计算机的功能组件

计算机：计算机是硬件和软件资源的组合，它们集成在一起并为用户提供各种功能。硬件是计算机的物理组件，如处理器、内存设备、显示器、键盘等，而软件是硬件资源函数运行所需的一组程序或指令。
有一些基本组件有助于计算机的工作周期，即输入-过程-输出周期，这些被称为计算机的功能组件。它需要一定的输入，处理输入并产生所需的输出。输入单元接受输入，中央处理单元处理数据，输出单元产生输出。内存单元在处理过程中保存数据和指令。

数字计算机：数字计算机可以定义为可编程机器，它读取作为指令传递的二进制数据，处理此二进制数据，并显示计算出的数字输出。因此，数字计算机是那些处理数字数据的计算机。

数字计算机功能组件的详细信息

• 输入单元：输入单元由连接到计算机的输入设备组成。这些设备接受输入并将其转换为计算机可以理解的二进制语言。一些常见的输入设备是键盘、鼠标、操纵杆、扫描仪等。
• 中央处理器（CPU）：输入设备将信息输入计算机后，处理器对其进行处理。 CPU被称为计算机的大脑，因为它是计算机的控制中心。它首先从内存中获取指令，然后解释它们以便知道要做什么。如果需要，可以从内存或输入设备中获取数据。此后 CPU 执行或执行所需的计算，然后将输出存储或显示在输出设备上。 CPU 具有三个主要组件，分别负责不同的功能——算术逻辑单元 (ALU)、控制单元 (CU) 和内存寄存器
• 算术和逻辑单元 (ALU)：顾名思义，ALU 执行数学计算并做出逻辑决策。算术计算包括加法、减法、乘法和除法。逻辑决策涉及比较两个数据项以查看哪个更大或更小或相等。
• 控制单元：控制单元协调和控制进出 CPU 的数据流，还控制 ALU、内存寄存器和输入/输出单元的所有操作。它还负责执行程序中存储的所有指令。它对获取的指令进行解码、解释并将控制信号发送到输入/输出设备，直到 ALU 和内存正确完成所需的操作。
• 内存寄存器：寄存器是 CPU 中的临时内存单元。这些用于存储处理器直接使用的数据。寄存器可以有不同的大小（16 位、32 位、64 位等），CPU 内部的每个寄存器都有特定的函数，例如存储数据、存储指令、存储内存中某个位置的地址等。用户寄存器可以由汇编语言程序员用来存储操作数、中间结果等。累加器 (ACC) 是 ALU 中的主寄存器，包含要在 ALU 中执行的操作的操作数之一。
• 内存：连接在 CPU 上的内存用于存储数据和指令，称为内部存储器 内部存储器分为许多存储位置，每个位置可以存储数据或指令。每个内存位置都具有相同的大小并具有一个地址。借助地址，计算机可以轻松读取任何内存位置，而无需搜索整个内存。当一个程序执行时，它的数据被复制到内存中并存储在内存中直到执行结束。内部存储器也称为主存储器或主存储器。这种存储器也称为RAM，即随机存取存储器。数据的访问时间与其在内存中的位置无关，因此这种内存也称为随机存取存储器（RAM）。阅读本文以了解不同类型的 RAM
• 输出单元：输出单元由与计算机连接的输出设备组成。它将来自 CPU 的二进制数据转换为人类可以理解的形式。常见的输出设备有显示器、打印机、绘图仪等。

功能组件之间的互连

计算机由接受输入的输入单元、处理输入的 CPU 和产生输出的输出单元组成。所有这些设备通过公共总线相互通信。总线是一条传输路径，由一组导线组成，数据或信息以电信号的形式通过这些导线从计算机中的一个组件传递到另一个组件。总线可以是三种类型——地址总线、数据总线和控制总线。

下图显示了各种功能组件的连接：

地址总线承载数据或指令的地址位置。数据总线将数据从一个组件传送到另一个组件，而控制总线则传送控制信号。系统总线是传送信号进出 CPU、主存储器和输入/输出设备的公共通信路径。输入/输出设备通过控制器电路与系统总线通信，这有助于管理连接到计算机的各种输入/输出设备。