A. 比較動態存儲器dram和靜態存儲器sram的異同點
SRAM中文含義為靜態隨機訪問存儲器，它是一種類型的半導體存儲器。「靜態」是指只要不掉電，存儲在SRAM中的數據就不會丟失。這一點與動態RAM（DRAM）不同，DRAM需要進行周期性的刷新操作。然後，我們不應將SRAM與只讀存儲器（ROM）和Flash Memory相混淆，因為SRAM是一種易失性存儲器，它只有在電源保持連續供應的情況下才能夠保持數據。「隨機訪問」是指存儲器的內容可以以任何順序訪問，而不管前一次訪問的是哪一個位置。
SRAM中的每一位均存儲在四個晶體管當中，這四個晶體管組成了兩個交叉耦合反向器。這個存儲單元具有兩個穩定狀態，通常表示為0和1。另外還需要兩個訪問晶體管用於控制讀或寫操作過程中存儲單元的訪問。因此，一個存儲位通常需要六個MOSFET。對稱的電路結構使得SRAM的訪問速度要快於DRAM。SRAM比DRAM訪問速度快的另外一個原因是SRAM可以一次接收所有的地址位，而DRAM則使用行地址和列地址復用的結構。
SRAM不應該與SDRAM相混淆，SDRAM代表的是同步DRAM，這與SRAM是完全不同的。SRAM也不應該與PSRAM相混淆，PSRAM是一種偽裝成SRAM的DRAM。
從晶體管的類型分，SRAM可以分為雙極性與CMOS兩種。從功能上分，SRAM可以分為非同步SRAM和同步SRAM（SSRAM）。非同步SRAM的訪問獨立於時鍾，數據輸入和輸出都由地址的變化控制。同步SRAM的所有訪問都在時鍾的上升/下降沿啟動。地址、數據輸入和其它控制信號均於時鍾信號相關。
DRAM：動態隨機存取存儲器，需要不斷的刷新，才能保存數據。而且是行列地址復用的，許多都有頁模式。
SRAM：靜態的隨機存取存儲器，加電情況下，不需要刷新，數據不會丟失，而且，一般不是行列地址復用的。
SDRAM：同步的DRAM，即數據的讀寫需要時鍾來同步。主要是存儲單元結構不同導致了容量的不同。一個DRAM存儲單元大約需要一個晶體管和一個電容（不包括行讀出放大器等），而一個SRAM存儲單元大約需要六個晶體管。DRAM和SDRAM由於實現工藝問題，容量較SRAM大，但是讀寫速度不如SRAM。一個是靜態的，一個是動態的，靜態的是用的雙穩態觸發器來保存信息，而動態的是用電子，要不時的刷新來保持。 內存（即隨機存貯器RAM）可分為靜態隨機存儲器SRAM，和動態隨機存儲器DRAM兩種。我們經常說的「 內存」是指DRAM。而SRAM大家卻接觸的很少。
SRAM其實是一種非常重要的存儲器，它的用途廣泛。SRAM的速度非常快，在快速讀取和刷新時能夠保 持數據完整性。SRAM內部採用的是雙穩態電路的形式來存儲數據。所以SRAM的電路結構非常復雜。製造相同容量的SRAM比DRAM的成本高的多。正因為如此，才使其發展受到了限制。因此目前SRAM基本上只用於CPU 內部的一級緩存以及內置的二級緩存。僅有少量的網路伺服器以及路由器上能夠使用SRAM
B. 根據「存儲程序」的工作原理,說明計算機的工作過程
「存儲程序」原理，是將根據特定問題編寫的程序存放在計算機存儲器中，然後按存儲器中的存儲程序的首地址執行程序的第一條指令，以後就按照該程序的規定順序執行其他指令，直至程序結束執行。
1945年，美藉匈牙利科學家馮·諾依曼（J.Von Neumann）提出的，是現代計算機的理 存儲程序
論基礎。現代計算機已經發展到第四代，但仍遵循著這個原理。 存儲程序和程序控制原理的要點是，程序輸入到計算機中，存儲在內存儲器中（存儲原理），在運行時，控制器按地址順序取出存放在內存儲器中的指令（按地址順序訪問指令），然後分析指令，執行指令的功能，遇到轉移指令時，則轉移到轉移地址，再按地址順序訪問指令（程序控制）。
編輯本段技術特點
計算機系統由硬體系統和軟體系統兩大部分組成。馮·諾依曼結構（John von Neumann）也就是存儲程序奠定了現代計算機的基本結構，其特點是： 1）使用單一的處理部件來完成計算、存儲以及通信的工作。 2）存儲單元是定長的線性組織。 3）存儲空間的單元是直接定址的。 4）使用低級機器語言，指令通過操作碼來完成簡單的操作。 5）對計算進行集中的順序控制。 6）計算機硬體系統由運算器、存儲器、控制器、輸入設備、輸出設備五大部件組成並規定了它們的基本功能。 7）彩二進制形式表示數據和指令。 8）在執行程序和處理數據時必須將程序和數據道德從外存儲器裝入主存儲器中，然後才能使計算機在工作時能夠自動調整地從存儲器中取出指令並加以執行。
編輯本段發展歷程
「電子計算機之父」的桂冠，被戴在數學家 馮·諾依曼（J.Von Neumann）頭上， 而不是ENIAC的兩位實際研究者，這是因為馮·諾依曼提出了現代電腦的體系結構。 1944年夏，戈德斯坦在阿貝丁車站等候去費城的火車，偶然邂逅數學家馮·諾依曼教授。戈德斯坦告訴他莫爾學院的電子計算機項目。
開始研究
從1940年起，馮·諾依曼就是阿貝丁試炮場的顧問。他向戈德斯坦表示，希望親自到莫爾學院看看那台正在研製之中的機器。從此，馮· 諾依曼成為了莫爾小組的實際顧問，與小組成員頻繁地交換意見。年輕人機敏地提出各種設想，馮·諾依曼則運用他淵博的學識，把討論引向深入，並逐步形成電子計算機的系統 設計思想。 在ENIAC尚未投入運行前， 馮·諾依曼就看出這台機器致命的缺陷，主要弊端是程序 與計算兩分離。程序指令存放在機器的外部電路里，需要計算某個題目，必須首先用人工 接通數百條線路，需要幾十人干好幾天之後，才可進行幾分鍾運算。 馮·諾依曼決定起草一份新的設計報告，對電子計算機進行脫胎換骨的改造。他把新 機器的方案命名為「離散變數自動電子計算機」，英文縮寫是「EDVAC」。 1945年6月，馮 ·諾依曼與戈德斯坦、勃克斯等人，聯名發表了一篇長達101頁紙的報告，即計算機史上著名的「101頁報告」，直到今天，仍然被認為是現代電腦科學發展里程碑式的文獻。報告明確規定出計算機的五大部件，並用二進制替代十進制運算。EDVAC方案的革命意義在 於「存儲程序」，以便電腦自動依次執行指令。人們後來把這種「存儲程序」體系結構的 機器統稱為「諾依曼機」。由於種種原因，莫爾小組發生令人痛惜的分裂，EDVAC機器無法被立即研製。1946年6月， 馮·諾依曼和戈德斯坦、 勃克斯回到普林斯頓大學高級研究院，先期完成了另一台 ISA電子計算機（ISA是高級研究院的英文縮寫），普林斯頓大學也成為電子計算機的研究中心。
