OS - 计算机基本组成
文章目录
- 生猛干货
- 概
- 基本硬件组成
- CPU
- 内存
- 主板
- 冯·诺依曼体系结构
- 搞定计算机基础内功
生猛干货
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概
基本硬件组成
2000年左右， 要自己组装一台计算机，要先有三大件，CPU、内存和主板。
CPU
CPU (Central Processing Unit) 中央处理器 。 简单来说， CPU是一个超级精细的印刷电路版。
内存
第二个重要的配件，就是 内存（Memory）
程序读取的数据、计算得到的结果，也都要放在内存里
内存通常直接可以插在主板上 。
存放在内存里的程序和数据，需要被CPU读取，CPU计算完之后，还要把数据写回到内存。然而CPU不能直接插到内存上，反之亦然。于是，最后一个大件—— 主板（Motherboard）
主板
主板是一个有着各种各样，有时候多达数十乃至上百个插槽的配件。
CPU要插在主板上，内存也要插在主板上。主板的 芯片组（Chipset）和 总线（Bus）解决了CPU和内存之间如何通信的问题。芯片组控制了数据传输的流转，也就是数据从哪里到哪里的问题。总线则是实际数据传输的高速公路。
因此， 总线速度（Bus Speed）决定了数据能传输得多快。
有了CPU、内存、主板 ，那么只要配上 电 源供电，计算机差不多就可以跑起来了。
但是现在还缺少各类输入（Input）/输出 （Output）设备，也就是我们常说的I/O设备。
显示器我们才能看到计算机输出的各种图像、文字，这就是输出设备。 鼠标和键盘能输入，就是所谓的 输入设备。
最后还要配上一个硬盘。这样各种数据才能持久地保存下来。绝大部分人都会给自己的机器装上一个机箱，配上风扇，解决灰尘和散热的问题。
只不过机箱和风扇，算不上是计算机的必备硬件，拿个纸板或者外面放个电风扇，也一样能用。
冯·诺依曼体系结构
冯·诺依曼提出的 冯·诺依曼体系结构，也叫存储程序计算机。
First Draft of a Report on the EDVAC 描述了他心目中的一台计算机应该长什么样。这篇报告在历史上有个很特殊的简称，叫 First Draft 《第一份草案》。这样，现代计算机的发展就从祖师爷写的一份草案开始了。
首先是一个包含算术逻辑单元（Arithmetic Logic Unit，ALU）和处理器寄存器（Processor Register）的处理器单元（Processing Unit），用来完成各种算术和逻辑运算。因为它能够完成各种数据的处理或者计算工作，因此也有人把这个叫作数据通路（Datapath）或者运算器。
然后是一个包含指令寄存器（Instruction Reigster）和程序计数器（Program Counter）的控制器单元（Control Unit/CU），用来控制程序的流程，通常就是不同条件下的分支和跳转。在现在的计算机里，上面的算术逻辑单元和这里的控制器单元，共同组成了我们说的CPU。
接着是用来存储数据（Data）和指令（Instruction）的内存。以及更大容量的外部存储，在过去，可能是磁带、磁鼓这样的设备，现在通常就是硬盘。
最后就是各种 输入和输出设备，以及对应的输入和输出机制。我们现在无论是使用什么样的计算机，其实都是和输入输出设备在打交道。个人电脑的鼠标键盘是输入设备，显示器是输出设备。我们用的智能手机，触摸屏既是输入设备，又是输出设备。而跑在各种云上的服务器，则是通过网络来进行输入和输出。这个时候，网卡既是输入设备又是输出设备。
任何一台计算机的任何一个部件都可以归到运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备中，而所有的现代计算机也都是基于这个基础架构来设计开发的。
而所有的计算机程序，也都可以抽象为从 输入设备读取输入信息，通过 运算器和 控制器来执行存储在 存储器里的程序，最终把结果输出到 输出设备中。而我们所有撰写的无论高级还是低级语言的程序，也都是基于这样一个抽象框架来进行运作的。
搞定计算机基础内功
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