3.1　计算机的硬件构成

现代计算机（computer）俗称电脑，是一种既可以进行数值计算，又可以进行逻辑运算，还具有存储记忆功能，能够按照程序运行，自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。计算机是20世纪最重要的发明之一，对人类的生产活动和社会活动产生了极其重要的影响，并以强大的生命力飞速发展。它的应用领域从最初的军事、科研扩展到社会的各个领域，已形成了规模巨大的计算机产业，带动了全球范围的技术进步，由此引发了深刻的社会变革。计算机已遍及学校、企事业单位，进入寻常百姓家，成为信息社会中必不可少的工具。

1930年，美国科学家范内瓦·布什造出世界上首台模拟电子计算机。1946年2月14日，由美国军方定制的世界上第一台电子计算机“电子数字积分计算机”（Electronic Numerical Integrator And Calculator，ENIAC）在美国宾夕法尼亚大学问世。ENIAC是人类历史上真正意义上的第一台电子计算机，占地170平方米，耗电150千瓦／时，造价48万美元，每秒可执行5000次加法或400次乘法运算，共使用了18 000个电子管，如图3-1所示。

图3-1　操作ENIAC

计算机由硬件系统和软件系统所组成，没有安装任何软件的计算机称为裸机。1946年数学家冯·诺依曼提出计算机硬件构成包括运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备，如图3-2所示。

图3-2　计算机的硬件构成

• 运算器（Arithmetic Unit）：对数据进行各种算术运算和逻辑运算，即对数据进行加工处理。
• 控制器（Control Unit）：整个计算机的中枢神经，其功能是对程序规定的控制信息进行解释，根据其要求进行控制，调度程序、数据、地址，协调计算机各部分工作及内存与外部设备的访问等。
• 存储器（Memory）：用于存储程序、数据和各种信号、命令等信息，并在需要时提供这些信息。
• 输入设备（Input Device）：计算机的重要组成部分。输入设备与输出设备合称为外部设备，简称外设。输入设备的作用是将程序、原始数据、文字、字符、控制命令或现场采集的数据等信息输入到计算机。常见的输入设备有键盘、鼠标、光电输入设备、磁带机、磁盘机、光盘驱动器等。
• 输出设备（Output Device）：同输入设备一样是计算机的重要组成部分，它把计算机的中间结果或最后结果、机内的各种数据符号及文字或各种控制信号等信息输出出来。常用的输出设备有显示终端（CRT）、打印机、绘图仪及磁带、光盘刻录机等。

如果把一台计算机比作一个人，那么硬件就像人的躯体，软件就如人的思想，两者都非常重要。通过本节的学习，读者对计算机硬件构成有了一些初步的了解，这对学习软件编程有很好的帮助。