第一章:计算机硬件知识

一、计算机硬件的五大组成部分：

1.控制器：是指计算机的指挥系统。

2.运算器：是指实现算数运算和逻辑运算的部件。它与控制器组成了计算机的CPU。

3.存储器：是指计算机用来存放所有数据和程序的记忆部件。它的基本功能是按指定的地址存（写）入或者取（读）出数据信息。其种类分为两类：第一类是内存储器（简称内存或者主存），也就是计算机中的内存条；第二类是外存储器（辅助存储器），也就是计算机中的磁盘。内存储器的优点是存取速度快，但是缺点就是当断电数据会丢失，并且存储容量小。外存储器的优点是断电不丢失数据、存储容量大，但是缺点是存取速度慢。存储器由若干个存储单元组成，每个存储单元都有一个地址，计算机通过地址对存储单元进行读写。一个存储器所包含的字节数成为存储容量，单位有BKB、MB、GB、TB、PB等。

4.输入设备：是指向计算机输入信息（文字、图像、声音、数据、程序等）的设备，如：键盘、鼠标、摄像头、扫描仪等。值得注意的是外部存储器也是一种输入设备。

5.输出设备：是指计算机向外界输出信息的设备，如显示器、音箱等。同样外部存储器也是一种输出设备。

二、计算机的三大组件

1.处理器

核心处理器（Central Processing Unit,CPU）由控制器和运算器组成。CPU的职能是控制和运算，控制器是负责各组件和各单元的控制工作，而运算器则是负责程序运算和逻辑判断，所以对于计算机来说CPU相当于人的大脑。CPU的工作流程是：CPU从内存中取指令->解码->执行下一条指令。现在大多数CPU采用的是X86-64的型号。CPU具有向下兼容性，即64位的CPU可以执行32位的程序。.存储器（内存和磁盘）另外两大组件是内存和磁盘。存储器它们的速度和容量，往往呈现负相关的，如下表所示：寄存器：它的材料是与CPU相同，因此它的速度与CPU一样快，CPU访问它没有延迟，32位CPU中为32*32，64位CPU中64*64，这两种的容量均小于1KB。高速缓存：主要由硬件控制高速缓存的存取。

2.内存：

他是存储器系统的主力，主存通常称为随机访问存储RAM0，就是我们通常所说的内存，容量一直攀升，所有不能再高速缓存中找到的，都会到主存中找，主存是易失性存储，断电后数据会全部丢失。ROM（Read Only Memory）只能读不能写,断电不丢失数据。EEPROM（Electrically Erasable PROM）电可擦除可编程ROM以及闪存（Flash Memory）同样是非易失性存储器。它们与ROM相比，不同的是：他们可擦除重写，但是花费的时间较长。闪存应用于很多电子设备之中，如手机、电视机等，这些电子设备往往将其作为存储媒介。

CMOS是另一种存储器，它是易失性的。它可以与递增时间的电路是由一块小电池驱动，可以供时间更新，因此应用于计算机之中；CMOS可以保存配置的参数，它的耗电低。

3.磁盘:

它的速度很低，其原因是它是一种机械装置，在磁盘中有一个或多个金属盘片，它们以5400、7200或10800rpm(RPM=revolution per minute 每分钟多少转)的速度旋转。从边缘开始有一个机械臂选在盘面上，这类似于老式黑胶唱片机上的拾音臂。信息卸载磁盘上的一些列的同心圆上，是一连串的二进制位（称为bit位），为了统计方法，8个bit称为一个字节bytes,1024bytes=1kb,1024kb=1Mb,1024Mb=1Gb,所以我们平时所说的磁盘容量最终值得是磁盘能写多少个二进制位。

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