计算机是一种能按照事先存储的程序,自动、高速、准确地进行大量数值计算和各种信息处理的现代化智能电子装置。
基本原理:
1. 存储程序工作原理
现今的计算机工作原理仍然是美籍匈牙利数学家冯·诺依曼设计的存储程序原理。它有以下3个主要特点:
(1)在计算机内部,程序和数据都采用二进制代码表示;
(2)计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备5个基本部分组成;
(3)程序和数据事先存入内存储器,计算机工作时按地址自动高速地取出指令加以执行,在相关部件的配合下完成预定的工作任务,这就是存储程序工作原理。
2. 指令系统与指令执行过程
指令就是给计算机发出的一道工作命令,它告诉计算机所要执行的某种操作。通常一条指令完成一种基本操作。
一条指令通常由两大部分组成,指令格式如下:
① 操作码:指出机器应执行什么操作,即指令要完成的操作类型,如加、减、乘、除、取数、传送等。
② 地址码:指出操作对象的内容或操作数据的存放地址,多数情况下,指的是参与操作数据和结果数据的存放地址。
计算机中多种不同类型的操作需要多种不同的指令来完成,这些指令的集合构成了计算机的指令系统。不同类型的计算机具有不同的指令系统。
为了让计算机完成某一任务或解决某一问题,常常需要编写一系列指令,这一系列指令的组合就叫做程序,书写程序的过程叫程序设计。各种不同指令的组合构成不同的程序,所谓有限的指令可以完成无限的工作,这就是计算机的神奇之处。
计算机的工作过程实际上就是自动快速执行指令的过程,每一条指令的执行过程又可划分为以下4个基本操作:
① 取指令:从存储器的某个地址中取出要执行的指令;
② 分析指令:把取出的指令送到指令译码器中,译出指令对应的操作;
③ 执行指令:向各个部件发出控制信号,完成指令要求;
④ 一条指令完成,程序计数器加1,回到①取下一条指令,直至程序结束。
程序执行过程:
第一步:取第一条指令→分析指令→执行指令,将数7传送至通用寄存器AX;
第二步:取第二条指令→分析指令→执行指令,将数8传送至通用寄存器BX;
第三步:取第三条指令→分析指令→执行指令,将通用寄存器AX中的7与通用寄存器BX中的8相加,把结果15放在通用寄存器AX中。