計算機基礎知識

1、計算機的概念

　　計算機（computer）又稱電子計算機，俗稱電腦，是現代一種用於高速計算的電子計算機器，能夠進行數值計算，又能夠進行邏輯計算，還具備存儲記憶功能。是可以按照程序運行，自動、高速處理海量數據的現代化智能電子設備。

　　計算機由硬件系統和軟件系統所組成，沒有安裝任何軟件的計算機稱爲裸機。可分爲超級計算機、工業控制計算機、網絡計算機、我的計算機、嵌入式計算機五類，較先進的計算機有生物計算機、光子計算機、量子計算機等等。（來源百度百科）

2、計算機的組成

　　一臺完整的計算機是由硬件系統和軟件系統組成的。

　　一、硬件是指組成計算機的具體的各個零部件的實物，如CPU，顯卡，硬盤等，硬件共同組合在一塊兒，造成一個完整的系統，咱們稱爲硬件系統。

　　　　（1）硬件系統主要由五大部分組成：運算器，控制器，存儲器，輸入設備，輸出設備；

　　　　（2）運算器：負責算術運算和邏輯運算，與控制器共同組成中央處理器（cpu）;

　　　　（3）控制器：是負責發送和接受指令；

　　　　（4）存儲器：是用來存儲正在進行程序，將要進行程序的數據和剛處理完的數據，例如內存，硬盤等；

　　　　（5）輸入設備：是用來進行輸入的設備，如鍵盤，掃描儀等；

　　　　（6）輸出設備：使用來進行輸出的設備，如顯示器，音箱等。

　　除了組成計算機的五大設備，還須要說一下主板：

　　主板：主板通常爲矩形電路板，上面安裝了計算機的主要電路系統，通常有BIOS芯片、IO控制芯片、鍵和麪板控制開關接口、指示燈插接件、擴充插槽、主板以及插卡的直流電源供電插件等元件。

　　二、計算機除了硬件，還必須有軟件系統的支持，計算機包括硬件系統和軟件系統（比如肉體和靈魂）

　　　　軟件是爲完成某一特定工做而開發的程序，軟件分爲系統軟件和應用軟件

　　　　（1）系統軟件：系統軟件是指控制和協調計算機及外部設備，支持應用軟件開發和運行的系統，是無需用戶干預的各類程序的集合，主要功能是調度，監控和維護計算機系統； 負責管理計算機系統 中各個獨立的硬件，使得他們能夠協調工做。系統軟件使得計算機使用者和其餘軟件將計算機看成一個總體而不須要顧及到底層每一個硬件是如何工做的。

　　　　（2）應用軟件：應用軟件（application software）是和軟件系統相對應的，是用戶使用各類程序語言編制的應用程序的集合，分爲應用軟件包和用戶程序，應用軟件包是利用計算機解決某類問題而  設計的程序的集合，供多用戶使用

 　　硬盤：永久存放數據，速度比較慢；

　　 內存：臨時存放數據，速度比較快；

　　 程序的運行流程：把數據從硬盤讀取到內存中，而後CPU再從內存中讀取數據執行，數據再硬盤，內存中，以及CPU處理都是以二進制形式進行的。

 3、計算機硬件的基礎知識

　　一、中央處理器（CPU）

　　　　定義：中央處理器（CPU，Central Processing Unit）是一塊超大規模的集成電路，是一臺計算機的運算核心（Core）和控制核心（ Control Unit）。

　　　　功能：解釋計算機指令以及處理計算機軟件中的數據。

　　　　主頻：主頻是CPU的時鐘頻率(CPU Clock Speed)，是CPU運 算時的工做的頻率（1秒內發生的同步脈衝數）的簡稱。單位是Hz。通常說來，主頻越高，CPU的速度越快，因爲內部結構不一樣，並不是所  有的時鐘頻率相同的CPU的性能都同樣。 

　　　　外頻：系統總線的工做頻率， CPU與外部（主板芯片組）交換數據、指令的工做時鐘頻率。

　　　　倍頻：倍頻則是指CPU外頻與主頻相差的倍數。

　　　　三者的關係是：主頻=外頻x倍頻 

　　　　緩存（cache）：高速交換的存儲器。CPU緩存分爲一級 ，二級，三級緩存，即L1，L2，L3。

　　　　內存總線速度（Memory-Bus Speed）:通常等同於CPU的外頻 ，指CPU與二級(L2)高速緩存和內存之間的通訊速度。

　　　　地址總線寬度：決定了CPU能夠訪問的物理地址空間。

　　　　摩爾定律：摩爾定律是由英特爾（Intel）創始人之一戈登·摩爾（Gordon Moore）提出來的。其內容爲：當價格不變時，集成電路上可容納的元器件的數目，約每隔18-24個月便會增長一倍，性能也將提高一倍。

　　二、內部存儲器（Memory）

　　　　定義：內存儲器是計算機中重要的部件之一，它是與CPU進行溝通的橋樑。計算機中全部程序的運行都是在內存儲器中進行的，所以內存儲器的性能對計算機的影響很是大。

　　　　功能：內存儲器(Memory)也被稱爲內存，其做用是用於暫時存放CPU中的運算數據，以及與硬盤等外部存儲器交換的數據。 

　　　　容量：即該內存的存儲容量，單位：KB MB GB 

　　　　內存帶寬：內存帶寬是指內存與北橋芯片之間的數據傳輸率，單通道內存節制器通常都是64-bit的（雙通道內存帶寬爲128-bit），8個二進制位至關於1個字節，換算成字節是64/8=8，再乘之內存的運行頻率，若是是DDR內存就要再乘2 

　　　　雙通道內存：雙通道，就是在北橋芯片級裏設計兩個內存控制器，這兩個內存控制器可相互獨立工做，每一個控制器控制一個內存通道。在這兩個內存通CPU可分別尋址、讀取數據，從而使內存的帶寬 增長一倍，數據存取速度在理論上也是提高一倍。 

　　　　帶寬計算： 內存帶寬=內存總線頻率×數據總線位數/8 

　　三、外部存儲器

　　　　定義：外儲存器是指除計算機內存及CPU緩存之外的儲存器，此類儲存器通常斷電後仍然能保存數據（與內存斷電數據就丟失不一樣）。

　　　　常見的外部存儲器有：機械硬盤、固態硬盤、U盤、光盤存儲器等，這裏就很少贅述。

　　四、輸入設備和輸出設備

　　　　常見的輸入設備有鼠標、鍵盤、掃描儀、攝像機等，常見的輸出設備有顯示器、打印機、繪圖機等，沒有太多可說的地方。

　　五、顯示接口卡

　　　　定義：顯卡（Video card，Graphics card）全稱顯示接口卡，又稱顯示適配器，在遊戲開發水平與日俱增的今天，顯卡是計算機最基本最重要的配件之一。 

　　　　功能：顯卡做爲電腦主機裏的一個重要組成部分，是電腦進行數模信號轉換的設備，承擔輸出顯示圖形的任務。