呼它，是因为它提供了最基本的计算机操作功能，如在屏幕上显示一点，接收一个键盘字符的输入等。

基本输入输出系统对电脑来说是非常重要的，这个系统的作用直接影响电脑的能否使用。同时几乎所有电脑功能最终都是分解为一个个简单的基本输入输出操作来实现。辟如画一幅风景，就是由一系列不同颜色和亮度点的基本输入输出操作来完成。

基本输入输出系统存放在主板的只读存储器（英文为ReadOnlyMemory，简称ROM）芯片中，平时不可修改，也没必要修改，但恶性计算机病毒除外，1999年4月26日席卷全球的CIH病毒就破坏了相当一部份电脑的BIOS系统，弄得大家只好找专家才能修复。

四、操作系统的概念

在基本输入输出系统的外面，才是我们平常念叨的Windows98或Windows2000系统，在电脑界，这些软件又叫操作系统（OperatingSystem简称OS），专门负责管理计算机的各种资源，并提供操作电脑所需的工作界面。有了它们，人们才可以方便自如地使用电脑。正是由于操作系统的飞速发展，才使计算机的使用从高度专业化的技术人员手中，走向了广大普通用户手中，同样也正是由于操作系统的飞速发展，才使得计算机的应用出现了多姿多彩的今天。操作系统是管理计算机软硬件资源的一个平台，没有它，任何计算机都无法正常运行。在个人电脑发展史上，出现过许多不同的操作系统，其中最为常用的有五种：DOS、windows、Linux、Unix/Xenix、OS/2，下面分别介绍这五种电脑操作系统的发展过程和功能特点。

DOS操作系统

从1981年问世至今，DOS经历了7次大的版本升级，从1.0版到现在的7.0版，不断地改进和完善。但是，DOS系统的单用户、单任务、字符界面和16位的大格局没有变化，因此它对于内存的管理也局限在640KB的范围内。

DOS最初是为IBM-PC开发的操作系统，因此它对硬件平台的要求很低，即使对于DOS6.22这样的高版本DOS，在640KB内存、40MB硬盘、80286处理器的环境下也可正常运行，因此DOS系统既适合于高档电脑使用，又适合于低档电脑使用。

常用的DOS有三种不同的品牌，它们是Microsoft公司的MS-DOS、IBM公司的PC-DOS以及Novell公司的DR_DOS，这三种DOS都是兼容的，但仍有一些区别，三种DOS中使用最多的是MS-DOS。

DOS系统一个最大的优势是它支持众多的通用软件，如各种语言处理程序、数据库管理系统、文字处理软件、电子表格。而且围绕DOS开发了很多应用软件系统，如财务、人事、统计、交通、医院等各种管理系统。鉴于这个原因，尽管DOS已经不能适应32位机的硬件系统，但是仍广泛流行，而且在未来的几年内也不会很快被淘汰。

windows系统

windows是Microsoft公司在1985年11月发布的第一代窗口式多任务系统，它使PC机开始进入了所谓的图形用户界面（GUI：GraphicUserInterface）时代。在图形用户界面中，每一种应用软件（即由windows支持的软件）都用一个图标（Icon）表示，用户只需把鼠标移到某图标上，双击该图标即可进入该软件应用窗口，这种界面方式为用户提供了很大的方便，把计算机的使用提高到了一个新的阶段。

windows1.X版是一个具有多窗口及多任务功能的版本，但由于当时的硬件平台为PC/XT，速度很慢，所以windows1.X版本并未十分流行。1987年底Microsoft公司又推出了MS-windows2.X版，它具有窗口重叠功能，窗口大小也可以调整，并可把扩展内存和扩充内存作为磁盘高速缓存，从而提高了整台计算机的性能，此外它还提供了众多的应用程序：写字板Write、记事本Notepad、计算器Calculator、日历Calendar……等。随后在88年、89年又先后推出了MS-windows/286-V2.1和MS-windows/386V2.1这两个版本。

1990年，Microsoft公司推出了windows3.0，它的功能进一步加强，具有强大的内存管理，且提供了数量相当多的windows应用软件，因此成为386、486微机新的操作系统标准。随后，windows发表3.1版，而且推出了相应的中文版。3.1版较之3.0版增加了一些新的功能，受到了用户欢迎，是当时最流行的windows版本。其中文版为windows3.2。

1995年，Microsoft公司推出了windows95（也称为Chicago或windows4.0）。在此之前的windows都是由DOS引导的，也就是说它们还不是一个完全独立的系统，而windows95是一个完全独立的系统，并在很多方面作了进一步的改进，还集成了网络功能和即插即用（PlugandPlay）功能，是一个全新的32位操作系统。

