计算机组成(CPU、内存、存储设备、输入设备、输出设备、通信设备)

什么是计算机？
计算机是存储和处理数据的电子设备。包括硬件(可见的物理部分)和软件(不可见的指令)两部分。指令控制硬件完成特定的任务。
了解计算机硬件知识，能更好地理解程序指令是如何对计算机及其组成部分产生作用的。
计算机由中央处理器(CPU)、内存(主存)、存储设备(磁盘(CD、光盘、闪存))、输入设备(键盘、鼠标)、输出设备(显示器、打印机)、通信设备(调制解调器、网卡)组成。这些组件通过一个被称为总线的子系统连接在一起。
总线相当于一条连接各组件的管道，数据和电信号通过总线在各组件之间穿梭往来。在个人计算机中总线搭建在主板上，主板是一个连接计算机各组件的电路板。
中央处理器(Central Processing Unit,CPU)是计算机的大脑。它从内存中获取指令，然后执行指令进行处理。CPU通常分两部分：控制单元(control unit)和算术逻辑单元(arithmetic logic unit)。控制单元用于控制和协调其他组件的动作，算数逻辑单元用于完成数值(加减乘除)和逻辑(大于等于)运算。现在的CPU都是构建在一块小小的硅半导体芯片上，这块芯片上包含数百万被称为晶体管的小电路开关，用于处理信息。
每台计算机都有一个内部时钟，该时钟以固定速度发射电子脉冲。这些脉冲用于控制和同步各种操作的步调。时钟速度越快，在给定时间段内执行的指令就越多。时钟速度的计量单位是赫兹(hertz,Hz),1Hz相当于每秒一个脉冲。20世纪90年代计算机的时钟速度通常以兆赫兹(MHz)表示。随着CPU速度的不断提高，目前计算机的时钟速度通常以千兆赫兹(GHz)来表示。
最初开发的CPU只有一个核(core)。核是处理器中实现指令读取和执行的部分。为提高CPU的处理能力，芯片制造厂商现在生产了包含多核的CPU。一个多核CPU是一个具有两个或更多独立核的组件。
比特和字节
信息(程序和数据)是如何存储在计算机中的呢？计算机就是一系列的电路开关。每个开关存在两种状态：关off-0 开 on-1。0和1被成为二进制系统中的数，并且一位二进制数称为1比特(bit)。
计算机中最小存储单元是字节(byte)，1个字节等于8bit。像3这样的小数字就可以存储在单个字节中，大数字可能就需要多个字节来存储。
各种类型的数据(如数字、字符)都被编码为字节序列。程序员不需要关心数据的编码和和解码，这些都是由系统根据编码模式(schema)来自动完成的。编码模式是一系列的规则，控制计算机将字符、数字和符号翻译成计算机可以实际处理的数据。大多数模式都是将每个字符翻译成预先确定的一个比特串。例如，在流行的ASCII编码模式中，字符C是用一个字节01000011来表示的。
计算机存储能力以字节为单位衡量：千字节KB、兆字节MB、千兆字节GB、万兆字节TB。
计算机中的内存用于存储程序及其所需数据，由一个有序字节序列组成。可将内存想象成是计算机执行程序的工作区域。一个程序和它的数据在被CPU执行前必须移动到计算机的内存中。
每个字节都有一个唯一的地址，使用该地址可以确定字节的位置，以便存储和获取数据。因为可以按照任意顺序存取字节，所以内存也被成为随机访问存储器(Random Access Memory,RAM)。而像磁带就只能按照顺序播放，属于顺序存储器。
现在的个人计算机通常至少有4GB的RAM，但更常见的为6-8GB的。通常而言，内存越大，计算机运行速度越快，但这条简单的经验法则是有限制。
内存中的内容永远非空，但其原始数据可能对于程序来说毫无意义。一旦新数据被放入内存，原先的内容就会被覆盖掉。同CPU一样，内存也是构建在一个表面嵌有数百万晶体管的硅半导体芯片上。与CPU相比，内存芯片更简单，更低速，也更便宜。
存储设备
内存是一种易失的数据保存形式，断电时存储在内存中的信息会丢失。存储设备上存放的数据则会被永久保存。当计算机确实需要使用它们时再移入内存。因为从内存中读取比从存储设备上读取要快得多。
存储设备主要有以下三种类型：磁盘驱动器、光盘驱动器、USB闪存驱动器。
驱动器(drive)是对存储介质(如磁盘、光盘)进行操作的设备。存储介质物理地存储数据和程序指令。驱动器从介质中读取和将数据写入介质。
磁盘
每台计算机至少有一个硬盘驱动器。硬盘(hard disk)用于永久地存储数据和程序。在较新的个人计算机中，硬盘容量一般在500GB-1TB。磁盘驱动器通常安装在计算机内部。此外，还有移动硬盘。
CD和DVD
CD(compact disc)指光盘。CD-ROM只读光盘，是一种预压缩光碟，通常用于分发软件、音乐和视频，不过现在更趋向于使用互联网而非CD来进行分发了。 CD-R可录光盘(一次写入 多次读取) CD-RW可复写光盘，像磁盘一样可以将数据写到光盘上，然后用新的数据覆盖掉已有的数据。单张光盘的容量可达700MB。
DVD指数字化多功能光盘/数字化视频光盘。DVD和CD外形很像，都可用于存储数据。一张DBVD上保存的信息量要多CD上多。一张标准DVD的存储容量是4.7GB。有两种类型的DVD:DVD-R可录DVD，DVD-RW可复写DVD。
USB闪存 通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)接口允许用户将多种外部设备，如打印机、数码相机、鼠标、外部硬盘驱动器等连接到计算机上。USB闪存驱动器(flash drive)是用于存储和传输数据的设备。闪存驱动器很小，大约1包口香糖的大小。它就像移动硬盘一样，可插入计算机的USB接口。
输入设备和输出设备让用户可以与计算机进行通讯。
屏幕分辨率(screen resolution)指显示设备水平和垂直维度上的像素数。像素(“图像元素”)就是构成屏幕上图像的小点。比如对于一个17英寸(1英寸=0.0254米)的屏幕，分辨率一般为宽1024像素、高768像素。分辨率可以手工设置，分辨率越高，图像越锐化，越清晰。
点距(dot pitch)指像素之间以毫米为单位的距离。点距越小，锐化效果越好。