Linux_002.计算机概论

电脑硬件
      电脑硬件的三大单元
          1、输入单元：键鼠、读卡器、扫描仪、手写板
          2、主机部分：cpu（控制单元、算数逻辑单元）、内存条（内存）
          3、输出单元：屏幕、打印
            CPU（中央处理器）包括算数逻辑单元和控制单元
            数据通过输入单元传到内存，然后流向CPU进行处理，cpu处理后传回内存，然后流到输出单元。
              CPU架构
                精简指令集（Reduced Instruction Set Computer,RISC）
                    常见的RISC指令集CPU主要包括甲骨文（Oracle）公司的SPARC系列、IBM的Power Architecyure和ARM公司的ARM CPU系列。
                  这种cpu设计中，指令集较为精简，每个指令的运行时间非常短，完成的操作简单，指令的执行性能较佳；但要做复杂的事情，就要由多个指令来完成。
                    应用：SPARC用于学术领域的大型工作站（金融体系的主服务器）、ARM用于各品牌手机、PDA、导航系统、网络设备（交换机、路由器）。
                复杂指令集（Complex Instruction Set Computer,CISC）
                  常见的使用CISC指令集的CPU有AMD、Intel、VIA等x86架构的cpu
                  CISC在指令集的每个小指令可以执行一些较低级的硬件操作，指令数目多而且复杂，每条指令的长度并不相同。因为指令执行较为复杂，所以每条指令话费的时间较长，但每个单条指令可以处理的工作较为丰富。
                  应用：个人电脑
            系统单元：包括CPU与内存及主板相关组件。
            存储单元：包括内存与辅助存储（硬盘、软盘、光盘、磁带）
            输入、输出单元：触摸屏、键鼠、体感设备、屏幕、打印机、扬声器、HDMI电视、投影仪、蓝牙耳机
      常用的计算单位
        容量单位
          电脑对数据的判断主要依据有没有通电来记录信息，所以理论上对每一个记录单位而言，他只认识了0与1而已。0/1这个二进制的单位成为位（bit）。存储数据时每份简单的数据都会使用8个位的大小来记录，因此定义了字节（Byte），即1字节=8位。数据容量使用二进制方式，1K=1024Byte、1M=1024K...
        速度单位
          CPU的命令周期常使用MHz或事GHz之类的单位，这个HZ代表“次数/秒”的意思。网络传输使用位（bit）为单位，因此常用单位为Mbit/s，即每秒多少Mbit。
      主板
        主板是连接各组件的一个重要部分，包含连接各部分组件的芯片组。
        早期的芯片组分为两个网桥来控制各组件的通信：
          1、北桥：负责连接速度较快的CPU、内存与显卡等组件。
          2、南桥：负责连接速度较慢的设备接口，包括硬盘、USB设备、网卡等。
        因为大多将北桥的内存控制器整合到CPU当中，所以没有北桥芯片了。
      CPU
        CPU内部有指令集，不同的指令集会影响CPU的工作效率，除此之外，CPU的频率，也就是CPU每秒钟的工作次数，也是性能的决定因素。比如3.6GHz的CPU，表示该CPU在一秒内可以进行3.6*10^9次工作。CPU的频率由外频（CPU与外部组件进行数据传输时的速度）和倍频（CPU内部）用来加速工作性能的一个倍数相乘得到。
      内存
        个人电脑的内存主要组件为动态随机存取内存（Dynamic Random Access Memory,DRAM）,只有在通电时才能记录与使用，断电后数据消失，主要包括SDRAM和DDR SDRAM两种。DDR（Double Data Rate）双倍数据传输速度可以在一次工作周期进行两次的数据传输，所以传输频率要比SDRAM还要好，新一代PC大都用DDR内存。为了加大内存的数据位宽，芯片组厂商就将两个内存集合在一起，如果一根内存可达64位，两根内存就可达128位，这就是双通道的设计理念。
      静态随机存取内存 SRAM（Static Random Access Memory）
        将常用的程序数据放置到CPU内部，引入二级缓存（L2 cache）的概念，要求L2内存的速度与CPU的频率相同，使用DRAM无法满足要求，引入静态随机存取内存 SRAM，设计上使用晶体管数量较多，价格较高，不易做成大容量，但速度快，可以整合在CPU内部。
      只读存储器 ROM
        BIOS（Basic input output system）是一个程序，这个程序是写死在主板上一个存储芯片中，这个存储芯片在没有通电时也能记录数据，这就是只读存储器（Read only mwnory,rom），ROM是一种非易失性的存储。
      显卡
        显卡又称VGA（Video Graphics Array），一般对于图形影像的显示重点在于分辨率与颜色深度，因为每个图像显示的颜色会占内存，因此显卡上会有集成内存并称为显存，这个显存的容量将会影响你的屏幕分辨率与颜色深度。显卡上嵌入3D加速的芯片来代替CPU进行运算；显卡通过控制芯片来与CPU、内存等通信。
        如果一个屏幕分辨率为1024*768，企且使用全彩（每个像素占3B的容量）显示，那么显卡至少需要1024*768*3 2.25MB内存才能达到这样的饱和度。
      存储设备
        包括硬盘、软盘、MO、CD、DVD、磁带机、U盘。
        硬盘的组成部分：圆形碟片、机械手臂、磁头与主轴马达。
        固态硬盘（Solid State Disk,SSD）：不需要马达转动读写，而是通过闪存读写，减少数据延迟和省电。
    数据表示方式
      数字系统
        早期电脑使用的是利用通电与否的特性制造的电子管，通电为1，没有通电为0，这种只有0和1的环境为二进制。
      字符编码系统
        通用编码集UTF-8
    软件程序运行
      编译原理
      操作系统
      应用程序