第二章：盘算机的构成

复习

• 第一章：需要一台盘算机，在研究其组成的方向上进行努力
  

TL;DR

• 盘算机由四大核心部分组成：输入装备、输出装备、存储器和运算器
  
• 盘算机内部采取二进制表示所有信息，包括数字、文字和指令等等
  
• 冯·诺依曼体系结构是今世盘算机的基础框架
  

正文

　　在了解了盘算机的诞生汗青后，我们来探索它的构成。站在设计者的角度思考：假如要设计一台盘算机，需要什么？
思考题

　　假设你是一名工程师，需要设计一台能自动解决数学问题的机器。这台机器需要：1）接收问题 2）进行盘算 3）输出结果。你会如何设计它的基本组成部分？

基本组成

　　一台盘算机需要具备以下基本功能：

• 输入功能：接收用户的数据和指令
  
• 存储功能：保存数据和中间盘算结果
  
• 运算功能：进行各种数学和逻辑运算
  
• 输出功能：展示盘算结果
  

　　今天的盘算机，这些部件分别是：

• 输入装备：键盘、鼠标、扫描仪等
  
• 存储器：内存、硬盘等
  
• 运算器：中央处理器（CPU）
  
• 输出装备：显示器、打印机等
  

　　固然以前装备没有这么好，输入输出装备大概只是简朴的灯泡，显像管等等。以后也许我们能看到全息影像，谁人时候玻璃也许就可以成为输出装备了。
盘算机体系结构

　　这些组成部分怎样协同工作？冯·诺依曼提出了一个基本框架：

• 采取二进制表示数据和指令
  
• 将步伐和数据同一存储
  
• 以运算器为中心
  
• 按照步伐顺序执行指令
  

　　这个框架被称为冯·诺依曼体系结构，至今还是盘算机设计的基础。
　　其中的有很多东西不知道，比如二进制、步伐、数据、运算器，不过不要紧，接下来的章节都会讲。
小结

知识点

• 盘算机的基本组成部分
  
• 二进制表示方法
  
• 冯·诺依曼体系结构
  
• 数据存储和处理方式
  

参考资料

• Wikipedia(zh)：冯·诺依曼体系结构：今世盘算机的基本架构
  

思考题答案（仅供参考）

　　一个基本的设计方案：需要输入装置（接收问题），中央处理单元（进行盘算），存储单元（保存中间结果），以及输出装置（显示结果）。这恰好对应了今世盘算机的基本组成。
协议

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封面图

设计师 | 南国微雪
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