计算机整体结构详解

如今的世界早已成为了信息时代,我们生活当中已经离不开计算机了,从航空航天行业到生命科学,从人工智能到销售服务业,我们使用服务器存储数据,使用个人电脑上网玩游戏,使用手机听歌聊天,都是在使用计算机 ,虽然我们每天都在使用它,但是你真的了解它吗 
计算机根据发展趋势可以分为四类 
1. 巨型化——航空航天等 
2. 微型化——个人电脑 
3. 网络化——数据交互,公司系统 
4. 智能化——人工智能,阿尔法狗

计算机系统是由硬件系统和软件系统组成的。 
我们先来看一下计算机硬件系统 远程桌面连接 
无论计算机如何划分类别,它只有 计算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备这五个部分组成。

计算机系统图

影响计算机整体性能的主要部件顺序分别为:

1.CPU模块

2.内存模块、外存储器

3.显卡

整体的性能还受木桶效应的影响。

下面我们通过个人电脑来讲解一下各个部分的作用

  1. 主板 
    主板也叫系统版,集成了计算机最主要的核心部件,包括cpu模块,内存模块,基本IO接口,还有其他诸如总线,USB接口之类的。 
    CPU模块:由计算器、控制器和高速寄存器组成。相当于人的大脑 
    –计算器:计算机硬件只能识别二进制数据(0和1),我们所有的对计算机的操作,任何一个命令到了计算机那里就是一段段由0和1组成的指令,计算器就是来处理这些指令的,这些指令类型可以总结为加减乘除和逻辑运算(与或非,异或)。 
    –寄存器:存放计算时产生的中间值 
    –控制器:计算机执行命令是一条一条的进行的,控制器就是来管理这些命令的执行顺序,并给他们分配时间。 
    内存模块:我们通常将内存条RAM和只读存储器ROM成为内存。 
    –RAM(random access memory):随机存储器,就是内存条,计算机在使用时,会将需要操作的数据从外存读取到内存中,然后再进行操作,保存时再保存到外存中。RAM是不会保存数据的。 
    –ROM(read only memory):只读存储器,我们有时候需要配置计算机启动方式等等一些操作是需要进入BIOS里面修改数据,其实,它是一组固化到计算机内主板上一个ROM芯片上的程序,它保存着计算机最重要的基本输入输出的程序、开机后自检程序和系统自启动程序。我们只能读取其中的数据,不可以修改程序。 
    外存储器:硬盘,光盘,软盘,U盘等设备 
    –硬盘:常见的硬盘有两种类型 SATA 和IDE,都是机械硬盘;IDE比较老,硬盘接口大,SATA是现在最常见的,接口小,数据传输速度快;除此之外,现在比较流行的是固态硬盘,一般也采用SATA接口,使用了闪存技术,所以速度快,但是成本高。虽然固态硬盘非常好用,但是但时间内也是替代不了的,成本高是一个,另外它没有机械硬盘那么耐用,一旦损坏数据难以恢复。 
    显示系统:由显示器和显示适配卡(显卡)组成 
    –显示器帧数(fps):只有当fps>=24的时候人的眼睛才会觉得这些画面是一个连续的视频。如果电脑画面一卡一卡的,很有可能是显卡不行。 
    –显卡:将电脑的数字信号转换成模拟信号让显示器显示出来

计算机工作原理 
计算机的工作原理就是存储数据和程序控制。用户通过输入端将指令和数据发送到内存,然后控制器从内存中逐条读取指令交与计算器处理,处理完成后按照指令里的地址把结果发送到内存中,这个过程一直循环操作直到指令执行完就称作冯诺伊曼原理。

按照功能分,可以分为四层: 
–硬件层(裸机):只识别微指令 
–操作系统层:将语言处理程序层的指令转化为微指令传递给硬件层,直接管理软硬件,是软件和硬件通信的桥梁 
–语言处理程序层:将用程序设计语言编写的程序转换为机器码,以便计算机能够执行。 
–应用程序层:提供给用户使用的各种软件

原文地址:https://www.cnblogs.com/oneasdf/p/9353809.html