计算机硬件和冯·诺依曼结构
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中文名
计算机
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外文名
computer
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别 名
电脑
计算机的全称是电子计算机，通常被称为计算机，是一种现代智能电子设备，可以根据程序自动、高速地处理大量数据。由硬件和软件组成的计算机称为裸机，没有安装任何软件。常见的型号有桌面计算机、笔记本计算机、更先进的计算机有生物计算机、光子计算机、量子计算机等。
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时 间
1946年
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第一台电脑
ENIAC（一说ABC）
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发明者
约翰·冯·诺依曼
计算机的学名是电子计算机，它是由早期的电子计算器开发的。1946年，世界上出现了第一台电子数字计算机。ENIAC用于计算弹道。它是由宾夕法尼亚大学莫尔电工学院制造的。晶体管电子计算机于1956年诞生，这是第二代电子计算机。只需几个较大的柜子即可容纳，运算速度也大大提高。第三代集成电路计算机出现于1959年。约翰是最初的计算机·冯·诺依曼发明(当时计算机的计算能力相当于现在的计算器)，有三个仓库那么大，然后逐渐发展。
1946年面世的“ENIAC它主要用于计算弹道。它由宾夕法尼亚大学莫尔电气工程学院制造，占地170多平方米，重量约30吨，耗电近150千瓦。显然，这种计算机成本高，使用不方便。这种说法在计算机基础教科书中广泛使用。事实上，根据美国最高法院1973年的裁定，最早的电子数字计算机应该是爱荷华州立大学物理系副教授约翰·阿坦那索夫及其研究生助理克利夫夫·贝瑞(Clifford E. Berry ，1918-1963年10月制造"ABC"(Atanasoff- Berry-Computer）。因为ENIAC1941年，一个叫莫克利的人抄袭了约翰·1946年，阿坦那索夫的研究成果申请了专利。因为ENIAC1941年，一个叫莫克利的人抄袭了约翰·阿坦那索夫的研究成果，并于1946年申请了专利。直到1973年，这个错误才被扭转。后来，为了纪念约翰和约翰·1990年，美国前总统布什授予约翰·美国最高科技奖阿坦那索夫——国家科技奖。
硬件系统
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电源 电源是计算机中不可缺少的供电设备，其功能是220V交流电转换为计算机中使用的5V、12V、3.3V直流电，其性能，直接影响其他设备的稳定性，然后影响整机的稳定性。便携式电脑为便携式电脑提供有效的电源。
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主板 主板，又称母板，安装在计算机主机箱内，是计算机最基本、最重要的部件之一，在整个计算机系统中起着重要的作用。硬件系统的稳定性取决于主板的制造质量。主板与CPU每系密切，每次CPU主板的重大升级必然导致主板的更换。主板是计算机硬件系统的核心，也是主机箱内最大的印刷电路板。主板的主要功能是传输各种电子信号，一些芯片也负责一些外围数据的初步处理。计算机主机中的所有部件都通过主板连接，计算机在正常运行时连接系统内存、存储设备等I/O主板必须完成设备的控制。计算机性能是否能充分发挥，硬件功能是否足够，硬件兼容性如何，都取决于主板的设计。主板的优劣在某种程度上决定了一台计算机的整体性能、使用年限以及功能扩展能力 。
主板采用开放式结构。主板上大多有6-15个扩展插槽供应PC插入机器外围设备的控制卡(适配器)。通过更换这些插卡，可以局部升级微机的相应子系统，使制造商和用户在配置模型时更加灵活。总之，主板在整个微机系统中起着重要的作用。可以说，主板的类型和等级决定了整个微机系统的类型和等级，主板的性能影响了整个微机系统的性能 。
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CPU
中央处理器（CPU），计算机中的核心配件是电子计算机的主要设备之一。其功能主要是解释计算机指令和处理计算机软件中的数据。CPU它是计算机中读取指令、翻译指令和执行指令的核心部件。中央处理器主要包括控制器和运算器两部分，包括高速缓冲存储器、数据和控制总线。电子计算机的三个核心部件是电子计算机CPU、内部存储器、输入/输出设备。处理指令、执行操作、控制时间、处理数据是中央处理器的主要功能。 在计算机系统结构中，CPU 是计算机的所有硬件资源(如存储器、输入输出单元) 控制部署和执行一般操作的核心硬件单元。CPU 它是计算机操作和控制的核心。计算机系统中所有软件层的操作最终将通过指令集映射CPU的操作。
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内存