宣告完成
直到1951年，在極端保密情況下，馮·諾依曼主持的EDVAC計算機才宣告完成，它不僅可應用於科學計算，而且可用於信息檢索等領域，主要緣於「存儲程序」的威力。 EDVAC只用了3563隻電子管和1萬只晶體二極體，以1024個44比特水銀延遲線來儲存程序和 數據，消耗電力和佔地面積只有ENIAC的1/3。 最早問世的內儲程序式計算機既不是ISA，也不是EDVAC，英國劍橋大學威爾克斯（M.Wilkes）教授，搶在馮·諾依曼之前捷足先登。 威爾克斯1946年曾到賓夕法尼亞大學參加馮·諾依曼主持的培訓班，完全接受了馮· 諾依曼內儲程序的設計思想。回國後，他立即抓緊時間，主持新型電腦的研製，並於1949 年5月，製成了一台由3000隻電子管為主要元件的計算機，命名為「EDSAC」（電子儲存程序計算機）。威爾克斯後來還摘取了1967年度計算機世界最高獎——「圖林獎」。
榮譽
在馮·諾依曼研製ISA電腦的期間，美國涌現了一批按照普林斯頓大學提供的ISA照片 結構復制的計算機。 如:洛斯阿拉莫斯國家實驗室研製的MANIAC，伊利諾斯大學製造的 ILLAC。雷明頓·蘭德公司科學家沃爾（W. Ware）甚至不顧馮·諾依曼的反對，把他研製 的機器命名為JOHNIAC（「約翰尼克」 ，「約翰」即馮·諾依曼的名字）。馮·諾依曼的大名已經成為現代電腦的代名詞，1994年，沃爾被授予計算機科學先驅獎，而馮·諾依曼本人則被追授予美國國家基礎科學獎。
編輯本段主要成果
「英國劍橋大學威爾克斯（M.Wilkes）研製的EDSAC」（電子儲存程序計算機）。 洛斯阿拉莫斯國家實驗室研製的MANIAC。 伊利諾斯大學製造的 ILLAC。雷明頓·蘭德公司科學家沃爾（W. Ware）研製的機器JOHNIAC 以及早期的微處理器大多採用馮諾依曼結構，典型代表是Intel公司的X86微處理器。取指和去操作數都在同一匯流排上，通過分時服用的方式進行的。缺點是在高速運行時，不能達到同時取指令和取操作數，從而形成了傳輸過程的瓶頸。
C. 構造虛擬儲存器必須具備哪些條件
cache存儲器、主存和輔存是構成虛擬存儲器的重要部分，cache和主存構成了系統的內存，而主存和輔存依靠輔助軟硬體的支持構成了虛擬存儲器。
一、異構體系
從虛存的概念可以看出，主存-輔存的訪問機制與cache-主存的訪問機制是類似的。這是由cache存儲器、主存和輔存構成的三級存儲體系中的兩個層次。cache和主存之間以及主存和輔存之間分別有輔助硬體和輔助軟硬體負責地址變換與管理，以便各級存儲器能夠組成有機的三級存儲體系。cache和主存構成了系統的內存，而主存和輔存依靠輔助軟硬體的支持構成了虛擬存儲器。
在三級存儲體系中，cache-主存和主存-輔存這兩個存儲層次有許多相同點:
(1)出發點相同:二者都是為了提高存儲系統的性能價格比而構造的分層存儲體系，都力圖使存儲系統的性能接近高速存儲器，而價格和容量接近低速存儲器。
(2)原理相同:都是利用了程序運行時的局部性原理把最近常用的信息塊從相對慢速而大容量的存儲器調入相對高速而小容量的存儲器。
但cache-主存和主存-輔存這兩個存儲層次也有許多不同之處:
(1)側重點不同:cache主要解決主存與CPU的速度差異問題;而就性能價格比的提高而言，虛存主要是解決存儲容量問題，另外還包括存儲管理、主存分配和存儲保護等方面。
(2)數據通路不同:CPU與cache和主存之間均有直接訪問通路，cache不命中時可直接訪問主存;而虛存所依賴的輔存與CPU之間不存在直接的數據通路，當主存不命中時只能通過調頁解決，CPU最終還是要訪問主存。
(3)透明性不同:cache的管理完全由硬體完成，對系統程序員和應用程序員均透明;而虛存管理由軟體(操作系統)和硬體共同完成，由於軟體的介入，虛存對實現存儲管理的系統程序員不透明，而只對應用程序員透明(段式和段頁式管理對應用程序員"半透明")。
(4)未命中時的損失不同:由於主存的存取時間是cache的存取時間的5~10倍，而主存的存取速度通常比輔存的存取速度快上千倍，故主存未命中時系統的性能損失要遠大於cache未命中時的損失。
二、關鍵問題
(1)調度問題:決定哪些程序和數據應被調入主存。
(2)地址映射問題:在訪問主存時把虛地址變為主存物理地址(這一過程稱為內地址變換);在訪問輔存時把虛地址變成輔存的物理地址(這一過程稱為外地址變換)，以便換頁。此外還要解決主存分配、存儲保護與程序再定位等問題。
(3)替換問題:決定哪些程序和數據應被調出主存。
(4)更新問題:確保主存與輔存的一致性。
在操作系統的控制下，硬體和系統軟體為用戶解決了上述問題，從而使應用程序的編程大大簡化。
三、工作原理
虛擬存儲器是由硬體和操作系統自動實現存儲信息調度和管理的。它的工作過程包括6個步驟:
①中央處理器訪問主存的邏輯地址分解成組號a和組內地址b，並對組號a進行地址變換，即將邏輯組號a作為索引，查地址變換表，以確定該組信息是否存放在主存內。
②如該組號已在主存內，則轉而執行④;如果該組號不在主存內，則檢查主存中是否有空閑區，如果沒有，便將某個暫時不用的組調出送往輔存，以便將這組信息調入主存。
③從輔存讀出所要的組，並送到主存空閑區，然後將那個空閑的物理組號a和邏輯組號a登錄在地址變換表中。
④從地址變換表讀出與邏輯組號a對應的物理組號a。
⑤從物理組號a和組內位元組地址b得到物理地址。
⑥根據物理地址從主存中存取必要的信息。
D. 存儲電路是如何工作的
存儲器分為RAM(數據存儲器)和ROM（程序存儲器），他們工作原理都是一樣的，即實現對電平0和1的存儲。
存儲電路的工作原理見下圖，你可以把它看懂用自己的語言描述出來，這樣你的報告就可以寫出來了，然後大規模的存儲電路集成起來可以構成存儲器。
