输入输出设备与计算机指令执行流程

本资源是关于“输入、输出设备”的大学计算机课程讲解，涉及计算机系统的基础知识，由同济大学提供。内容涵盖了输入设备、输出设备的功能和常见类型，以及计算机指令执行的串行和并行概念，并简单介绍了早期的编程语言发展历史。 在计算机系统中，输入设备和输出设备起着至关重要的作用。输入设备是用户与计算机交互的桥梁，它们接受用户提供的原始信息，如键盘用于输入文字，鼠标用于操作界面，扫描仪用于数字化图像，操纵杆和光笔用于游戏和图形设计，而触摸屏则在移动设备上广泛应用。这些设备将信息转化为计算机能理解和处理的二进制形式，并存储到内存中。 输出设备则负责将计算机处理后的信息转化为用户可以理解的形式。常见的输出设备包括显示器，用于显示图像和文本；音箱，用于播放音频信息；打印机，用于将电子文档转化为纸质形式；绘图仪则专用于高质量的图形输出。 计算机执行程序的过程通常是以串行方式进行的，即在任何时刻只能执行一条指令。然而，通过采用流水线技术，现代CPU能够将取指令、分析指令和执行指令这三个步骤并行处理，从而显著提高了处理速度。流水线技术就像工厂生产线，每个阶段都有特定的任务，连续不断地处理指令，以达到更高的效率。 早期的编程语言如机器语言，虽然执行速度快，占用空间小，但对程序员的要求极高，编程困难且不易修改，通用性差。随着技术的发展，高级语言应运而生，如FORTRAN用于科学计算，COBOL用于商业应用，PASCAL用于教学和系统软件开发，C和C++则因其简洁性和强大的功能广泛应用于各种领域。BASIC作为初学者语言，随着Visual Basic的出现，也变得更加可视化和易于使用。 高级语言的出现极大地简化了编程工作，使得程序员能够更专注于问题的解决，而不是底层的机器细节。它们提高了程序的可读性、可维护性、移植性和重用性，降低了开发周期，促进了软件工程的发展。随着计算机技术的不断进步，新的编程语言和工具持续涌现，进一步提升了开发效率和程序质量。