[計算機概論] 電腦構成要素

電腦由三個部分所組成:

  • 電腦硬體

根據馮紐曼模型

今日的電腦硬體由四個部分組成

  • 電腦軟體

圖靈模型或馮紐曼模型主要特性是程式(program)

早期電腦雖然沒有將程式儲存在電腦的記憶體

卻使用程式的觀念

在早期的電腦上撰寫程式指的是改變接線系統或者打開/關上一連串的開關

這件工作由操作員或工程師在資料處理之前完成

  • 程式必須儲存

在馮紐曼模型

程式和資料皆儲存在記憶體中

  • 指令序列

程式必須包含一個指令的序列

每個指令運算著一個或多個資料

一個指令可以改變前一個指令的作用

 

為何程式必須由指令構成?

因為能夠重複利用

藉由定義可供電腦所使用的各種不同指令

圖靈模型和馮紐曼模型將程式的撰寫變得更容易

程式設計師只需要將這些指令組合起來就能造出程式

每個程式是不同指令的不同組合

  • 演算法

程式設計師不僅要學習每個指令所做的事情

還要學習如何將指令組合起來做特定的事情

 

必須先以一個步驟接著一個步驟的方式來解決問題

再找出適當指令(指令序列)將這些步驟實現

 

一個步驟接著一個步驟的方法稱為演算法(algorithm)

  • 程式語言

電腦年代剛開始

唯一的電腦語言就是機械語言

以二元樣式來撰寫指令

後來程式越來越大

二元樣式令人受不了

 

電腦科學家提出了使用符號表示二元樣子的點子

如同人們在日常生活中使用的命令符號一樣

因此電腦語言(computer language)觀念因此誕生

電腦程式語言是具有有限符號和單字的語言

  • 軟體工程

是一門關於如何設計及撰寫結構化程式(structured programs)的學問

  • 作業系統

電腦的演進過程中

科學家意識到有一系列的指令對所有程式來說是共用的

作業系統(operation system)的觀念出現了

作業系統原先扮演電腦元件的管理者

  • 資料
    • 儲存資料

馮紐曼模型沒有定義資料如何被儲存在電腦裡

電腦是一部電子裝置

最好的方法就是以電的訊號來儲存資料

特別是它的出現或消失

這意味電腦可以用這兩種狀態來儲存資料

  • 組織資料

電腦創造了一個新的研究領域

就是資料組織(data organization)

這個領域在研究:

我們可以再加上資料儲存在電腦前將他們組織成不同的實體和各式嗎?

今日的資料已經不是單純的資訊序列

而是將資訊組織成小單元

小單元的資料再組織成大單元的資訊

有疑問? 留個言吧!

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