如果是應付寫報告，我給你概括下吧，存儲電路的工作原理是：存儲電路是把送來的地址信號通過地址解碼電路，在存儲矩陣中選中相應的存儲單元，將該單元存儲的數據送到輸出埠，為了實現存儲器的擴展往往在存儲器上加使能信號EN.大規模的存儲電路集成封裝起來就組成存儲器。
E. 計算機的存儲器主要功能是什麼
存儲器是計算機實現記憶功能的一個重要組成部分。計算機的記憶是通過存儲器對信息的存儲來實現的。存儲器用來保存計算機工作所必需的程序和數據。
在計算機系統中的存儲器不是由單一器件或單一裝置構成，而是由不同材料、不同特性、不同管理方式的存儲器類型構成的一個存儲器系統。
計算機技術的發展使存儲器的地位不斷得到提升，計算機系統由最初的以運算器為核心逐漸轉變成以存儲器為核心。這就對存儲器技術提出了更高的要求。
不僅要使一類存儲器能夠具有更高的性能，而且能通過硬體、軟體或軟硬體結合的方式將不同類型的存儲器組合在一起來獲得更高的性價比，這就是存儲系統。
為了提高計算機系統的性能，要求存儲器具有盡可能高的存取速度、盡可能大的存儲容量和盡可能低的價位。但是，這三個性能指標是相互矛盾的。
(5)實現儲存器訪問的完全控制過程擴展閱讀
存儲器的分類
1、按存儲介質分類
（1）半導體存儲器用半導體器件組成的存儲器稱為半導體存儲器；特點：集成度高、容量大、體積小、存取速度快、功耗低、價格便宜、維護簡單。主要分兩大類：雙極型存儲器:TTL型和ECL型.金屬氧化物半導體存儲器(簡稱MOS存儲器):靜態MOS存儲器和動態MOS存儲器。
(2）磁表面存儲器用磁性材料做成的存儲器稱為磁表面存儲器，簡稱磁存儲器。它包括磁碟存儲器、磁帶存儲器等。特點：體積大、生產自動化程度低、存取速度慢，但存儲容量比半導體存儲器大得多且不易丟失。
（3）激光存儲器信息以刻痕的形式保存在盤面上，用激光束照射盤面，靠盤面的不同反射率來讀出信息。光碟可分為只讀型光碟（CD－ROM）、只寫一次型光碟（WORM)和磁光碟（MOD）三種。
2、按存取方式分類
（1）隨機存儲器（RAM）：如果存儲器中任何存儲單元的內容都能被隨機存取，且存取時間與存儲單元的物理位置無關，則這種存儲器稱為隨機存儲器（RAM）。
RAM主要用來存放各種輸入／輸出的程序、數據、中間運算結果以及存放與外界交換的信息和做堆棧用。隨機存儲器主要充當高速緩沖存儲器和主存儲器。
（2）串列訪問存儲器（SAS）：如果存儲器只能按某種順序來存取，也就是說，存取時間與存儲單元的物理位置有關，則這種存儲器稱為串列訪問存儲器。串列存儲器又可分為順序存取存儲器（SAM）和直接存取存儲器（DAM）。
順序存取存儲器是完全的串列訪問存儲器，如磁帶，信息以順序的方式從存儲介質的始端開始寫入（或讀出）；直接存取存儲器是部分串列訪問存儲器，如磁碟存儲器，它介於順序存取和隨機存取之間。
（3）只讀存儲器（ROM）：只讀存儲器是一種對其內容只能讀不能寫入的存儲器，即預先一次寫入的存儲器。通常用來存放固定不變的信息。如經常用作微程序控制存儲器。
目前已有可重寫的只讀存儲器。常見的有掩模ROM（MROM），可擦除可編程ROM（EPROM），電可擦除可編程ROM（EEPROM）.ROM的電路比RAM的簡單、集成度高，成本低，且是一種非易失性存儲器，計算機常把一些管理、監控程序、成熟的用戶程序放在ROM中。
3、按信息的可保存性分類
非永久記憶的存儲器：斷電後信息就消失的存儲器，如半導體讀／寫存儲器RAM。
永久性記憶的存儲器：斷電後仍能保存信息的存儲器，如磁性材料做成的存儲器以及半導體ROM．
4、按在計算機系統中的作用分
根據存儲器在計算機系統中所起的作用，可分為主存儲器、輔助存儲器、高速緩沖存儲器、控制存儲器等。為了解決對存儲器要求容量大，速度快，成本低三者之間的矛盾，目前通常採用多級存儲器體系結構，即使用高速緩沖存儲器、主存儲器和外存儲器。
高速緩存存儲器：主要用途是高速存取指令和數據，存取速度快，但存取容量小；主存儲器：存放計算機運行期間的大量程序和數據，存取速度快，存儲容量不大；外存儲器：存放系統程序和大型數據文件及資料庫，存儲容量大，成本較低。
F. 計算機儲存原理
動態存儲器（DRAM）的工作原理
動態存儲器每片只有一條輸入數據線，而地址引腳只有8條。為了形成64K地址，必須在系統地址匯流排和晶元地址引線之間專門設計一個地址形成電路。使系統地址匯流排信號能分時地加到8個地址的引腳上，藉助晶元內部的行鎖存器、列鎖存器和解碼電路選定晶元內的存儲單元，鎖存信號也靠著外部地址電路產生。
當要從DRAM晶元中讀出數據時，CPU首先將行地址加在A0-A7上，而後送出RAS鎖存信號，該信號的下降沿將地址鎖存在晶元內部。接著將列地址加到晶元的A0-A7上，再送CAS鎖存信號，也是在信號的下降沿將列地址鎖存在晶元內部。然後保持WE=1，則在CAS有效期間數據輸出並保持。
當需要把數據寫入晶元時，行列地址先後將RAS和CAS鎖存在晶元內部，然後，WE有效，加上要寫入的數據，則將該數據寫入選中的存貯單元。
由於電容不可能長期保持電荷不變，必須定時對動態存儲電路的各存儲單元執行重讀操作，以保持電荷穩定，這個過程稱為動態存儲器刷新。PC/XT機中DRAM的刷新是利用DMA實現的。
首先應用可編程定時器8253的計數器1，每隔1⒌12μs產生一次DMA請求，該請求加在DMA控制器的0通道上。當DMA控制器0通道的請求得到響應時，DMA控制器送出到刷新地址信號，對動態存儲器執行讀操作，每讀一次刷新一行。
(6)實現儲存器訪問的完全控制過程擴展閱讀
描述內、外存儲容量的常用單位有：
1、位/比特（bit）：這是內存中最小的單位，二進制數序列中的一個0或一個1就是一比比特，在電腦中，一個比特對應著一個晶體管。
2、位元組（B、Byte）：是計算機中最常用、最基本的存在單位。一個位元組等於8個比特，即1 Byte=8bit。
3、千位元組（KB、Kilo Byte）：電腦的內存容量都很大，一般都是以千位元組作單位來表示。1KB=1024Byte。
4、兆位元組（MBMega Byte）：90年代流行微機的硬碟和內存等一般都是以兆位元組（MB）為單位。1 MB=1024KB。
5、吉位元組（GB、Giga Byte）：市場流行的微機的硬碟已經達到430GB、640GB、810GB、1TB等規格。1GB=1024MB。