在计算机的组成结构中有一个很重要的部分是存储器。它是用来存储程序和数据的部件。 对于计算机来说，只有有了存储器，才能有记忆功能，保证正常工作。 存储器有很多种。按其用途可分为主存储器和辅助存储器，主存储器又称内存储器(以下简称内存，港台称为记忆体)。 内存也叫主存CPU由半导体器件制成的可直接找址的存储空间。其特点是存取速度快。 与外存相比，内存是计算机的主要部件。 我们通常使用的程序，如：Windows操作系统、打字软件、游戏软件等。一般安装在硬盘等外存上，但不能使用其功能，必须转入内存才能真正使用其功能。 我们通常输入一段文本或玩一个游戏，实际上是在内存中进行的。例如，在研究中，书架和书柜相当于的存，我们工作的桌子相当于内存。 通常，我们在外存上永久保存和存储大量数据，并在内存上放置一些临时或少量的数据和程序。当然，内存的质量会直接影响计算机的运行速度。 内存是暂时存储程序和数据的地方。当我们使用它时WPS在处理手稿时，当您在键盘上输入字符时，它被存储在内存中。当您选择存盘时，内存中的数据将存储在硬（磁性）磁盘中。
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硬盘硬盘属于外部存储器。机械硬盘由金属磁盘或玻璃磁盘制成，磁盘具有记忆功能，因此存储在磁盘上的数据在启动或关闭时不会丢失。硬盘容量大，已达TB级，尺寸有3.5、2.5、1.8、1.0寸等，接口有IDE、SATA、SCSI等，SATA最普遍。移动硬盘是以硬盘为存储介质，强调便携性的存储产品。市场上绝大多数移动硬盘都是基于标准硬盘，只有少数是基于微硬盘（1.8英寸硬盘等。)，但价格因素决定了主流移动硬盘是基于标准笔记本硬盘。由于硬盘是存储介质，移动硬盘在数据读写模式和标准上IDE硬盘是一样的。多采用移动硬盘USB、IEEE1394等传输速度较快的接口，可以较高的速度与系统进行数据传输。由控制单元和存储单元制成的固态电子存储芯片阵列的硬盘（FLASH芯片组成。固态硬盘在产品外观和尺寸上与普通硬盘完全一致，但固态硬盘比机械硬盘快。
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声卡
声卡是多媒体计算机必不可少的硬件设备，其功能是将计算机中的声音数字信号转换成模拟信号，发送到扬声器上发出声音。
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显卡
显卡与显示器输出图形、文本，功能是转换计算机系统所需的显示信息，并向显示器提供扫描信号，控制显示器的正确显示，是连接显示器和个人计算机主板的重要组成部分，是人机对话的重要设备之一。
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网卡
网卡是工作在数据链路层的网络组件，是连接计算机和传输介质的局域网接口，不仅可以实现与局域网传输介质的物理连接和电信号匹配，还涉及帧发送和接收、帧包装和打开、介质访问控制、数据编码和解码、数据缓存功能等。网卡作为电脑和网线之间的桥梁，用于建立局域网并连接到Internet重要设备之一。
声卡、显卡、网卡部分或全部集成在主板上。
冯·诺依曼（John von Neumann）
匈牙利数学家、计算机科学家和物理学家是20世纪最重要的数学家之一。·诺依曼是布达佩斯大学的数学博士。他是现代计算机、博弈论、核武器和生化武器领域的科学全才之一。他被后人称为现代计算机之父和博弈论之父。 冯·诺依曼先后执教于柏林大学和汉堡大学，1930年前往美国，后入美国籍。 曾任普林斯顿大学教授、普林斯顿高等研究所教授，入选美国原子能委员会成员、国家科学院院士。早期以算子理论、共振论、量子理论、集合论等方面的研究而闻名·诺依曼代数。冯·第二次世界大战期间，诺依曼参与了曼哈顿计划，为第一颗原子弹的研制做出了贡献。 冯·1944年诺依曼和奥斯卡·与博弈论和经济行为相结合的摩根斯特恩是博弈论的奠基性作品。 晚年，冯·诺依曼转向研究自动机理论，准确分析人脑和计算机系统，为电子数字计算机的发展提供了基本的解决方案。 其余主要包括量子力学的数学基础(1926)、经典力学的算子方法、连续几何(1960)等。
冯·诺依曼结构
冯·诺依曼结构，又称普林斯顿结构，是一种将程序指令存储器和数据存储器结合在一起的存储结构。程序指令存储地址和数据存储地址同一个存储器的不同物理位置，因此程序指令和数据的宽度相同，如英特尔公司的8086中央处理器的程序指令和数据都是16位宽。 数学家冯·诺依曼提出了计算机制造的三个基本原则，即采用二进制逻辑、程序存储执行以及计算机由五个部分组成（运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备），这套理论被称为冯·诺依曼体系结构。
五大部件
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存储器：用来存放数据和程序
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运算器：主要运行算数运算和逻辑运算，并将中间结果暂存到运算器中
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控制器：主要用来控制和指挥程序和数据的输入运行，以及处理运算结果
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输入设备：用来将人们熟悉的信息形式转换为机器能够识别的信息形式，常见的有键盘，鼠标等
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输出设备：可以将机器运算结果转换为人们熟悉的信息形式，如打印机输出，显示器输出等
数据的输入运行，以及处理运算结果
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输入设备：用来将人们熟悉的信息形式转换为机器能够识别的信息形式，常见的有键盘，鼠标等
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输出设备：可以将机器运算结果转换为人们熟悉的信息形式，如打印机输出，显示器输出等