二、电子计算机的结构
谈到电子计算机的结构,大家一定张口即来:硬件和软件。下面我们分别谈谈硬件和软件。
- 硬件
计算机的硬件包括两大部分:主机部分和外部设备。主机部分即指运算器、内贮存器和控制器;外部设备则由输入装置、输出装置和外存贮器组成。
运算器 我们每个人都有运算能力,计算机内部也有一个能进行运算的器件,即运算器。计算机的运算器既聪明又愚蠢。说它聪明,是因为它的运算速度奇快无比,每秒钟上亿次已经不在话下。可它却又是愚蠢的,因为运算器只会做加法运算,而且只能一个数一个数地机械相加,比如算 27+16, 它必须先数出 27 个数,再数出 16 个数,两堆数合在一起又从头数,得出结果 43。方法很笨,可它数得快,每秒数上亿次,故只需 0.01 秒即可轻松得出答案。你或许会问:那么那些复杂运算怎么办呢?别着急,计算机自有办法,让它算 7—5,它将其变成 7+(-5);让它算 4×3,它可以将其变看成4+4+4;算 6÷3,就变成 6+(-2)+(-2)⋯⋯其它复杂运算也同样化成加法运算,愚蠢的机器就聪明起来了。
内存贮器 内存贮器是衡量电子计算机性能好坏的标准之一,其容量越大,解决问题的能力越强。
目前计算机的内存贮器主要是半导体存贮器。如果将其看成一个旅馆, 其中有许多房间,则每个存储单元相当于一个房间。它可以存储字节,也可以空着。存储容量表示存贮器中能放的字节数,其大小标志着电子计算机记忆能力的强弱。存贮器的记忆力是很强的,美国科学家曾成功地在一块方糖那么大的存储器上存放 1000 亿个数据。
电子计算机存贮器的作用可谓举足轻重,一旦损坏,整个机器则如一堆废铁,无法使用。
控制器 控制器是电子计算机的“神经中枢”,它完全类似于人类的神经系统。它可以对每一条信息进行分析和判断,并发出各种控制信号协调电子计算机各个部件的工作。比如说,计算机接受运算命令“1 十 2×3”,控制器将它存入存贮器,然后根据先乘除后加减的原则取出 2 和 3,放入运算器相乘——也即相加,得出答案 6 放在运算器中,再从存贮器中取出 1 与 6
相加得答案 7 放入存贮器,最后控制器命令输出设备将结果输出。大家可以看出,没有控制器,计算机不可能正常工作。
一般我们将内存贮器、运算器和控制器合称中央处理机。以上三种均属主机部分,接下来讲一讲外部设备。
输入、输出设备 输入设备是电脑的感觉器官,它负责将计算机所需的信息输入计算机,常见的有键盘、鼠标和光笔。其中键盘是最常用的,键盘上有几十个键,上标各种字母或数字等,按动这些键可以向计算机发命令。鼠标器则是将之在桌上移动并按动控制键在屏幕上发命令。至于光笔则可以直接在屏幕上绘画或写字。
电子计算机的输出设备包括显示器、打印机等。显示器大家比较熟悉, 外形类似于电视机,可以在屏幕上显字符或图形。打印机则如同一只开口的箱子,口中可以吐出写着字符或图形的一条条纸带。
外存贮器 电子计算机的外存贮器主要是磁盘、光盘磁带机、磁鼓等。将磁盘放在磁盘存贮器上,通过磁头工作可进行人与电脑的信息交流,
即“读”与“写”。磁盘的存储容量相当大,一张普通磁盘可存入约几千本书的信息量。但相比之下光盘则更加神奇,一张光盘存储的信息量是同尺寸软盘信息量的几百甚至上千倍。至于磁鼓,由于它体积庞大,极为笨重,基本上被淘汰。
- 软件
我们在操作计算机时给计算机发的指令叫程序,电子计算机的整个程序系统叫软件。软件又分两大类:应用软件和系统软件。
计算机现在还听不懂语言(尽管已发布了语言识别系统,但现在技术水平还不够高,只能与键盘配合使用),要使计算机执行人发出的命令,必须找到一种人机共用的语言,人类采取了一种机器语言——二进制。
二进制是一种计数的方法,逢二进一,它的运算规律极其简单,0+0=0; 1+0=1;0 十 l=1;1 十 1=10;这样计算机内部的操作自然也简单。然而,计算机只懂自己的这种语言,而这种语言难学且难记,所以人们又创造了高级语言,如 BASIC 语言、C 语言等,一般使用电脑的人学会高级语言就可以了。
接下来给大家介绍一下一种极特殊的软件:计算机病毒。病毒这个词大家一定不陌生,但计算机病毒是怎么回事,大家恐怕就不甚了解了。计算机病毒的定义是:能够自我复制的恶意软件。
大家一定很奇怪,在这个冰冷的机器世界中怎么会产生“病毒”呢?当然,罪魁祸首还是人类。最早的病毒是谁制造的,早已不得而知,但它产生之后传播之快,令世人震惊。
计算机病毒与医学上的病毒是两个完全不同的概念。它是一种程序,是一种起破坏作用的计算机程序或指令。但它与医学上的病毒颇有相似之处, 它感染计算机后很有隐蔽性且有潜伏期,一旦满足了一定条件,它会按设计者预先设定的指令大闹一场,使计算机内存的数据或命令遭到破坏,且它的传染性极强,可以不断自我复制并通过各种途径传播向别的计算机,危害巨大。
计算机病毒的种类数不胜数,它们的程序内容少、小巧玲珑,极易感染计算机。以下是几种较常见的病毒:
星期天病毒:在电脑认定的星期天发作,屏幕显示“今天星期日,何必那么辛苦”,而后则清除掉计算机的全部内存。
“磁盘杀手”病毒:是一种比较恶性的病毒,传染范围较广,当病毒发作时屏幕显示“当磁盘杀手工作时,请不要关机或拿开磁盘”。几秒钟后,
病毒将磁盘上信息全部删除,屏幕显示“现在可以关机了,祝你好运。” “蠕虫”病毒:美国一青年制造的“蠕虫”病毒曾将美国大大折腾了一
下。他制造病毒是出于恶作剧,此病毒使计算机工作起来极为缓慢甚至瘫痪。此次事件导致美国最大的计算机网络瘫痪了 24 小时,经济损失巨大。
病毒种类虽然多,但其危害主要有以下几种:破坏存储数据;改变磁盘中心存储内容和数据;降低运行速度至停止工作;干扰用户工作。
计算机病毒危害巨大,但“魔高一尺,道高一丈”,人类依然有办法整治它。为了防止它的传染,我们必须加强管理,软件不能随意外借,凡外来软件必须经过病毒检查才能使用,需要立电脑病毒防疫系统。对于病毒仅仅预防还不够,一旦染上病毒,还需要杀毒软件,现在人们已经研制出很多种类的软件,它可以在病毒造成危害之前将它查出并杀灭。如常用的 kill 软件。
尽管如此,要在近期内消灭计算机病毒是不可能的,和计算机病毒的斗争将是一个长期而艰难的过程。