6、太位元組（TB、Tera byte）：1TB=1024GB。最新有了PB這個概念，1PB=1024TB。
G. 計算機硬體由哪幾部分組成各部分的作用是什麼各部分之間是怎樣聯系的
計算機由運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備等五個邏輯部件組成。
1、運算器
運算器由算術邏輯單元（ALU）、累加器、狀態寄存器、通用寄存器組等組成。算術邏輯運算單元（ALU）的基本功能為加、減、乘、除四則運算，與、或、非、異或等邏輯操作，以及移位、求補等操作。
運算器包括寄存器、執行部件和控制電路3個部分。在典型的運算器中有3個寄存器：接收並保存一個操作數的接收寄存器；保存另一個操作數和運算結果的累加寄存器；在進行乘、除運算時保存乘數或商數的乘商寄存器。
執行部件包括一個加法器和各種類型的輸入輸出門電路。控制電路按照一定的時間順序發出不同的控制信號，使數據經過相應的門電路進入寄存器或加法器完成規定的操作。為了減少對存儲器的訪問，計算機的運算器設有較多的寄存器，存放中間結果，以便在後面的運算中直接用作操作數。
作用：為計算機提供加減乘除運算的基本功能基礎。
與其他部分的聯系：計算機運行時，運算器的操作和操作種類由控制器決定。運算器處理的數據來自存儲器；處理後的結果數據通常送回存儲器，或暫時寄存在運算器中。與Control Unit共同組成了CPU的核心部分。
2、控制器
控制器（Control Unit），是整個計算機系統的控制中心，它指揮計算機各部分協調地工作，保證計算機按照預先規定的目標和步驟有條不紊地進行操作及處理。控制器由指令寄存器IR、程序計數器PC和操作控制器0C三個部件組成，對協調整個電腦有序工作極為重要。
作用：指揮計算機各部分協調地工作，分析每條指令規定的是什麼操作以及所需數據的存放位置等，然後根據分析的結果向計算機其它部件發出控制信號，保證計算機按照預先規定的目標和步驟有條不紊地進行操作及處理。
與其他部分的聯系：根據指令操作碼和時序信號，產生各種操作控制信號，以便正確地建立數據通路，從而完成取指令和執行指令的控制。控制器與運算器合稱為中央處理器（CPU）。它是計算機的核心設備。它的性能，主要是工作速度和計算精度，對機器的整體性能有全面的影響。
3、存儲器
存儲器（Memory）是計算機系統中的記憶設備，用來存放程序和數據。存儲器的主要功能是存儲程序和各種數據，並能在計算機運行過程中高速、自動地完成程序或數據的存取。存儲器是具有「記憶」功能的設備，它採用具有兩種穩定狀態的物理器件來存儲信息。
構成存儲器的存儲介質，存儲元，它可存儲一個二進制代碼。由若干個存儲元組成一個存儲單元，然後再由許多存儲單元組成一個存儲器。一個存儲器包含許多存儲單元，每個存儲單元可存放一個位元組（按位元組編址）。
作用：它根據控制器指定的位置存入和取出信息。
與其他部分的聯系：有了存儲器，計算機才有記憶功能，才能保證正常工作。外存通常是磁性介質或光碟等，能長期保存信息。內存指主板上的存儲部件，用來存放當前正在執行的數據和程序，但僅用於暫時存放程序和數據，關閉電源或斷電，數據會丟失。
4、輸入設備
向計算機輸入數據和信息的設備。鍵盤，滑鼠，攝像頭，掃描儀，光筆，手寫輸入板，游戲桿，語音輸入裝置等都屬於輸入設備。
作用：使得用戶和計算機系統之間可以進行信息交換，把原始數據和處理這些數的程序輸入到計算機中。
與其他部分的聯系：輸入設備是用戶和計算機系統之間進行信息交換的主要裝置之一。計算機能夠接收各種各樣的數據，通過不同類型的輸入設備輸入到計算機中，進行存儲、處理和輸出。
5、輸出設備
輸出設備（Output Device）是計算機的終端設備。輸出設備種類也很多，計算機常用的輸出設備有各種列印機、鑿孔輸出設備、顯示設備和繪圖機等。列印機和顯示設備已成為每台計算機和大多數終端所必需的設備。
作用：用於接收計算機數據的輸出顯示、列印、聲音、控制外圍設備操作等，把各種計算結果數據或信息以數字、字元、圖像、聲音等形式表示出來。
與其他部分的聯系：輸出設備將內存中計算機處理後的信息以能為人或其它設備所接受的形式輸出，將處理結果返回給外部世界，這些返回結果又可能再一次作為該計算機所控制的其他設備的輸入。
H. 高分請教！存儲器方面
第二章 企業信息的儲存和處理
信息時代的核心無疑是信息技術，而信息技術的核心則在於信息的處理與存儲。
2.1 數據表示
2.1.1 信息、數字和字元的表示
1．信息表示
存儲數據的邏輯部件有兩種狀態，即高電位和低電位,分別與"1"和"0"相對應。在計算機中，如果一種電位狀態表示一個信息單元，那麼一位二進制數可以表示兩個信息單元。若使用2位二進制數，則可以表示4個信息單元；使用3位二進制數，可以表示8個信息單元。二進制數的位數和可以表示的信息單元之間存在著冪次數的關系。也就是說，當用n位二進制數時，可表示的不同信息單元個數為2 個。
反之，如果有18個信息單元需要表示，那麼應該用幾位二進制數呢？若用4位二進制數，可表示的信息單元為16個；若用5位二進制數，可表示的信息為32個單元。所以要表示18個信息單元的數據，至少需要用5位二進制數。
計算機在存儲數據時，常常把8位二進制數看作一個存儲單元，或稱為一個位元組。用2 來計算存儲容量，把 （即1024）個存儲單元稱為1K位元組；把 K（即1024 K）個存儲單元稱為1M位元組；把 M（即1024M）個存儲單元稱為1G位元組。
2．數字表示
通過二進制格式來存儲十進制數字，也即存儲數值型數據。表示一個數值型數據，需要解決三個問題。
首先，要確定數的長度。在數學中，數的長度一般指它用十進製表示時的位數，例如258為3位數、124578為6位數等。在計算機中，數的長度按二進制位數來計算。但由於計算機的存儲容量常以位元組為計量單位，所以數據長度也常按位元組計算。需要指出的是，在數學中數的長度參差不一，有多少位就寫多少位。在計算機中，如果數據的長度也隨數而異，長短不齊，無論存儲或處理都很不便。所以在同一計算機中，數據的長度常常是統一的，不足的部分用"0" 填充。
