电脑基本知识

电脑硬件的五大单元

这里提供一个便于记忆的方式，首先看到电脑硬件的组成，很自然的可以看到：

（1）输入单元：鼠标键盘

（2）输出单元：显示器、打印机

（3）主机部分：里面包含一堆板子，CPU，内存等

把主机部分拆开来看：CPU、内存、硬盘。CPU里面包含（控制单元、算术逻辑单元）、内存和外部存储设备统称为存储器

因此：输入单元、输出单元、控制单元、算术逻辑单元、存储单元。

无论是CPU,输入，输出，还是外部存储设备，需要经过内存来传输数据

CPU架构

通过指令集来看，分为RISC精简指令集（ARM/POWERPC）和CISC复杂指令集(AMD INTEL VIA 等 X86架构芯片)

运作流程

把电脑比作人体。

RAM: 脑袋中存放正在被思考的数据的区域。将皮肤、眼睛接受到的信息暂时记录起来，供CPU思考用

CPU：相当于脑子，负责相关事情的判断与实际处理的机制

硬盘：脑袋里存放回忆的记忆区域。现在先不使用，方便以后使用

主板：神经系统，负责将重要组件连接在一起

显卡：相当于脑子中的影像，将来自眼睛的刺激形成影像后再脑袋中呈现，所以显卡也是由CPU控制

主机电源：心脏

电脑上面常用的计算单位

容量单位：

1字节=8位

速度单位：

20 Mbps = 20 Mbit/s (一般宣传的光纤的速度) = 2.5 MB/S

电脑架构与相关设备硬件

CPU: CPU的频率就是CPU每秒可以进行工作的次数，比如CPU频率是3.6GHz，表示这块CPU可以在一秒内进行3.6*10^9次工作

内存和CPU通信

早期是南北桥，这个不用记了。目前是将内存控制器整合到CPU后，CPU和内存之间的通信是直接交流，

以CPU中的内存控制芯片和内存间的传输速度举例，内存也有其工作频率，受限与内存控制器。假如内存控制芯片对内存的工作频率最高达到1600MHz，每个时钟周期能够传输的数据量大多是64位，这就是位宽，所以CPU从内存中取得的最大带宽就是1600*64/8=12.8GB/s (内存控制器工作频率*位宽 = 带宽)

32位的位是byte, 而不是bit. 是表示 2^32 个地址，而每一个地址是指向的是 8bit为一组的 byte ，所以要算到寻址的话，就要在乘以8 ，也就是 2^35 个bit，这样再换算为GB就是 4GB了。

内存

CPU所使用的所有数据皆来自内存，软件程序或者文件数据都必须要读入内存后CPU才能使用，个人电脑的内存主要组件为DRAM(Dynamic Random Access Memory), 后面更新迭代又分为SDRAM和DDR SDRAM,后者的传输速度更快，主要是因为频率更高

除了内存之外，个人电脑中还有很多类似内存的存储结构，CPU旁还有Cache(高速缓存)，其使用的是SRAM。

主板（设备I/O地址与IRQ中断请求）

主板负责各个电脑组件之间的通信，但是组件太多了，有输入/输出/不同的存储设备，主板芯片组是如何通信的？这是就需要用到I/O地址和IRQ：

I/O地址：各设备的门牌号码

IRQ：各个门牌连接到CPU的专门路径

操作系统

（1）操作系统内核：其本身也是一组程序，重点在于：管理电脑的所有活动以及驱动系统中所有硬件。硬件的所有操作必须通过操作系统来完成，如果没有其他的应用程序，操作系统也只能让电脑主机准备妥当（READY）而已。但是只要硬件不同（例如不同架构CPU），内核就必须进行修改。

（2）系统调用：比如说C语言，只需要会C语言的函数就行，因为内核的调用接口会主动将C语言的相关语法转化成内核可以了解的任务函数

（3）应用程序：其开发都是参考操作系统提供的API，所以该应用程序只能在该操作系统上面运行，不能跑在其他操作系统上

（4）内核功能：系统调用接口、进程管理、内存管理、文件系统管理、设备驱动

a. 操作系统必须能够驱动硬件，这样驱动程序才能够使用该硬件功能

b. 操作系统会提供API,从而让开发商编写他们的驱动程序

c. 使用硬件功能，必须安装厂商提供的驱动

d.驱动程序由厂商提供，和操作系统无关