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计算机基础(一)

计算机基础(一)

    最近准备配置一台台式机,就看了一下《鸟哥的linux私房菜:基础学习篇 (第四版)》,觉得里面写的挺好,本篇博客均摘自此书。

一、简介

1、概念

1.电脑

    所谓的电脑就是一种计算机,而计算机其实是:接受使用者输入指令与数据,经由中央处理器的数学与逻辑单元运算处理后,以产生或储存成有用的信息。

2.

    位:指的是CPU一次数据读取的最大量。

    64位CPU代表CPU一次可以读写64bits的数据,

    32位CPU则是CPU一次只能读取32位的意思。

    因为CPU读取数据量有限制,因此能够从内存中读写的数据也就有所限制。所以,一般32位的CPU所能读写的最大数据量,大概就是4GB左右。

3.计算机硬件的五大单元

    包括输入单元、输出单元、CPU内部的控制单元、算数逻辑单元与内存五大部分。

    依外观来说这家伙主要可分为三部分,分别是:

    输入单元包括键盘、鼠标、读卡机、扫描仪、手写板、触摸屏等等一堆;

    主机部分:这个就是系统单元,被主机机箱保护住了,里面含有一堆板子、CPU与内存等;

    输出单元:例如屏幕、打印机等等。

    主要结构如下图:

1>系统单元

    系统单元包括CPU与内存及主板相关元件。

    主板上还有很多的连接接口与相关的适配卡,包括常使用的PCI-E10G网卡、磁盘阵列卡、还有显卡等等。

2>存储单元

    包括内存(main memory,RAM)与辅助内存,其中辅助内存其实就是大家常听到的“储存设备”!包括硬盘、软盘、光盘、磁带等等的。

3>输入、输出单元

    同时涵盖输入输出的设备最常见的大概就是触摸屏了。

    至于单纯的输入设备包括前面提到的键盘鼠标之外,目前的体感设备也是重要的输入设备!

    至于输出设备方面,除了屏幕外,打印机、音效喇叭、HDMI电视、投影机、蓝牙耳机等等,都是输出设备。

2、CPU的架构

    CPU 其实内部已经含有一些微指令,我们所使用的软件都要经过CPU 内部的微指令集来完成才行。这些指令集的设计主要又被分为两种设计理念,这就是目前世界上常见到的两种主要CPU架构,分别是:精简指令集(RISC)与复杂指令集(CISC)系统。

1.精简指令集

    Reduced Instruction Set Computer,RISC

    这种CPU 的设计中,微指令集较为精简,每个指令的执行时间都很短,完成的动作也很单纯,指令的执行性能较佳;但是若要做复杂的事情,就要由多个指令来完成。

    常见的RISC微指令集CPU主要有:

    甲骨文(Oracle)公司的SP ARC系列、IBM公司的Power Architecture(包括PowerPC)系列、与安谋公司(ARM Holdings)的ARM CPU系列等。

2.复杂指令集

    Complex Instruction Set Computer,CISC)

    与RISC不同的,CISC在微指令集的每个小指令可以执行一些较低阶的硬件操作,指令数目多而且复杂,每条指令的长度并不相同。因为指令执行较为复杂所以每条指令花费的时间较长,但每条个别指令可以处理的工作较为丰富。

    常见的CISC微指令集CPU主要有AMD、Intel、VIA等的x86架构的CPU。

3、运行流程

    计算机的运行流程如下图所示:

    CPU=大脑:每个人会作的事情都不一样(微指令集的差异),但主要都是通过大脑来进行判断与控制身体各部分的活动。

    内存=大脑中放置的正在被思考的数据区块:在实际活动过程中,我们的大脑需要有外界刺激的数据(例如光线、环境、语言等)来分析,那这些互动数据暂时存放的地方就是内存,主要是用来提供给大脑判断用的信息。

    硬盘=大脑中存放回忆的记忆区块:和内存不同,内存是提供脑袋目前要思考与处理的信息,但是有些生活琐事或其他没有要立刻处理的事情,就当成回忆先放置到大脑的记忆深处!那就是硬盘!主要目的是将重要的数据记录起来,以便未来将这些重要的经验再次的使用。

    主板=神经系统:好像人类的神经一样,将所有重要的元件连接起来,包括手脚的活动都是大脑发布命令后,通过神经(主板)传导给手脚来进行活动!

    各项周边设备=人体与外界沟通的手、脚、皮肤、眼睛等:就好像手脚一般,是人体与外界互动的重要关键!

    显卡=大脑中的影像:将来自眼睛的刺激转成影像后在脑袋中呈现,所以显卡所产生的数据来源也是CPU控制的。

    电源供应器(Power)=心脏:所有的元件要能运行得要有足够的电力供给才行!这电力供给就好像心脏一样,如果心脏不够力,那么全身也就无法动弹的!心脏不稳定,那你的身体当然可能断断续续的不稳定!

4、电脑分类

    电脑的分类非常多种,如果以电脑的复杂度与运算能力进行分类的话,主要可以分为这几类:

1.超级计算机(Supercomputer)

    超级计算机是运行速度最快的电脑,但是他的维护、操作费用也最高!主要是用于需要有高速计算的计划中。

    例如:国防军事、气象预测、太空科技,用在仿真的领域较多。详情也可以参考: 国家高速网络与计算中心http://www.nchc.org.tw的介绍! 至于全世界最快速的前500大超级计算机,则请参考:http://www.top500.org。

2.大型计算机(Mainframe Computer)

    大型计算机通常也具有数个高速的CPU,功能上虽不及超级计算机,但也可用来处理大量数据与复杂的运算。

    例如大型企业的主机、全国性的证券交易所等每天需要处理数百万笔数据的企业机构,或者是大型企业的数据库服务器等等。

3.迷你电脑(Minicomputer)

    迷你电脑仍保有大型计算机同时支持多使用者的特性,但是主机可以放在一般作业场所,不必像前两个大型计算机需要特殊的空调场所。通常用来作为科学研究、工程分析与工厂的流程管理等。

4.工作站(Workstation)

    工作站的价格又比迷你电脑便宜许多,是针对特殊用途而设计的电脑。在个人电脑的性能还没有提升到目前的状况之前,工作站电脑的性价比是所有电脑当中较佳的,因此在学术研究与工程分析方面相当常见。

5.微电脑(Microcomputer)

    个人电脑就属于这部份的电脑分类,也是接下来主要探讨的目标!体积最小,价格最低,但功能还是五脏俱全的!大致又可分为桌上型、笔记型等等。

5、计算单位

1.容量单位

    0/1这个二进制的的单位我们称为bit。1Byte=8bits

进位制

Kilo

Mega

Giga

Tera

Peta

Exa

Zetta

二进制

1024B

1024K

1024M

1024G

1024T

1024P

1024E

2.速度单位

    CPU的运算速度常使用 MHz 或者是GHz之类的单位,这个Hz其实就是秒分之一。

    网络常使用的单位为Mbps是Mbits per second,亦即是每秒多少Mbit。

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