什么是计算机，它是如何工作的呢？

在当今社会，计算机已经进入我们生活的方方面面。个人电脑，手机，游戏机，工厂，机器人，飞机，火箭，甚至汽车，都已经离不开计算机。那你有没有思考过我们随处可见的计算机到底是个什么东西呢？它又是如何工作的呢？我们先来看看下面这些东西：

你一定都见过这里的的东西，他们有一个统一的分类名称，叫“工
具”，从古代开始人类就制造各种工具来为我们的工作节省体能或带来便捷，它是我们四肢机能的延伸。现代人类为自己制造的工具已经能力越来越强大了，纺织机，挖掘机，收割机等等。

有一天人类意识到是否也可以制造一种帮助我们思考的工具呢？来帮我们计算工程问题，作出决策等这些需要脑力的工作，就这样人类发明了计算机，来作为我们大脑的延伸。有两位科学家为现代计算机的发明作出了巨大的贡献，他们是：英国科学家艾兰· 图灵（Alan Turing）和美籍匈牙利科学家冯· 诺依曼（John Von· Neumann）。其中图灵提出了理论基础，冯·诺依曼奠定了计算机体系结构框架，从第一台计算机至今，大多数计算机都是沿用这种体系结构。当然你手中的Micro:bit也是，他是一种微型计算机，不要小看它，虽然它不如你的桌面电脑那么强劲，但也比阿波罗13号登月计划的计算机强大太多了，甚至比我国航天站天宫一号上的计算机还快一些。

简单来说，计算机的主要功能是

输入数据
存储数据
处理数据
输出数据

这就是冯· 诺依曼结构。那下面我们就来看看Micro:bit上丰富的输入输出设备。

LED

LED是指发光二极管。 Micro:bit有25颗可独立编程的LED灯，你可以用它来显示文本，数字以及图像。

按钮

image.png

在micro:bit板子前面有2个按钮（标记了A和B）。按下这些按钮，则可以根据你的编程来运行相应的代码。

光线传感器

在Micro:bit正面的25个LED的屏幕除了发光，还可以起到一个基础的光线传感器的作用，你可以用它来检测周围环境的光线。

引脚

在Micro:bit连接器的边缘有25个外部接口，我们把这些接口称作“引脚”。它可以用来为电机，LED灯，或者其他带引脚的电子元器件编程，或者是连接外部传感器来控制代码。

温度传感器

传感器允许micro:bit检测设备的当前温度。这个小东西安装在CPU附近。

加速度传感器

加速度传感器可以测量micro:bit的加速度，还可以检测micro:bit的移动和动作，例如：摇动，倾斜以及自由落体。

电子罗盘

指南针是用于检测地球磁场，可以让你探测到micro:bit面对的方向。在使用之前，你需要校准指南针。

无线电

无线电可以让你在2块micro:bit板子之间进行无线通讯。用无线电发送信息到其他的micro:bit板子上，可以创建多人游戏以及更多有趣的发明！

蓝牙

蓝牙天线可以让micro:bit接收蓝牙信息。这可以让micro:bit和电脑，手机以及平板进行无线通信。因此你可以用micro:bit控制你的手机，并且用你的手机发送无线代码到你的设备上哦！

USB

USB接口允许您通过micro-USB线将Micro:bit连接到您的计算机，还将为设备供电，并允许您将程序下载到Micro:bit。

你可以思考一下上面哪些是用来输出的，哪些是用来输入的呢？

CPU和存储器

Micro:bit使用的是32位，主频16 MHz ，ARM Cortex-M0 微控制器，16 KB 静态RAM，256 KB 闪存，而当初阿波罗登月计划的计算机，CPU是16位，主频2MHz，包含一个2K的RAM和36K的ROM，远不及你的这个Micro:bit。所以比Micro:bit弱的计算机都能控制登月火箭，你手中的小玩意应该能做更多有趣的事情。我们这一节学习的计算机架构原理会有助于理解程序的编写。