其次，數有正負之分。在計算機中，總是用最高位的二進制數表示數的符號，並約定以"0"代表正數，以"1"代表負數，稱為數符；其餘仍表示數值。通常，把在機器內存放的正負號數碼化的數稱為機器數，把機器外部由正負號表示的數稱為真值數。若一個數佔8位，真值數為(-0101100)B,其機器數為10101100，存放在機器中的見圖2.1.1
圖2.1.1 存放在機器中的數
機器數表示的范圍受到字長和數據的類型的限制。字長和數據類型確定了，機器數能表示的范圍也定了。例如，若表示一個整數，字長為8位，最大值01111111，最高位為符號位，因此此數的最大值為127。若數值超出127，就要"溢出"。
再者是小數點的表示。在計算機中表示數值型數據，小數點的位置總是隱含的，以便節省存儲空間。隱含的小數點位置可以是固定的，也可以是可變的。前者稱為定點數，後者稱為浮點數。
1) 定點數表示方法：
定點整數，即小數點位置約定在最低數值位的後面，用於表示整數。
整數分為帶符號和不帶符號的兩類。對於為帶符號的整數，符號位放在最高位。整數表示的數是精確的，但數的范圍是有限的。根據存放的字長，它們可以用8、16、32位等表示，各自表示數的范圍見表2.1.1。
表2.1.1 不同位數和數的表示範圍
二進制位數 無符號整數的表示範圍 有符號整數的表示範圍
8
16
32
如果把有符號整數的長度擴充為4位元組，則整數表示範圍可從±32767擴大到±2147483647≈0.21×1010，即21億多。但每個數佔用的存儲空間也增加了一倍。
定點小數，即小數點位置約定在最高數值位的前面，用於表示小於1的純小數。
如用定點數表示十進制純小數－0.6876，則為－0.101100000000011…。數字-0.6876的二進制數為無限小數，故存儲時只能截取前15位，第16位開始略去。
若2個位元組長度用來表示定點小數，則最低位的權值為2－15（在10－4 ~10－5之間），即至多准確到小數點後的第4至第5位（按十進制計算）。這樣的范圍和精度，即使在一般應用中也難以滿足需要。為了表示較大或較小的數，用浮點數表示。
2）浮點數表示方法：
在科學計算中，為了能表示特大或特小的數，採用"浮點數"或稱"科學表示法"表示實數，"浮點數"由兩部分組成，即尾數和階碼。例如， ，則0.23456為尾數，5是階碼。
在浮點表示方法中，小數點的位置是浮動的，階碼可取不同的數值。為了便於計算機中小數點的表示，規定將浮點數寫成規格化的形式，即尾數的絕對值大於等於0.1並且小於1，從而唯一規定了小數點的位置。尾數的長度將影響數的精度，其符號將決定數的符號。浮點數的階碼相當於數學中的指數，其大小將決定數的表示範圍。
同樣，任意二進制規格化浮點數的表示形式為：
其中 是尾數，前面的" "表示數符； 是階碼，前面的" "表示階符。它在計算機內的存儲形式如圖2.1.2所示。
階符 階碼 數符 尾數
圖2.1.2 浮點數的存儲格式
例如，設尾數為8位，階碼為6位；則二進制數 ，浮點數的存放形式見圖2.1.3。
圖2.1.3 的存放
3）原碼、反碼和補碼表示法
"原碼"編碼方式
以上介紹的定點和浮點表示，都是用數據的第一位表示數的符號，用其後的各位表示數（包括尾數與階碼）的絕對值。這種方法簡明易懂，但因運算器既要能作加法，又要能作減法，操作數中既有正數，又有負數，所以原碼運算時常伴隨許多判斷。例如兩數相加，若符號不同，實際要做減法；兩數相減，若符號相異，實際要做加法，等等。其結果是，增加運算器的復雜性，並增加運算的時間。
"補碼"和"反碼"編碼方式
怎樣處理負數？由此提出了"補碼"、"反碼"等編碼方法.補碼運算的主要優點，是通過對負數的適當處理，把減法轉化為加法。不論求和求差，也不論操作數為正為負，運算時一律只做加法，從而大大簡化加減運算。補碼運算通常通過反碼運算實現。所以對算術運算的完整討論不僅應包括數值，還應該包括碼制（原、反、補碼等）。
3．字元表示：
字元編碼是指用一系列的二進制數來表示非數值型數據（如字元、標點符號等）的方法，簡稱為編碼。表示26個英文字母，用5個二進制位已足夠表示26個字元了。但是，每個英文字母有大小寫之分，還有大量的標點符號和其他一些特殊符號（如$、#、@、&、+等）。把所有的符號計算在一起，總共有95個不同的字元需要表示。使用最廣泛的三種編碼方式是ASCII、ANSI和EBCDIC碼，第四種編碼方式Unicode碼正在發展中。
1） ASCII（American Standard Code for Information Interchange,美國信息交換標准碼）是使用最廣的。使用ASCII碼編碼的文件稱為ASCII文件。標準的ASCII編碼使用7個二進制數來表示128個符號，包括英文大小寫字母、標點符號、數字和特殊控制符。
2） ANSI（American National Institute,美國國家標准協會）編碼使用8位二進制數來表示每個字元。8個二進制數能表示256個信息單元，因此，該編碼可以對256個字元、符號等進行編碼。ANSI開始的128個字元的編碼和ASCII定義的一樣，只是在最高位上加個0。例如，在ASCII編碼中，字元"A"表示為1000001，而在ANSI編碼中，則用01000001表示。除了表示ASCII編碼中的128個字元外，ANSI編碼還有128個符號可以表示，如版權符、英鎊符、外國語言字元等。
3）EBCDIC（Extended Binary-Coded Decimal Interchange Code,擴展二、十進制交換碼）是IBM公司為它的大型機開發的8位字元編碼。值得注意的是，在EBCDIC編碼開始的128個字元中，EBCDIC的編碼和ASCII或ANSI的編碼並不相同。
總的來說，標準的ASCII編碼定義的128個字元，對於表示數字、字元、標點符號和特殊字元來說是足夠了。ANSI編碼表示了所有的ASCII編碼所表示的128個字元，並且還表示了歐洲語言中的字元。EBCDIC編碼表示了標準的字元和控制代碼。但是，沒有一種編碼方案支持可選的字元集，也不支持非字母組合起來的語言，如漢語、日語等。
