Ⅰ:计算机核心基础

一:计算机组成原理

1.什么是计算机?

  • 俗称电脑,即通电的大脑,电脑二字蕴含了人类对计算机的终极期望,希望它能真的像人脑一样去工作,从而解放人力。

2.为什么要用计算机?

  • 在奴隶制社会,聪明的懒人奴役的是真正的人,而人是无法不吃、不喝、不睡觉一直工作的,但是计算机作为一台机器是可以做到的,所以把计算机当奴隶是上上之选。

3.计算机的五大组成部分

  • 计算机有五大组成部分,既然计算机是人的奴隶,那么计算机设计核心肯定也是在模仿真正的人,所以我们完全可以把计算机的五大组件比喻成人类的各种器官

3.1控制器:

  • 控制器是计算机的指挥系统,用来控制计算机其他组件的运行。—————》人类的大脑

3.2运算器:

  • 运算器是计算机的运算功能,用来做算术运算和逻辑运算。—————》人类的大脑

PS:控制器+运算器=》CPU——》人类的大脑

3.3存储器:

存储器是计算机的记忆功能,用来存取数据。存储器主要分为内存与外存:

​* 内存:断电数据丢失。——————》人的短期记忆
​* 外存:如磁盘,断电数据不会丢失,是用来永久保存数据的。—————》记事的本子

ps:内存的存取速度要远远高于外存

3.4输入设备input

​* 输入设备是计算接收外界输入数据的工具,如键盘、鼠标。——————》人的眼睛或耳朵

3.5.输出设备output

​* 输出设备是计算机向外输出数据的工具,如显示器、打印机。——————》人的嘴巴

PS:存储器如内存、磁盘等既是输入设备又是输出设备,统称为IO设备

4.CPU详解

4.1五大组成单元=》三大核心组件

组成计算机五大单元可以合并成三大核心组件:CPU、IO设备、主存储器

  • 控制单元(控制器)+算术逻辑单元(运算器)=》CPU
  • 主存储器,即主记忆体
  • 输入单元Input+输出单位Output=》IO设备

4.2CPU工作流程

CPU的核心工作在于进行运算和判断。CPU读取的数据都是从主存储器(内存)来的!主存储器馁的数据则是从输入单位传输进来,CPU处理完毕的数据也必须先写回主存储器中,最后数据才从主存储器传输到输出单元。

  • 计算机五大组成部门的基本工作流程:输入单元=》主存储器=》CPU=》主存储器=》输出单元
  • CPU会从内存中:取指令=》解码=》执行=》取指令=》解码=》执行》。。。。。。循环直至整个程序执行完成

总结:CPU的工作流程就是取指令=》解码=》执行,如下:

4.3CPU指令集

CPU是计算机的大脑,大脑里集成了一系列具体公职身体其他器官做事的指令集,所以站在纯硬件角度去看,计算机所有其他组件都由CPU发出的指令控制。我们程序员编程的目的是为了控制计算机硬件工作,程序员的代码都会转换成cpu的指令集才能去控制其他硬件,所以程序员是通过直接控制CPU来达到间接控制其他硬件的目的,具体流程如下:

内存中存放的是程序员的代码/指令,CPU从内存中取出这些指令后需要翻译成自己的指令去执行,即CPU在出场时内部就集成了一系列的指令集(指令集是CPU的灵魂)。
在超大规模继承电路

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