電腦工作原理是什么?

就是在中央處理器旁邊加了一個(gè)內(nèi)部存儲(chǔ)器。這個(gè)模型的好處在于。先打個(gè)比方說，如果老師讓你心算一道簡單題，你肯定毫不費(fèi)勁就算出來了，可是如果老師讓你算20個(gè)三位數(shù)相乘，你心算起來肯定很費(fèi)力，但如果給你一張草稿紙的話，你也能很快算出來。

　　可能你會(huì)問這和電腦有什么關(guān)系？其實(shí)電腦也是一樣，一個(gè)沒有內(nèi)部存儲(chǔ)器的電腦如果讓它進(jìn)行一個(gè)很復(fù)雜的計(jì)算，它可能根本就沒有辦法算出來，因?yàn)樗拇鎯?chǔ)能力有限，無法記住很多的中間的結(jié)果，但如果給它一些內(nèi)部存儲(chǔ)器當(dāng)“草稿紙”的話，電腦就可以把一些中間結(jié)果臨時(shí)存儲(chǔ)到內(nèi)部存儲(chǔ)器上，然后在需要的時(shí)候再把它取出來，進(jìn)行下一步的運(yùn)算，如此往復(fù)，電腦就可以完成很多很復(fù)雜的計(jì)算。

　　隨著時(shí)代的發(fā)展，人們越來越感到電腦輸入和輸出方式的落后，改進(jìn)這兩方面勢在必行。在輸入方面，為了不再每次扳動(dòng)成百上千的開頭，人們發(fā)明了紙帶機(jī)。紙帶機(jī)的工作原理是這樣的，紙帶的每一行都標(biāo)明了26個(gè)字母、10個(gè)數(shù)字和一些運(yùn)算符號(hào)，如果這行的字母A上面打了一個(gè)孔，說明這里要輸入的是字母A，同理，下面的行由此類推。這樣一個(gè)長長的紙帶就可以代表很多的信息，人們把這個(gè)紙帶放入紙帶機(jī)，紙帶機(jī)還要把紙帶上的信息翻譯給電腦，因?yàn)殡娔X是看不懂這個(gè)紙帶的。

這樣雖然比較麻煩，但這個(gè)進(jìn)步確實(shí)在很大程度上促進(jìn)了電腦的發(fā)展。在發(fā)明紙帶的同時(shí)，人們也對輸出系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，用打印機(jī)代替了電腦面板上無數(shù)的信號(hào)燈。打印機(jī)的作用正好和紙帶機(jī)相反，它負(fù)責(zé)把電腦輸出的信息翻譯成人能看懂的語言，打印在紙上，這樣人們就能很方便地看到輸出的信息，再也不用看那成百上千的信號(hào)燈了。

　　不過人們沒有滿足，他們繼續(xù)對輸入和輸出系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。后來人們發(fā)明了鍵盤和顯示器。這兩項(xiàng)發(fā)明使得當(dāng)時(shí)的電腦和我們現(xiàn)在使用的電腦有些類似了，而且在些之前經(jīng)過長時(shí)間的改進(jìn)，電腦的體積也大大地縮小了。鍵盤和顯示器的好處在于人們可以直接向電腦輸入信息，而電腦也可以及時(shí)把處理結(jié)果顯示在屏幕上。

　　可是隨著人們的使用，逐漸又發(fā)現(xiàn)了不如意之處。因?yàn)槿藗円螂娔X輸入的信息越來越多，往往要輸入很長時(shí)間后，才讓電腦開始處理，而在輸入過程中，如果停電，那前面輸入的內(nèi)容就白費(fèi)了，等來電后，還要全部重新輸入。就算不停電，如果人們上次輸入了一部分信息，電腦處理理了，也輸出了結(jié)果；人們下一次再需要電腦處理這部分信息的時(shí)候，還要重新輸入。對這種重復(fù)勞動(dòng)的厭倦導(dǎo)致了電腦新的模型的產(chǎn)生。

　　這回的模型是這樣的：

　　這回增加了一個(gè)外部存儲(chǔ)器。外部存儲(chǔ)器的“外部”是相對于內(nèi)部存儲(chǔ)器來說的，在中央處理器處理信息時(shí)，它并不直接和外部存儲(chǔ)器打交道，處理過程中的信息都臨時(shí)存放在內(nèi)部存儲(chǔ)器中，在信息處理結(jié)束后，處理的結(jié)果也存放在內(nèi)部存儲(chǔ)器中?？墒侨绻@時(shí)突然停電，那些結(jié)果還會(huì)丟失的。內(nèi)部存儲(chǔ)器（或簡稱內(nèi)存）中的信息是靠電力來維持的，一旦電力消失，內(nèi)存中的數(shù)據(jù)就會(huì)全部消失。也正因?yàn)槿绱?，人們才在電腦模型中加入了外部存儲(chǔ)器，把內(nèi)存中的處理結(jié)果再存儲(chǔ)到外部存儲(chǔ)器中，這樣停電后數(shù)據(jù)也不會(huì)丟失了。

　　外部存儲(chǔ)器與內(nèi)存的區(qū)別在于：它們的存儲(chǔ)機(jī)制是不一樣的，外部存儲(chǔ)器是把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到磁性介質(zhì)上，所以不依賴于是否有電。這個(gè)磁性介質(zhì)就好比家里的歌曲磁帶，磁帶上的歌曲不管有沒有電都是存在的。當(dāng)時(shí)人們也是考慮到了磁帶這種好處，所以在電腦的外部存儲(chǔ)器中也采用了類似磁帶的裝置，比較常用的一種叫磁盤。

　　磁盤本來是圓的，不過裝在一個(gè)方的盒子里，這樣做的目的是為了防止磁盤表面劃傷，導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。

