编程入门——计算机硬件介绍

news/2025/1/24 21:19:18/

文章目录

  • 概述
  • 计算机硬件介绍
  • 冯·诺依曼体系结构
  • 中央处理器
  • IT定律之计算机行业发展规律
  • 存储设备
  • 内存
  • 输入和输出设备
  • 通信设备
  • 操作系统
  • 万维网
  • 总结


概述

计算机包括硬件(hardware)和软件(software)两部分。硬件包括计算机中可以看得见的物理部分。而软件提供看不见的指令。这些指令控制硬件并且使得硬件完成特定的任务。


计算机硬件介绍

在这里插入图片描述

在个人计算机上,总线搭建在主板上,主板是一个连接计算机各个部分的电路板。


冯·诺依曼体系结构

冯·诺依曼体系结构是现代计算机的基础。冯·诺依曼被人们称为“计算机之父”。


输入数据和程序的输入设备
记忆程序和数据的储存器
完成数据加工处理的运算器
控制程序执行的控制器
输出处理结果的输出设备


中央处理器

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,然后执行这些指令。

  • 包括控制单元和算数/逻辑单元
    控制单元:用于控制和协调其他组件的动作。
    算术/逻辑单元:用于完成数值运算(+、-、*、/)和逻辑运算(比较)。
  • 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。时钟速度越快,在给定时间段内执行的指令越多。速度的计量单位是赫兹(Hz),1Hz相当于每秒1个脉冲。随着CPU速度不断提高,目前以千兆赫(GHz)来表述。
  • 最初一个CPU只有一个核。核是处理器中实现指令读取和执行部分。一个多核CPU是一个具有两个或更多独立核的组件。可提高CPU的处理性能。

例如此计算机处理器信息
在这里插入图片描述

1kHz=1024Hz
1mHz=1024kHz
1GHz=!024mHz


IT定律之计算机行业发展规律

- 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。换言之,每一美元所能买到的电脑性能,将每隔18-24个月翻一倍以上。

- 安迪-比尔定律

安迪-比尔定律( Andy and Bills Law)描述了硬件产商和软件产商之间的关系。比尔要拿走安迪所给的(What Andygives, Bill takes away) 。
个人电脑工业整个的生态链是这样的:以微软为首的软件开发商吃掉硬件提升带来的全部好处,迫使用户更新机嚣让廛普和威尔等公司收益,而这些整机生产厂再向英特尔这样的半导体厂订货购买新的芯片、同时向Seagate等外设了购买新的外设。在这中间,各家的利润先后得到相应的提升,股票也随着增长。各个硬件半导体和外设公司再将利润投入研发,按照摩尔定理刚定的速度,提升硬件性能,为微软下一步更新软件、吃掉硬件性能做准备。当然,微软和其它软件开发商在吃掉大部分硬件提升好处的同时,或多或少地会给用户带来些新东西。

- 反摩尔定律

反摩尔定律 :Google的前CEO埃里克施密特提出的:如果你反过来看摩尔定律,一个IT公司如果今天和18个月前卖掉同样多的、同样的产品,它的营业额的要降一半。TI界把它称为反摩尔定律。反噻尔定律对于所有的IT公司来讲,都是非常可怕的,因为一个T公司花了同样的劳动,却只得到以前一半的收入,反靡尔定律逼着所有的硬件设备公司必须赶上摩尔定律所规定的更新速度,而所有的硬件和设备生产厂活得都是非常辛苦的。


存储设备

  • 磁盘驱动器

每台计算机至少有一个硬盘驱动器。硬盘(hard disk)用于永久的保存数据和程序。
在这里插入图片描述

  • 光驱驱动器
    CD
    DVD

  • USB闪存驱动器
    USB: Universal Serial Bus,通用串行总线。
    可以使用USB将打印机、数码相机、鼠标、外部硬盘驱动器连接到计算机上。USB闪存驱动器很小,可用于存储和传输数据的设备。


内存

计算机中是最基本的存储单元是字节(byte) 。每个字节由8个比特构成。
计算机的存储能力是以字节和多字节来衡量的。如下:

千字节(kilobyte,KB) = 1024B
兆字节(megabyte,MB) = 1024KB
千兆字节(gigabyte,GB) = 1024MB
万亿字节(terabyte,TB) = 1024GB

内存(也叫 Random-Access Memory,RAM):由一个有序的
字节序列组成,用于存储程序及程序需要的数据。

一个程序和它的数据在被CPU执行前必须移到计算机的内存
中。


输入和输出设备

  • 常见的输入设备:键盘(keyboard)和鼠标(mouse)
  • 常见的输出设备:显示器(monitor)和打印机(printer)

显示器屏幕分辨率:是指显示设备水平和垂直方向上显示的像素(px)数。 分辨率可以手工设置。
分辨率越高,图像越锐化、越清晰。


通信设备

计算机可以通过通信设备进行联网。
常见的设备有:

  • 拨号调制解调器:使用的是电话线,传输速度可达56 000bps(bps:每秒比特)
  • DSL(数字用户线):使用的也是电话线,但传输速度叫上面的快20倍
  • 电缆调制解调器:利用有线电视电缆进行数据传输,通常速度比DSL快。
  • 网络接口卡(NIC):将计算机接入局域网(LAN)的设备。局域网通常用于大学、 商业组织和政府组织。速度甚至可达1000Mbps
  • 无线网络:在家庭、商业和学校中极其常见。计算机可通过无线适配器连接到局域网或internet上。

操作系统

操作系统(Operating System)是运行在计算机上的最重要的程序,它可以管理和控制计算机的活动。
硬件、操作系统、应用程序和用户之间的关系。
在这里插入图片描述

操作系统的主要任务:

 控制和监视系统的活动
 分配和调配系统资源
 调度操作


万维网

万维网(World Wide Web,www,环球信息网)常简称为Web,发明者蒂姆·伯纳斯·李。分为Web客户端和Web服务器程序。 WWW可以让Web客户端(常用浏览器)访问浏览Web服务器上的页面。 是一个由许多互相链接的超文本组成的系统,通过互联网访问。在这个系统中,每个有用的事物,称为一样“资源”;并且由一个全局“统一资源标识符”(URI)标识;这些资源通过*超文本传输协议(Hypertext Transfer Protocol)*传送给用户,而后者通过点击链接来获得资源。
在这里插入图片描述

总结

以上就是今天要讲的内容,本文简单进行了计算机概述。


http://www.ppmy.cn/news/731436.html

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