1998年，Microsoft公司推出了windows95的改进版windows98，windows98的一个最大特点就是把微软的Internet浏览器技术整合到了windows95里面，使得访问Internet资源就像访问本地硬盘一样方便，从而更好地满足了人们越来越多的访问Internet资源的需要。

windows98是目前实际使用的主流操作系统。

近来，有关windows2000的宣传是越来越多，说到windows2000，我们不能不提一下Microsoft公司的另一个产品----windowsNT系统（NT是NewTechnology即新技术的缩写），windowsNT是真正的32位操作系统，与普通的windows系统不同，它主要面向商业用户，有服务器版和工作版之分，按原计划，Microsoft公司准备在1999年将最新的工作站版本NT5.0和普通的windows98统一为一个完整的操作系统，即windows2000Professional，这样，无论对商业用户还是普通个人用户，以后Microsoft公司就只有一个windows操作系统了。

Linux系统

Linux是当今电脑界一个耀眼的名字，它是目前全球最大的一个自由免费软件，其本身是一个功能可与Unix和windows相媲美的操作系统，具有完备的网络功能。

Linux最初由芬兰人LinusTorvalds开发，其源程序在Internet网上公开发布，由此，引发了全球电脑爱好者的开发热情，许多人下载该源程序并按自己的意愿完善某一方面的功能，再发回网上，Linux也因此被雕琢成为一个全球最稳定的、最有发展前景的操作系统。曾经有人戏言：要是比尔·盖茨把windows的源代码也作同样处理，现在windows中残留的许多BUG（错误）早已不复存在，因为全世界的电脑爱好者都会成为windows的义务测试和编程人员。

Linux操作系统具有如下特点：

1．它是一个免费软件，您可以自由安装并任意修改软件的源代码。

2．Linux操作系统与主流的UNIX系统兼容，这使得它一出现就有了一个很好的用户群。

3．支持几乎所有的硬件平台，包括Intel系列，680x0系列，Alpha系列，MIPS系列等，并广泛支持各种周边设备。

目前，Linux正在全球各地迅速普及推广，各大软件商如Oracle、Sybase、Novell、IBM等均发布了Linux版的产品，许多硬件厂商也推出了预装Linux操作系统的服务器产品，当然，PC用户也可使用Linux。另外，还有不少公司或组织有计划地收集有关Linux的软件，组合成一套完整的Linux发行版本上市，比较著名的有RedHat(即红帽子)、Slackware等公司。目前较为流行的版本有RedHatLinux、红旗Linux等。虽然，现在说Linux会取代Unix和windows还为时过早，但一个稳定性、灵活性和易用性都非常好的软件，肯定会得到越来越广泛的应用。

Unix系统

Unix系统是1969年问世的，最初是在中小型计算机上运用。最早移植到80286微机上的Unix系统，称为Xenix。Xenix系统的特点是短小精干，系统开销小，运行速度快。经过多年的发展，Xenix已成为十分成熟的系统，最新版本的Xenix是SCOUnix和SCOCDT。当前的主要版本是Unix3.2V4.2以及ODT3.0。

Unix是一个多用户系统，一般要求配有8M以上的内存和较大容量的硬盘。

OS/2系统

1987年IBM公司在激烈的市场竞争中推出了PS/2（PersonalSystem/2）个人电脑。PS/2系列电脑大幅度突破了现行PC机的体系，采用了与其它总线互不兼容的微通道总线MCA，并且IBM自行设计了该系统约80%的零部件，以防止其它公司仿制。

OS/2系统正是为PS/2系列机开发的一个新型多任务操作系统。OS/2克服了DOS系统640KB主存的限制，具有多任务功能。OS/2也采用图形界面，它本身是一个32位系统，不仅可以处理32位OS/2系统的应用软件，也可以运行16位DOS和windows软件。

OS/2系统通常要求在4MB内存和100MB硬盘或更高的硬件环境下运行。

五、应用软件的概念

顾名思义，应用软件即是提供某种特定功能的软件，如现在您使用的《WPS2000》、《WORD97》等，它们一般都运行在操作系统(如Windows98)之上，由专业人员根据各种需要开发。我们平时见到和使用的绝大部分软件均为应用软件，如杀毒软件，文字处理软件，学习软件，游戏软件，上网软件等等。

到现在我们会发现，电脑的组成非常象我们人及人的行为：电脑的主机就类似与我们的大脑，因为，我们人是用大脑在思考问题进行运算的，同时我们的大脑还能记忆很多我们所遇见过的和学习过的东西。这也是为什么叫做电脑的原因；电脑的外设就类似与人的眼、耳、四肢等，以及我们用来记录所发生的事情或要做的事情的笔记本。但电脑与人有本质的不同，这就是电脑永远是由人来控制的，是帮助人进行脑力劳动的工具。