到现在你还不知道计算机硬软件嘛？要不要了解一下-Toy模板网

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ps：本文章的图片内容来源都是来自于湖科大教书匠高老师的视频，声明：仅供自己复习，里面加上了自己的理解

这里附上视频链接地址：1-3 计算机硬件_哔哩哔哩_bilibili

从20世纪40年代中期至今。尽管计算机的硬件技术经历了电子管、晶体管、集成电路和超大规模集成电路等多个发展阶段。但是，当今大多数通用计算机仍然符合冯诺伊曼计算机的主要设计思想

世界上第一台实用的电子数字计算机ENIAC，采用的是十进制，并且没有内存储器，需要通过旋钮、开关和接插线的不同位置来表示程序。

在ENIAC上设置一个使用程序往往需要几天甚至几周的时间。如非必要，使用者很少愿意修改它。

因此，尽管ENIAC是通用的。却总在一段时间内只专用于某个问题啊，比如弹道计算。它的通用价值被大大削弱了。

如果频繁的设置不同程序。机器在很大一部分时间里会处于设置程序的过程而无法运行。它的高速性能又被大大浪费了

在ENIAC的总体设计已经完成并进入硬件实现阶段时。来自曼哈顿计划的冯诺伊曼啊，曼哈顿计划就是美国的原子弹计划，加入了由莫克利和艾克特为主要负责人的ENIAC团队，一起讨论对它的改进，他们想到，程序能不能通过穿孔介质输入之后，长期贮存在机器内部的存储器中呢？

1944年，在ENIAC还未建成之际，研制一台可以存储程序的新机器的申请就提交到了美国军方。军方很快就同意了这个项目，并提供10万美元的预算，这台新机器名叫电子离散变量自动计算机。其英文缩写词为EDVAC啊，也称为EDVAC，尽管这个方案主要是默克利和艾克特的想法，但冯诺伊曼对EDVAC做了更抽象的提炼。

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1945年6月，在一趟返回洛斯阿拉莫斯国家实验室的列车上。冯诺依曼写出了那篇长达101页、影响计算机历史走向的EDVAC报告书的第一份草案。这份草案不仅详细描述了EDVAC的设计，还为现代计算机的发展指明了道路。

冯诺依曼计算机的主要特点如下

1.构成程序的指令和数据均采用二进制表示

2.指令和数据存放在存储器中，按地址访问

3.指令在存储器中按顺序存放，一般情况下，指令是顺序执行的

4.指令由操作码和地址码组成：

操作码用来表示执行何种操作

地址码用来表示操作数在存储器中的位置

5.机器以运算器为中心，输入输出设备与存储器间的数据传送通过运算器完成

6.基于上述特点，计算机硬件由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成。

✨这是冯诺伊曼计算机硬件的五大部件，我们用实线箭头表示数据线，用虚线箭头表示控制线和反馈线。可以看到，控制器与其他四个部件之间都通过控制线和反馈线相连。这是因为这些部件需要在控制器的控制下协调工作。控制器通过控制线给其他部件发送控制信号。命令这些部件执行相应的任务，而其他部件通过反馈线将自身状态和任务完成情况反馈给控制器。

✨例如，在控制器的控制下，将用户信息通过输入设备，运算器，存放到存储器中。

✨又例如，在控制器的控制下，将存储器中的信息通过运算器，输出设备进行输出。

✨从运算器的名称，我们不难想象其任务是进行运算，但是冯诺伊曼计算机的这种以运算器为中心的结构会造成每次输入输出操作都需要运算器的参与，这将浪费很多可以用于运算的时间，这里需要提一下的是，输入输出操作可简称为I/O操作。相应的输入输出设备和简称为I/O设备，

为了克服冯诺依曼计算机以运算器为中心的结构所带来的缺点。现代计算机一般以存储器为中心。我们用实线箭头表示数据线。用虚线箭头表示控制线和反馈线。可以看到，现代计算机以存储器为中心的结构，可以让IO设备直接与存储器交换数据。这样就提高了整体效率。

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✨接下来我们进一步介绍一下计算机硬件的五大部件的功能。输入设备的功能是将人们熟悉的信息形式转换为计算机能够识别的信息形式。常见的有键盘、鼠标、扫描仪、摄像头等。

输出设备的功能是将计算机的运算结果转化为人们熟悉的信息形式，常见的有显示器、打印机等。

✨存储器分为主存储器和辅助存储器，主存储器，用于存放程序和数据。可以直接与CPU交换信息，又称为内存储器，简称内存或主存，也就是我们装机时的内存条。

辅助存储器，用于帮助储存，存储更多的信息，又称为外部存储器。简称外存或辅存，例如机械硬盘、固态硬盘等，需要注意的是，储存中的信息必须调入主存后才能被CPU访问。

运算器的核心是算术逻辑单元，其英文缩写词为ALU，从其名称不难看出，算术逻辑单元ALU的主要功能是进行算术运算和逻辑运算，算术运算：加减乘除，逻辑运算：与或非异或等

✨控制器的核心是控制单元，其英文缩写词为CU。从其名称不难看出，控制单元CU的主要功能是用于解释存储器中的指令，并发出各种操作命令来执行指令

另外，IO设备也受CU控制，用于完成相应的输入输出操作。

需要说明的是。运算器除了包含算术逻辑单元ALU这个核心外，还包含了一些相关寄存器。

控制器除了包含控制单元CU这个核心外，也包含了一些相关寄存器。

✨另外，由于运算器和控制器在逻辑关系和电路结构上联系十分紧密。在大规模集成电路制作工艺出现后，这两大部件往往被集成在同一颗芯片上。成为中央处理器。英文缩写词，就是我们熟悉的CPU。

✨通过之前的介绍，我们知道存储器分为主存储器，也就是内存和辅助存储器，也就是外存。我们可将CPU与内存合起来，成为主机。

✨而输入设备和输出设备和简称为I/O设备。I/O设备与外存可称为外部设备。