浅析计算机原理及其应用
时间：2021-04-09 07:57:58 来源：达达文档网 本文已影响 人 
【摘 要】随着信息技术的发展，计算机应用进入各个领域。计算机专业的人才就业路子更加宽广，适应性也越来越强。而事实证明，随着经济技术的越来越发达，社会的进步，数字化对于各行各业都是大势所趋。计算机行业包括软件和硬件两大部分，硬件部分属于支撑部分，而软件属于运行部分，二者协调处理，组成计算机系统。本文从计算机原理入手，分析计算机未来的应用。
【关键词】计算机系统 原理 应用
计算机技术的快速发展，运算速度的不断提升，使得计算机逐步进入各个领域。早期计算机由于运算速度不足导致处理能力较差，使得其不能完全进入各个领域。但是个人计算机技术的高速发展让计算机成为办公设备必不可少的一部分。这就使得计算机的日常维护以及可靠性成为人们越来越关注的话题。目前为止，计算机的整体系统没有什么变化，依然是当初冯诺依曼提出来的五个基础部分加上其他拓展部分组成的，其中五个基础部分为：运算器、控制器、存储设备、输入设备和输出设备。类比个人电脑，运算器和控制器被整合为中央处理器，存储设备就是硬盘，输入设备为键盘和鼠标，而输出设备目前一般是显示器，当然有一部分特殊的计算机的输出设备是打印机或者投影仪。运算器和控制器是处理数据信息的设备，存储装置是储存信息的设备，输入设备负责数据的输入，输出设备则是负责数据处理结果的输出[1]。
一、计算机的工作原理
目前为止，通常的输入设备包括但不仅限于以下几种：键盘、鼠标和扫描仪（包括个人计算机的摄像头）等等，另外在一些时候光盘处理器也算是输入设备的一种。由于计算机只能处理二进制数据，所以我们通过输入设备输入的数据是不能被直接处理的，需要转化为“1”和“0”组成的二进制信息，这样才能通过控制器调用，然后由处理器进行数据处理。和人比较，输入设备相当于人的眼睛、耳朵和皮肤，负责对外部信息进行感知和采集，而处理器和控制器相当于人的神经系统和大脑，负责信息的传递和处理。而存储设备负责对所有信息（包括已经处理和未经处理的信息）的存储，目前常用的存储设备包括但不仅限于以下几种：硬盘、光盘和U盘，早期的存储设备则有纸带、磁带、以及软盘等等。这相当于我们大脑的一部分功能，人类的记忆就是对过去所获得的信息的存储。而输出设备则是将处理后的信息输出，输出设备一般有以下几种：显示器、投影仪、打印机等等。人体上信息的输出则表现在人对事物做出的反应。根据以上表述，我们可以把计算机看做一个人，那么对应的就是以下这种情况：控制器、处理器和存储设备共同组成计算机的大脑，输入设备相当于收集信息的各种器官，输出设备则相当于对事物的一个反应。这就是计算机工作的大致原理[2]。
举一个简单的例子，我们通过键盘输入“1+1”，输入之后，信息会被转换成二进制代码，然后通过控制器把二进制代码传递给处理器，加入处理器的等待处理队列，当轮到处理器处理的时候，处理器把二进制代码运算之后得到一个数据的二进制代码，对于本次运算得到的就是2的二进制代码，然后再通过控制器把二进制代码传递给存储设备进行存储或者输出设备进行输出[3]。事实上，我们很少用计算机去处理如此简单的信息，这只是给大家一个最直观的例子来描述计算机的工作过程，计算机处理的数据通常都非常的复杂，但是任何一次处理最终都是通过对二进制信息的加法和减法实现的。
二、计算机技术的应用
目前计算机技术主要应用有：图形处理技术、音视频技术、数据库技术、网络技术以及软件开发技术。
（一）图形图像处理技术
在图形图像处理技术上，目前主要是通过Photoshop软件、3DMax软件、CAD软件进行的各种处理。在这些方面主要是通过软件，对已有的图形图像信息进行编辑，从而达到人们的目的。对于图形图像处理过程中的输入设备一般是扫描仪，或者从各种存储设备直接把图形数据调入计算机，在处理过程中，非专业级别数据处理采用CPU计算即可，但是专业级别运算一般使用专业的图形处理设备进行运算，是CPU的另一种形式，叫做GPU。输出设备是显示器、投影仪或者打印机，但是在现实中通常处理过的数据需要存储起来而不需要直接输出。
（二）音视频技术
音视频技术与图形图像技术类似，在处理过程中对于图像的计算同样通过GPU处理，而声音的处理则是CPU进行计算。
（三）数据库技术
现在大规模使用的数据库技术可以为人们存储更多的信息，更加方便人们对于信息的调用。另外数据库技术并不是简单的数据存储，还包括数据的对比、运算等等。
（四）网络技术
网络技术的应用让人们生活的更加便利，信息的传递也更加快捷。最简单的例子就是我们现在普遍使用的互联网和手机，手机技术使得人们再也不用依赖传统的笨重的方式传递信息，而互联网技术的应用更加多样化，在更多方面方便人们的工作以及娱乐。
（五）程序设计技术
程序设计是信息技术的关键，因为对于计算机来说，人类的语言和动作都是处理器所不能理解的，这就需要程序作为一个媒介，在中间传递、转化人类对计算机输入的信息，比如说上面我们提到的输入“1+1”的例子，在整个过程中虽然是控制器和运算器进行处理，但是对于控制器和运算器的调用却是软件实现的。也正是由于软件的发展，才带动着计算机技术的发展。
三、总结
未来的世界是信息技术的世界，作为信息技术的基础，计算机技术展现的是高速度与高质量并存的发展形势。未来计算机更是朝着小型化和专业化发展，在软件技术方面虚拟现实技术将为人类做出更多贡献。而硬件方面，小型化集成化的超微型计算机在医学以及通信领域将有更大的发展。可以预见，未来在人脑内集成电脑进行辅助处理信息一定会实现，到那个时候，你可能很难判断自己做出的行为究竟是大脑决定的还是电脑决定的。
参考文献：
[1]张春芳，王现更.谈《微型计算机原理及其接口》的学习[J].河北自学考试，2011（09）.
[2]朱定华.深化微型计算机原理及应用课程的教学改革[J].电气电子教学学报，2011（11）.
[3]王立新.浅析计算机原理中C语言的应用[J].计算机光盘软件与应用，2012（08）.