　　有了磁盤之后，人們使用電腦就方便多了，不但可以把數(shù)據(jù)處理結(jié)果存放在磁盤中，還可以把很多輸入到電腦中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到磁盤中，這樣這些數(shù)據(jù)可以反復(fù)使用，避免了重復(fù)勞動(dòng)。

　　可是不久之后，人們又發(fā)現(xiàn)了另一個(gè)問題，人們要存儲(chǔ)到磁盤上的內(nèi)容越來越多，眾多的信息存儲(chǔ)在一起，很不方便。這樣就導(dǎo)致了文件的產(chǎn)生。

　　這和我們?nèi)粘Ｉ钪械奈募行┫嗨?。我們?nèi)粘Ｉ钪械奈募怯梢恍┫嚓P(guān)信息組成，電腦的文件也是一樣。人們把信息分類整理成文件存儲(chǔ)到磁盤上，這樣，磁盤上就有了文件1、文件2……。

　　可是在使用過程中，人們又漸漸發(fā)現(xiàn)，由人工來管理越來越多的文件是一件很痛苦的事情。為了解決這個(gè)問題，人們就開發(fā)了一種軟件叫操作系統(tǒng)。

　　其實(shí)操作系統(tǒng)就是替我們管理電腦的一種軟件，在操作系統(tǒng)出現(xiàn)之前，只有專業(yè)人士才懂得怎樣使用電腦，而在操作系統(tǒng)出現(xiàn)之后，不管你是否是電腦專業(yè)畢業(yè)，只要經(jīng)過簡單的培訓(xùn)，你都能很容易地掌握電腦。

　　有了操作系統(tǒng)之后，我們就不直接和電腦的硬件打交道，不直接對這些硬件發(fā)號(hào)施令，我們把要的事情告訴操作系統(tǒng)，操作系統(tǒng)再把要作的事情安排給電腦去作，等電腦做完之后，操作系統(tǒng)再把結(jié)果告訴我們，這樣就省事多了。

　在操作系統(tǒng)出現(xiàn)之前，人們通過鍵盤給電腦下達(dá)的命令都是特別專業(yè)的術(shù)語，而有了操作系統(tǒng)之后，人們和電腦之間的對話就可以使用一些很容易懂的語言，而不用去死記硬背那些專業(yè)術(shù)語了。

　　操作系統(tǒng)不但能在電腦和人之間傳遞信息，而且字還負(fù)責(zé)管理電腦的內(nèi)部設(shè)備和外部設(shè)備。它替人們管理日益增多的文件，使人們能很方便地找到和使用這些文件；它替人們管理磁盤，隨時(shí)報(bào)告磁盤的使用情況；它替電腦管理內(nèi)存，使電腦能更高效而安全地工作；它還負(fù)責(zé)管理各種外部設(shè)備，如打印機(jī)等，有了它的管理，這些外設(shè)就能有效地為用戶服務(wù)了。

　　也正因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)這么重要，所以人們也在不斷地改進(jìn)它，使它的使用更加方面，功能更加強(qiáng)大。對于咱們現(xiàn)在使用的微機(jī)來說，操作系統(tǒng)主要經(jīng)歷了DOS、Windows 3.X、Windows95和Windows98這幾個(gè)發(fā)展階段。

　　在DOS階段，人們和電腦打交道，還是主要靠輸入命令，“你輸入什么命令，電腦就做什么，如果你不輸入，電腦就什么也不做”。在這一階段，人們還是需要記住很多命令和它們的用法，如果忘記了或不知道，那就沒有辦法了。所以說，這時(shí)的電腦還是大太好用，操作系統(tǒng)也處于發(fā)展的初級(jí)階段。Windows的出現(xiàn)在很大程度上彌補(bǔ)了這個(gè)不足，人們在使用Windows時(shí)，不必記住什么命令，只需要用鼠標(biāo)指指點(diǎn)點(diǎn)就能完成很多工作。而當(dāng)操作系統(tǒng)發(fā)展到Windows95之后，使用電腦就變得更加簡單。

　　現(xiàn)在我們來簡單總結(jié)一下上面我們講的一些內(nèi)容。經(jīng)過人們幾十年的努力，電腦的組成結(jié)構(gòu)已經(jīng)基本定型，現(xiàn)在我們?nèi)粘Ｊ褂玫奈C(jī)在硬件方面可以用下圖表示：這里CPU就是我們以前談到的中央處理器的英文縮寫，它和其它輔助電路構(gòu)成了電腦的核心。我們通過鍵盤和其它輸入設(shè)備輸入的信息經(jīng)過它的處理之后顯示在顯示器上。在信息處理過程中，CPU要和內(nèi)存頻繁地交換信息，在工作結(jié)束之后，還要把內(nèi)存中的數(shù)據(jù)保存在磁盤上。

　　上面說的是硬件的工作原理，那么在軟件上，我們又是如何使用電腦的呢？

　　在前面我們講過，我們可以通過操作系統(tǒng)給電腦布置工作，操作系統(tǒng)也可以把電腦的工作結(jié)果告訴我們?？墒遣僮飨到y(tǒng)的功能也不是無限的，實(shí)際上電腦的很多功能是靠多種應(yīng)用軟件來實(shí)現(xiàn)的。操作系統(tǒng)一般只負(fù)責(zé)管理好電腦，使它能正常工作。而眾多的應(yīng)用軟件才充分發(fā)揮了電腦的作用。但這些應(yīng)用軟件都是建立在操作系統(tǒng)上的，一般情況下，某一種軟件都是為特定的操作系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的，因?yàn)檫@些軟件不能直接和電腦交換信息，需要通過操作系統(tǒng)來傳遞信息。