4）Unicode編碼是一組16位編碼，可以表示超過65000個不同的信息單元。從原理上講，Unicode可以表示現在正在使用的、或者已經不再使用的任何語言中的字元。對於國際商業和通信來說，這種編碼方式是非常有用的，因為在一個文件中可能需要包含有漢語、日語、英語等不同的語種。並且，Unicode編碼還適用於軟體的本地化，即可以針對特定的國家修改軟體。另外，使用Unicode編碼，軟體開發人員可以修改屏幕的提示、菜單和錯誤信息提示等，來適用於不同國家的語言文字。
2.1.2圖像數據和視頻數據的表示
兩種非常不同的圖形編碼方式，即點陣圖編碼和矢量編碼方式。兩種編碼方式的不同，影響到圖像的質量、存儲圖像的空間大小、圖像傳送的時間和修改圖像的難易程度。視頻是圖像數據的一種，由若干有聯系的圖像數據連續播放而形成。人們一般講的視頻信號為電視信號，是模擬量；而計算機視頻信號則是數字量。
1．點陣圖圖像：
點陣圖圖像是以屏幕上的像素點位置來存儲圖像的。 最簡單的點陣圖圖像是單色圖像。單色圖像只有黑白兩種顏色，如果某像素點上對應的圖像單元為黑色，則在計算機中用0來表示；如果對應的是白色，則在計算機中用1來表示。
對於單色圖像，用來表示滿屏圖像的圖像單元數正好與屏幕的像素數相等。如果水平解析度為640，垂直解析度為480，將屏幕的水平解析度與垂直解析度相乘： 640×480=307200，則屏幕的像素數為307200個，因為單色圖像使用一位二進制數來表示一個像素，所以存儲一幅滿屏的點陣圖圖像的位元組數也就能計算出來： 307200÷8=38400，因此解析度為640×480的滿屏單色圖像需要38400個位元組來存儲，這個存儲空間不算大。但是單色圖像看起來不太真實，很少使用。
灰度圖像要比單色圖像看起來更真實些。灰度圖像用灰色按比例顯示圖像，使用的灰度級越多，圖像看起來越真實。 通常計算機用256級灰度來顯示圖像。在256級灰度圖像中，每個像素可以是白色、黑色或灰度中256級中的任何一個，也就是說，每個像素有256種信息表示的可能性。所以在灰度圖像中，存儲一個像素的圖像需要256個信息單元，即需要一個位元組的存儲空間。因此，一幅解析度為640×480、滿屏的灰度圖像需要307200個位元組的存儲空間。
計算機可以使用16、256或1,670萬種顏色來顯示彩色圖像，用戶將會得到更為真實的圖像。
16色的圖像中，每個像素可以有16種顏色。那麼為了表示16個不同的信息單元，每個像素需要4位二進制數來存儲信息。因此，一幅滿屏的16色點陣圖圖像需要的存儲容量為153600個位元組。
256色的點陣圖圖像，每個像素可以有256種顏色。為了表示256個不同的信息單元，每個像素需要8位二進制數來存儲信息，即一個位元組。因此，一幅滿屏的256色點陣圖圖像需要的存儲容量為307200個位元組，是16色的兩倍，與256級灰度圖像相同。
1,670萬色的點陣圖圖像稱為24點陣圖像或真彩色圖像。其每個像素可以有1.670萬種顏色。為了表示這1,670萬種不同的信息單元，每個像素需要24位二進制數來存儲信息，即3個位元組。顯然，一幅滿屏的真彩色圖像需要的存儲容量更大。
包含圖像的文件都很大，需要很大容量的存儲器來存儲，並且傳輸和下載的時間也很長。例如，從網際網路上下載一幅解析度為640×480的256色圖像至少需要1分鍾；一幅16色的圖像需要一半的時間；而一幅真彩色圖像則會需要更多的時間。
有兩種技術可以用來減少圖像的存儲空間和傳輸時間，即數據壓縮技術和圖像抖動技術。數據壓縮技術隨後介紹，而圖像抖動技術主要是採用減少圖像中的顏色數來減小文件存儲容量的。抖動技術是根據人眼對顏色和陰影的解析度，通過由兩個或多個顏色組成的模式產生附加的顏色和陰影來實現。例如，256色圖像上的一片琥珀色區域，可以通過抖動技術轉換為16色圖像上的黃紅色小點模式。在網際網路的Web頁面上，抖動技術是用來減少圖像存儲容量的常用技術。
點陣圖圖像常用來表現現實圖像，其適合於表現比較細致、層次和色彩比較豐富、包含大量細節的圖像。例如掃描的圖像，攝像機、數字照相機拍攝的圖像，戓幀捕捉設備獲得的數字化幀畫面。經常使用的點陣圖圖像文件擴展名有：.bmp、.pcx、.tif、.jpg和.gif等。
由像素矩陣組成的點陣圖圖像可以修改戓編輯單個像素，即可以使用點陣圖軟體（也稱照片編輯軟體戓繪畫軟體）來修改點陣圖文件。可用來修改戓編輯點陣圖圖像的軟體如：Microsoft Paint、 PC Paintbrush、Adobe Photoshop、Micrografx Picture Publisher等，這些軟體能夠將圖片的局部區域放大，而後進行修改。
2．矢量圖像
矢量圖像是由一組存儲在計算機中，描述點、線、面等大小形狀及其位置、維數的指令組成，而不是真正的圖像。它是通過讀取這些指令並將其轉換為屏幕上所顯示的形狀和顏色的方式來顯示圖像的，矢量圖像看起來沒有點陣圖圖像真實。用來生成矢量圖像的軟體通常稱為繪圖軟體，如常用的有：Micrographx Designer和CorelDRAW。
矢量圖像的優缺點
優點：
存儲空間比點陣圖圖像小。矢量圖像的存儲空間依賴於圖像的復雜性，每條指令都需要存儲空間，所以圖像中的線條、圖形、填充模式越多，需要的存儲空間越大。但總的來說，由於矢量圖像存儲的是指令，要比點陣圖圖像文件小得多。
矢量圖像可以分別控制處理圖中的各個部分，即把圖像的一部分當作一個單獨的對象，單獨加以拉伸、縮小、變形、移動和刪除，而整體圖像不失真。不同的物體還可以在屏幕上重疊並保持各自的特性，必要時仍可分開。所以，矢量圖像主要用於線性圖畫、工程制圖及美術字等。經常使用的矢量圖像文件擴展名有：.wmf、.dxf、.mgx和.cgm等。
缺點：
處理起來比較復雜，用矢量圖格式表示一復雜圖形需花費程序員和計算機的大量時間，比較費時，所以通常先用矢量圖形創建復雜的圖，再將其轉換為點陣圖圖像來進行處理。
點陣圖圖像和矢量圖像的比較：
顯示點陣圖圖像要比顯示矢量圖像快，但點陣圖圖像所要求的存儲空間大，因為它要指明屏幕上每一個像素的信息。總之，矢量圖像的關鍵技術是圖形的製作和再現，而點陣圖圖像的關鍵技術則是圖像的掃描、編輯、無失真壓縮、快速解壓和色彩一致性再現等。
3．數字視頻：
