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硬件的概念

任何一台计算机,都会完成一些通用的基础的操作: 输入数据、输出数据、处理数据、存储数据。

完成这些操作需要硬件的支持,有5大基本部件:

  • 输入设备: 向计算机提供信息,比如键盘,比如鼠标。
  • 输出设备: 将计算结果呈现给用户,比如显示器。
  • 数据通路(运算器): 主要包含算术逻辑部件和通用寄存器等,其功能是用来执行算术和逻辑运算等操作。
  • 控制器: 对指令进行译码,生成相应的控制信号,以控制数据通路进行正确的操作。
  • 存储器: 存储数据。包含内存(主存储器)和外存(外部存储器)。

注:

  1. 控制器和数据通路统称(中央)处理器,即CPU。
  2. 输入输出设备也叫外设(外部设备),即I/O设备。外设通常由机械部分和电子部分组成,而且两部分通常是可以分开的,机械部分是外部设备本身,而电子部分则是控制外部设备的I/O控制器或I/O适配器。
  3. 各个部件通过总线连接。
  4. 处理器从存储器中得到指 和数据,输入部件将数据写入存储器,输出部件从内存中读出数据,控制器向数据通路 存储器、输入和输出部件发出命令信号
  5. 对数据通路的解释: 数据在功能部件之间传送的路径称为数据通路,路径上的部件称为数据通路部件,如ALU、通用寄存器等。
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一个典型计算机系统的硬件组成
计算机硬件主要包括中央处理器、存储器、I/O控制器、外部设备和各类总线等。
  • 显示器: I/O设备中的输出了,就是给我们呈现出画面的东西。
  • 触摸屏: 平板电脑和智能手机则是使用了触摸屏代替键盘鼠标。
  • 集成电路(芯片):
    • CPU芯片:
      • 内存芯片: 内存是程序运行时候的存储空间,同时也用于保存程序子啊运行时所需要使用到的一些数据.内存其实就是一块DRAM芯片(动态随机访问存储器),用来存储程序的指令和数据。
      • cache: 高速缓存,采用的是另一种技术,叫做SARM(静态随机访问存储器)。
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CPU的五个核心部分
  • 外存: 早期占据主导地位的是磁盘,包括硬盘、光盘和软盘等。它们都利用磁性来记录 数据。随着技术的发展,非易失性半导体存储器——闪存(flash memory)在个人移动设备中逐渐取代了磁盘。U盘也是闪存的一种形式。

  • 与其他计算机进行通信: 计算机网络。

  • 处理器和存储器制造技术: 芯片制造过程。

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