计算机是怎样跑起来的
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1.2 输入、运算、输出是硬件的基础

首先从硬件的基础开始介绍。从硬件上来看,可以说计算机是执行输入、运算、输出三种操作的机器。计算机的硬件由大量的IC (Integrated Circuit,集成电路)组成(如图1.1所示)。每块IC上都带有许多引脚。这些引脚有的用于输入,有的用于输出。IC会在其内部对外部输入的信息进行运算,并把运算结果输出到外部。运算这个词听起来也许有些难以理解,但实际上就是计算的意思。计算机所做的事就是“输入”数据1和2,然后对它们执行加法“运算”,最后“输出”计算结果3。

图1.1 IC的引脚中有些用于输入,有些用于输出

小型的IC自不必说,就连在观察银行的在线系统这类巨型系统时,或是编写复杂的程序时,也要时常把输入、运算、输出这三者想成是一套流程,这一点很重要。其实计算机就是台简单的机器,因为它只能做这三件事。

“你说得不对,计算机能做的事远比这些多得多。”也许会有人这样反驳笔者。的确,计算机可以做各种各样的事,比如玩游戏、处理文字、核算报表、绘图、收发电子邮件、浏览网页,等等。但是无论是多么复杂的功能,都是通过组合一个又一个由输入、运算、输出构成的流程单位来实现的,这是毋庸置疑的事实。如果打算用计算机做点什么的话,就要考虑该如何进行输入、如何获取输出以及进行怎样的运算才能从输入得到输出。

输入、运算、输出三者必须成套出现,缺一不可。这样说的原因有几点。首先,现在的计算机还没有发展到能通过自发的思考创造出信息的地步。因此不输入信息,计算机就不能工作。所以,输入是必不可少的。其次,计算机不可能不执行任何运算。如果只是使输入的信息绕过运算环节直接输出,那么这就是电线而不是计算机了。可以说不进行运算,计算机也就没有什么存在的意义。最后,输入的信息如果经过了运算,那么运算结果就必然要输出。如果不输出结果,那么这也不是计算机而只是堆积信息的垃圾箱了。因此,输出也必不可少。

图1.2 计算机只会输入、运算、输出