視頻信息實際上是由許多幅單個畫面所構成的。電影、電視通過快速播放每幀畫面，再加上人眼的視覺滯留效應便產生了連續運動的效果。視頻信號的數字化是指在一定時間內以一定的速度對單幀視頻信號進行捕獲、處理以生成數字信息的過程。
與模擬視頻相比，數字視頻的優點為：
1）數字視頻可以無失真地進行無限次拷貝，而模擬視頻信息每轉錄一次，就會有一次誤差積累，產生信息失真。
2）可以用許多新方法對數字視頻進行創造性的編輯，如字幕、電視特技等。
3）使用數字視頻可以用較少的時間和費用創作出用於培訓教育的交互節目， 可以真正實現將視頻融進計算機系統中以及可以實現用計算機播放電影節目等。
數字視頻的缺點為：
因為數字視頻是由一系列的幀組成，每個幀是一幅靜止的圖像，並且圖像也使用點陣圖文件形式表示。通常，視頻每秒鍾需要顯示30幀，所以數字視頻需要巨大的存儲容量。
例如：一幅全屏的、解析度為640×480的256色圖像需要有307200位元組的存儲容量。那麼一秒鍾數字視頻需要的存儲空間是30乘上這個數，即9216000個位元組，約為9兆。兩小時的電影需要66 355 200 000個位元組，超過66G位元組。這樣大概只有使用超級計算機才能播放。所以在存儲和傳輸數字視頻過程中必須使用壓縮編碼。
2.1.3 聲音數據的表示
計算機可以記錄、存儲和播放聲音。在計算機中聲音可分成數字音頻文件和MIDI文件。
1．數字音頻
復雜的聲波由許許多多具有不同振幅和頻率的正弦波組成，這些連續的模擬量不能由計算機直接處理，必須將其數字化才能被計算機存儲和處理
計算機獲取聲音信息的過程就是聲音信號的數字化處理過程。經過數字化處理之後的數字聲音信息能夠像文字和圖像信息一樣被計算機存儲和處理。模擬聲音信號轉化為數字音頻信號的大致過程：
用數字方式記錄聲音，首先需對聲波進行采樣。聲波采樣前後波形如圖2.1.4所示（其中橫軸表示時間，縱軸表示振幅）：
圖2.1.4 聲波采樣前後波形
采樣頻率指的是在采樣聲音的過程中，每秒鍾對聲音測量的次數。采樣頻率以Hz為單位。如果提高采樣頻率，單位時間內所得到的振幅值就多，也即采樣頻率越高，對原聲音曲線的模擬就越精確。然後再把足夠多的振幅值以同樣的采樣頻率轉換為電壓值去驅動揚聲器，則可聽到和原波形一樣的聲音。這種技術稱為脈沖編碼調制技術（PCM）。
聲音文件
存儲在計算機上的聲音文件的擴展名為：.wav，.mod，.au和.voc。要記錄和播放聲音文件，需要使用聲音軟體，聲音軟體通常都要使用音效卡。
2．MIDI文件
樂器數字介面--MIDI（Musical Instrument Digital Interface），是電子樂器與計算機之間的連接界面和信息交流方式。MIDI格式的文件擴展名為.mid，通常把MIDI格式的文件簡稱為"MIDI文件"。
MIDI是數字音樂國際標准。數字式電子樂器的出現，為計算機處理音樂創造了極為有利的條件。MIDI聲音與數字化波形聲音完全不同，它不是對聲波進行采樣、量化和編碼。它實際上是一串時序命令，用於紀錄電子樂器鍵盤彈奏的信息，包括鍵、力度、時值長短等。這些信息稱之為MIDI消息，是樂譜的一種數字式描述。當需要播放時，只需從相應的MIDI文件中讀出MIDI消息，生成所需要的樂器聲音波形，經放大後由揚聲器輸出。
MIDI文件的存儲容量較數字音頻文件小得多。如3分鍾的MIDI音樂僅僅需要10KB的存儲空間，而3分鍾的數字音頻信號音樂需要15MB的存儲容量。
2.2 數據壓縮
對數據重新進行編碼，以減少所需要的存儲空間。數據壓縮必須是可逆的，也即壓縮過的數據必須可以恢復成原狀，其逆過程稱為解壓縮。
當數據壓縮後，文件的大小變小了，可以用壓縮比來衡量壓縮的數量。例如，壓縮比為20：1，表明壓縮後的文件大小是原文件的1/20。壓縮編碼方法有無損壓縮法（冗餘壓縮法）和有損壓縮法。後者允許有一定程度的失真，可用於對圖像、聲音、數字視頻等數據的壓縮。其中用這種方法壓縮數據時，數字視頻圖像的壓縮比可達到100:1~200:1。
數據壓縮可以由特殊的計算機硬體實現或完全由軟體來實現，也可以軟、硬體相結合的方法來實現 。常用的壓縮軟體由Winzip等。
2.2.1文本文件壓縮
自適應式替換壓縮技術
掃描整個文本並且尋找兩個或多個位元組組成的模式。一旦發現一個新的模式，會用文件中其他地方沒有用過的位元組來代替這個模式，並在字典中加入一個入口。例如：有這樣一段文本
"the rain in Spain stays mainly on the plain, but the rain in Maine falls again and again"
其中："the" 是一種模式，在文中出現3次，若用"#"來替換，可以壓縮6個位元組；"ain"出現8次，若用"@"來替換，可以壓縮16個位元組；"in" 出現2次，若用"$"來替換，可以壓縮2個位元組等。可見，文件越長，包含重復信息的可能越大，壓縮比也越大。
掃描整個文檔，並尋找重復的單詞。當一個單詞出現的次數多於一次時，那麼從第二次及以後出現的該單詞都會用一個數字來替換。這個數字稱為原單詞的指針。例如：上例中的文本可以壓縮為："the rain in Spain stays mainly on #1 plain, but #1 #2 #3 Maine falls again and #16"可見，只壓縮了6個位元組，文件越大，單詞重復的頻率越高，因而壓縮效果也越好。
2.2.2圖象數據壓縮
遊程編碼是針對於圖形文件的壓縮技術，它是一種尋找位元組模式並用一個可以描述這個模式的消息進行替代的壓縮技術。
例如：假設圖像中有一個191個像素的白色區域，並且每個像素用一個位元組來表示。經過遊程編碼壓縮後，這串191個位元組的數據被壓縮成2個位元組。
擴展名為.bmp的點陣圖文件是沒有壓縮過的文件。擴展名為.tif、.pcx、.jpg的點陣圖文件是已經壓縮過的文件。以.tif為文件擴展名的文件使用的是TIFF（即帶標志的圖像文件格式）格式。以.pcx為文件擴展名的文件使用的是 PCX格式。以.jpg為文件擴展名的文件使用的是有損失的JPEG（Joint Photographic Experts Group，聯合圖像專家組）格式。人們往往對圖像實行有損壓縮。
