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实际上，计算机不会做的事情特别多——它自身的内部功能是有限的，仅包括对少量数据的精确计算和修改。但是，由于它的速度快得令人难以置信，以至于它可以在几分之一秒内处理数百万个这样的过程，因此它能够实现非常出色的整体性能。“可以处理”的前提条件是，它需要收到非常精确的有关它应该做什么以及按照什么顺序操作的规程。这些规程就被称为程序——逐步地为计算机提供非常精确的工作说明。如果没有程序，计算机几乎不起作用，基本上什么都做不了。
在此过程中，每个有用的计算机程序始终由相同的三个基本过程组成：获取数据（输入）、处理数据、输出数据。计算机从用户、硬盘或输入设备那里获得数据。计算机在其规程（程序）的帮助下处理这些数据，并在完成后再次输出数据，以便用户取回结果。
一个老式咖啡磨也是这样工作的，只是更简单：输入是将咖啡豆倒入豆槽中，处理是使用各种或粗或细的研磨头对咖啡豆进行研磨，输出是使细咖啡粉落入下方的收集盒中，最后，使用者从中取出咖啡粉制作咖啡。
然而，数据不是咖啡豆，在进入计算机后始终以数字形式运行，更准确地说是位和字节。稍后我们会具体介绍这两种形式。数据可以来自硬盘，在硬盘上，它们被汇集为“文件”并推送至缓存中，或者由用户使用来自连接设备的鼠标和键盘，或者麦克风、摄像头或传感器输入。也可以使用其他存储介质（例如CD-ROM驱动器或U盘）进行输入。数据也可以通过和另外一台工作的电脑联机获取，或者来自互联网（如图2.1所示）。
图2.1 计算机的工作方式：输入、处理、输出
而计算机中替代“研磨头”的是一个“计算单元”，在其中对输入的数据逐个进行处理、变更、转换、连接或分离，然后将其打包保存到临时存储器中，以继续处理下一个数据。这是在处理器中发生的“处理过程”——由于处理器一次只能处理一个数字或一段文本，因此它还需要大量内存来存储已处理或必须继续处理的所有内容，而在内存中可以安全地进行中转存放，并在稍后重新调用。这就是内部存储器或RAM存储器的功能。
程序处理完成后，结果必须对用户可用，这就是输出。得出的数字、创建的文本、图形数据或其他数据将被发送到适当的设备上，比如屏幕或打印机、扬声器，或将它们作为文件写入硬盘。
这就是计算机的全部工作——它的完成情况取决于任务，有时以简单的方式完成，有时以复杂的嵌套方式完成，但万变不离其宗，始终是数据输入、数据处理、数据输出。
为计算机编写程序的人必须准确说明规程：哪些数据以何种方式输入？如何进行精确处理？最终如何输出？