计算机基础知识

一、计算机的概念

　　计算机（computer）又称电子计算机，俗称电脑，是现代一种用于高速计算的电子计算机器，可以进行数值计算，又可以进行逻辑计算，还具有存储记忆功能。是能够按照程序运行，自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。

　　计算机由硬件系统和软件系统所组成，没有安装任何软件的计算机称为裸机。可分为超级计算机、工业控制计算机、网络计算机、个人计算机、嵌入式计算机五类，较先进的计算机有生物计算机、光子计算机、量子计算机等等。（来源百度百科）

二、计算机的组成

　　一台完整的计算机是由硬件系统和软件系统组成的。

　　1、硬件是指组成计算机的具体的各个零部件的实物，如CPU，显卡，硬盘等，硬件共同组合在一起，形成一个完整的系统，我们称为硬件系统。

　　　　（1）硬件系统主要由五大部分组成：运算器，控制器，存储器，输入设备，输出设备；

　　　　（2）运算器：负责算术运算和逻辑运算，与控制器共同组成中央处理器（cpu）;

　　　　（3）控制器：是负责发送和接受指令；

　　　　（4）存储器：是用来存储正在进行程序，将要进行程序的数据和刚处理完的数据，例如内存，硬盘等；

　　　　（5）输入设备：是用来进行输入的设备，如键盘，扫描仪等；

　　　　（6）输出设备：使用来进行输出的设备，如显示器，音箱等。

　　除了组成计算机的五大设备，还需要说一下主板：

　　主板：主板一般为矩形电路板，上面安装了计算机的主要电路系统，一般有BIOS芯片、IO控制芯片、键和面板控制开关接口、指示灯插接件、扩充插槽、主板以及插卡的直流电源供电插件等元件。

　　2、计算机除了硬件，还必须有软件系统的支持，计算机包括硬件系统和软件系统（好比肉体和灵魂）

　　　　软件是为完成某一特定工作而开发的程序，软件分为系统软件和应用软件

　　　　（1）系统软件：系统软件是指控制和协调计算机及外部设备，支持应用软件开发和运行的系统，是无需用户干预的各种程序的集合，主要功能是调度，监控和维护计算机系统； 负责管理计算机系统 中各个独立的硬件，使得他们可以协调工作。系统软件使得计算机使用者和其他软件将计算机当作一个整体而不需要顾及到底层每个硬件是如何工作的。

　　　　（2）应用软件：应用软件（application software）是和软件系统相对应的，是用户使用各种程序语言编制的应用程序的集合，分为应用软件包和用户程序，应用软件包是利用计算机解决某类问题而  设计的程序的集合，供多用户使用

 　　硬盘：永久存放数据，速度比较慢；

　　 内存：临时存放数据，速度比较快；

　　 程序的运行流程：把数据从硬盘读取到内存中，然后CPU再从内存中读取数据执行，数据再硬盘，内存中，以及CPU处理都是以二进制形式进行的。

 三、计算机硬件的基础知识

　　1、中央处理器（CPU）

　　　　定义：中央处理器（CPU，Central Processing Unit）是一块超大规模的集成电路，是一台计算机的运算核心（Core）和控制核心（ Control Unit）。

　　　　功能：解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。

　　　　主频：主频是CPU的时钟频率(CPU Clock Speed)，是CPU运 算时的工作的频率（1秒内发生的同步脉冲数）的简称。单位是Hz。一般说来，主频越高，CPU的速度越快，由于内部结构不同，并非所  有的时钟频率相同的CPU的性能都一样。 

　　　　外频：系统总线的工作频率， CPU与外部（主板芯片组）交换数据、指令的工作时钟频率。

　　　　倍频：倍频则是指CPU外频与主频相差的倍数。

　　　　三者的关系是：主频=外频x倍频 

　　　　缓存（cache）：高速交换的存储器。CPU缓存分为一级 ，二级，三级缓存，即L1，L2，L3。

　　　　内存总线速度（Memory-Bus Speed）:一般等同于CPU的外频 ，指CPU与二级(L2)高速缓存和内存之间的通信速度。

　　　　地址总线宽度：决定了CPU可以访问的物理地址空间。

　　　　摩尔定律：摩尔定律是由英特尔（Intel）创始人之一戈登·摩尔（Gordon Moore）提出来的。其内容为：当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。

　　2、内部存储器（Memory）

　　　　定义：内存储器是计算机中重要的部件之一，它是与CPU进行沟通的桥梁。计算机中所有程序的运行都是在内存储器中进行的，因此内存储器的性能对计算机的影响非常大。

　　　　功能：内存储器(Memory)也被称为内存，其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。 

　　　　容量：即该内存的存储容量，单位：KB MB GB 

　　　　内存带宽：内存带宽是指内存与北桥芯片之间的数据传输率，单通道内存节制器一般都是64-bit的（双通道内存带宽为128-bit），8个二进制位相当于1个字节，换算成字节是64/8=8，再乘以内存的运行频率，如果是DDR内存就要再乘2 

　　　　双通道内存：双通道，就是在北桥芯片级里设计两个内存控制器，这两个内存控制器可相互独立工作，每个控制器控制一个内存通道。在这两个内存通CPU可分别寻址、读取数据，从而使内存的带宽 增加一倍，数据存取速度在理论上也是提升一倍。 

　　　　带宽计算： 内存带宽=内存总线频率×数据总线位数/8 

　　3、外部存储器

　　　　定义：外储存器是指除计算机内存及CPU缓存以外的储存器，此类储存器一般断电后仍然能保存数据（与内存断电数据就丢失不同）。

　　　　常见的外部存储器有：机械硬盘、固态硬盘、U盘、光盘存储器等，这里就不多赘述。

　　4、输入设备和输出设备

　　　　常见的输入设备有鼠标、键盘、扫描仪、摄像机等，常见的输出设备有显示器、打印机、绘图机等，没有太多可说的地方。

　　5、显示接口卡

　　　　定义：显卡（Video card，Graphics card）全称显示接口卡，又称显示适配器，在游戏开发水平与日俱增的今天，显卡是计算机最基本最重要的配件之一。 

　　　　功能：显卡作为电脑主机里的一个重要组成部分，是电脑进行数模信号转换的设备，承担输出显示图形的任务。