2.2.3視頻數據壓縮
視頻由一系列的幀組成，每一幀又是一幅點陣圖圖像，故視頻文件需要巨大的存儲容量。
人們通過減少每秒鍾的播放幀數、減少視頻窗口的大小或者只對每幀之間變化的內容進行編碼等技術，來減少視頻信號的存儲容量。
數字視頻常常採用的格式有：Video for Windows、QuickTime和MPEG格式，其文件的擴展名分別為：.avi、.mov、.mpg其中.mpg是一種壓縮文件。MPEG格式可以將兩個小時的視頻信息壓縮到幾個GB。
視頻壓縮中還可以用運動補償技術來減少存儲容量。這種技術只存儲每一幀之間變化的數據，而不需要存儲每一幀中所有的數據。當某個視頻片斷每幀之間的變化不大時，用運動補償技術非常有效。例如：一個說話人的頭部，只有嘴和眼睛在變化，而背景卻保持相當的穩定。此時計算機只需計算出兩幀之間的差別，只存儲改變的內容即可。根據數據的不同，運動補償的壓縮比可以達到200:1。另外，每秒鍾的播放幀數直接影響到視頻的播放質量。減小圖像的大小也是一種有效的減少存儲容量的好方法。一般可以綜合以上幾種壓縮技術來達到減小視頻文件存儲容量的目的。
2.2.4 音頻數據壓縮
音頻數據最突出的問題是信息量大。音頻信息文件所需存儲空間的計算公式為 ：
存儲容量(位元組)= 采樣頻率×采樣精度/8×聲道數×時間
例如：一段持續1分鍾的雙聲道音樂，若采樣頻率為44.1KHz，采樣精度為16位，數字化後需要的存儲容量為：44.1×103×16/8×2×60=10.584MB 。
數字音頻的編碼必須具有壓縮聲音信息的能力，最常用的方法是自適應脈沖編碼調製法，即ADPCM壓縮編碼。
ADPCM壓縮編碼方案信噪比高，數據壓縮倍率達2~5倍而不會明顯失真，因此，數字化聲音信息大多使用這種壓縮技術。
2.3 信息加工
中央處理單元通常指為完成基本信息處理循環部件的總和。中央處理單元是計算機系統硬體的核心，它主要包括中央處理器（Central Processing Unit,CPU）、內存儲器（Memory）、系統匯流排（System Bus）和控制部件等，通過這些部件的協同動作完成對信息的處理。
2.3.1 CPU
CPU是計算機系統的核心部件，它的工作就是處理信息、完成計算。CPU的種類很多。微型機的CPU也被稱為"微處理器"，是採用最先進技術生產的超大規模集成電路晶元。在這種晶元中通常集成了數百萬計的晶體管電子元件，具有非常復雜的功能。比微型計算機性能更強的各種計算機，例如用於高性能網路伺服器的計算機等，它們的CPU常常由一組高性能晶元構成，具有更強的計算能力。此外在各種現代化設備，例如各種機器設備、儀器、交通工具等內部都安裝有所謂"嵌入式"的CPU晶元，幾乎所有的高檔電器內部也都裝備了一片甚至幾片CPU晶元。
2.3.2 內存儲器
內存儲器又稱為主存儲器（Main Memory）,簡稱為內存或主存。內存是計算機工作中用於保存信息的主要部件，在一個計算機系統中起著極為重要的作用，它的工作速度和存儲容量對系統的整體性能、對系統解決問題的規模和效能影響都非常大。對於內存儲器，除了容量以外，另一個重要的性能指標就是它的訪問速度。內存速度用進行一次讀或寫操作所花費的"訪問時間"來衡量。
內存儲器的基本存儲單位稱為存儲單元，今天的計算機內存小存儲器單元的結構模式，每個單元正好存儲一個位元組的信息（8位二進制代碼）。每個單元對應了一個唯一的編號，由此形成的單元編號稱為存儲單元的地址。計算機中央處理單元中的各部件通過一條公共信息通路連接，這條信息通路稱為系統匯流排。CPU和內存之間的信息交換是通過數據匯流排和地址匯流排進行的。內存是按照地址訪問的，給出即可得到存儲在具有這個地址的內存單元里的信息。CPU可以隨即訪問任何內存單元的信息。且訪問時間的長短不依賴所訪問的地址。
2.3.3 指令和程序
CPU的基本功能由它所提供的指令確定。當CPU得到一條指令以後，控制單元就解釋這條指令，指揮其他部件完成這條指令。雖然有很多不同的CPU，但它們的基本指令具有共同性。CPU的基本指令主要包括以下幾大類：
1） 存儲器訪問類指令
2） 算術運算和邏輯運算類指令
3） 條件判斷和邏輯運算類指令
4） 輸入輸出指令
5） 控制和系統指令
指令也是在計算機里存在並需要在計算機里傳輸的一類信息，所以指令也必須採用二進制方式編碼，以二進制形式在計算機里保存和傳輸。當CPU得到一條指令以後，控制單元就解釋這條指令，指揮其他部件完成這條指令。
所謂"程序"就是為完成某種特定工作而實現的、由一系列計算機指令構成的序列。簡單的說，程序就是指令的序列。一種具體的計算機的程序就是這種計算機的CPU能夠執行的指令作為基本元素構成的序列。程序也可以看作是被計算機的CPU處理的一類信息，它實際上是被CPU的控制單元處理的，而不象一般數據那樣被CPU的運算部件處理和使用。計算機基本工作循環由兩個基本步驟組成：一個是取指令，另一個是執行指令。程序控制器是實現這個基本循環的主體。
人們在分析了在程序中需要實現的各種計算過程的需要之後，提出了程序的三種基本邏輯結構，稱為程序的三種"基本控制結構"，即"順序結構"、"分支結構"和"循環結構"，已經在理論上證明了這三種結構的能力是充分的，任何程序都能僅僅用這三種結構構造起來。三種基本控
I. 什麼是同步形態儲存器特點是什麼
嵌入式簡而言之，就是微微型的計算機。特點就是一個「小」。應用非常廣泛，通信，航空，工業，等等，無處不在。
J. 馮*諾依曼的存儲程序原理是什麼
馮諾依曼理論的要點是：數字計算機的數制採用二進制；計算機應該按照程序順序執行。
其主要內容是：
1.計算機由控制器、運算器、存儲器、輸入設備、輸出設備五大部分組成。
2.程序和數據以二進制代碼形式不加區別地存放在存儲器中，存放位置由地址確定。
3.控制器根據存放在存儲器中地指令序列（程序）進行工作，並由一個程序計數器控制指令地執行。控制器具有判斷能力，能根據計算結果選擇不同的工作流程。
計算機必須具備五大基本組成部件，包括：
輸入數據和程序的輸入設備；
記憶程序和數據的存儲器；
完成數據加工處理的運算器；
控製程序執行的控制器；
輸出處理結果的輸出設備