計算機組成原理 及CPU，硬盤，內存三者的關係

電腦之父——

馮·諾伊曼

提出了組成計算機的五大部件：輸入設備、輸出設備、存儲器、運算器和控制器。

下圖爲 如今咱們電腦的： 鍵盤鼠標、顯示器、機箱、音響等等。

這裏顯示器爲比較老的CRT顯示器，如今通常都成功了液晶顯示器。

回想一下，在玩電腦的時候，咱們使用鍵盤鼠標來操做電腦，在和其餘人QQ聊天的時候，鼠標能夠幫咱們選中聊天的人，打開聊天窗口，鍵盤則是負責打字，幫咱們輸入聊天的內容。

在操做鍵盤鼠標的時候，其實都是在告訴電腦來作什麼的。咱們管鍵盤和鼠標叫輸入設備。

輸入設備： 向電腦輸入數據和信息的設備。除了鍵盤。除了鍵盤鼠標，其餘輸入設備還包括觸摸板、麥克風、攝像頭，遊戲手柄、掃描儀等等

顯示器用來給用戶展現畫面，顯示內容，音箱則播放音樂給咱們聽，這些設備被稱爲：輸出設備。

輸出設備： 將電腦中的信息輸出給用戶的設備。經常使用的輸入設備有：顯示器、音箱、打印機、投影儀等等

買來電腦，若是隻有鍵盤鼠標、顯示器、音箱，咱們能玩電腦麼？確定不能。

其實電腦機箱纔是真正的工做的設備，輸入輸出設備只是用來讓咱們和電腦機箱來作交互的。

那機箱內部都有什麼呢？咱們看一下下面的圖片：

來看一下這裏的零件都有什麼用

主板：鏈接全部其餘設備的設備，是其餘設備的載體，主板主要是爲CPU、內存、顯卡、硬盤等提供平臺，至關於人體的軀幹，關聯着各個器官。

CPU：中央處理單元(Cntral Pocessing Uit)的縮寫，也叫處理器，是計算機的運算核心和控制核心。人靠大腦思考，電腦靠CPU來運算、控制。讓電腦的各個部件順利工做，起到協調和控制做用。

硬盤：存儲資料和軟件等數據的設備，有容量大，斷電數據不丟失的特色。也被人們稱之爲「數據倉庫」。

內存：1. 負責硬盤等硬件上的數據與CPU之間數據交換處理；2. 緩存系統中的臨時數據。3. 斷電後數據丟失。

顯卡：顯示器想要呈現畫面，顯卡是關鍵。簡單來講，就是負責在顯示屏上顯示一切信息。打個比方，它就像是人的眼睛，沒有了它，電腦就沒法驅動造成圖像了。顯卡性能好，電腦的圖形處理能力就高，尤爲在玩遊戲時更能發現這個（因此不少遊戲會要求顯卡性能）。對玩家而言，最好選擇獨立顯卡。不過，若是不玩大型遊戲，CPU內置核心顯卡也基本能知足要求。缺點：

系統功耗有所加大，發熱量也較大，額外購買

電源：將電壓220伏的市電轉換爲低等電壓，而後送到主板及各個硬件！供電！電腦運行須要電力，而電源就是爲此供電的，也能夠說它在爲電腦提供一切動力。電源決定了電腦的穩定性。它和人體心臟功能相似，都是提供動力的核心。

網卡： 讓咱們上網的，通常集成在主板上。

其餘..........................

說了這麼多，其實最最重要的設備是什麼呢？ CPU、硬盤、內存。

如今來講一下CPU、硬盤、內存三者之間的關係。

首先 ,咱們先回想一下三者的做用：

CPU：是計算機的運算核心和控制核心，讓電腦的各個部件順利工做，起到協調和控制做用。

硬盤：存儲資料和軟件等數據的設備，有容量大，斷電數據不丟失的特色。也被人們稱之爲「數據倉庫」。

內存：1. 負責硬盤等硬件上的數據與CPU之間數據交換處理；2. 緩存系統中的臨時數據。3. 斷電後數據丟失。

而後， 再來看一下電腦應用程序是如何執行起來的。

當咱們在電腦上打開QQ時（右鍵-打開

或者雙擊QQ圖標），實際上是經過鼠標（輸入設備）向CPU發送了一條命令，CPU接收到這條命令後，QQ程序就從硬盤裏被加載到內存（加載時不經過處理器，直接從硬盤加載程序到內存裏），加載完成後，CPU就開始執行QQ程序。程序執行起來後，CPU可讓QQ程序顯示在咱們的在顯示器上。也就是你看到了QQ

程序運行起來了。若是這個時候，你用QQ截取了一張屏幕的圖片，那麼這張圖片會首先保存到內存，在沒有退出截屏狀態時，你能夠在這張圖片上寫字、畫線條，等你右鍵保存這張圖片的時候，這張圖片就會保存到硬盤裏。

經過了解一個程序是如何運行起來的，咱們就能夠了解三者是如何工做的 。

可能有些人會不明白，若是程序是這樣執行起來的話，那麼爲何CPU不直接在硬盤裏執行程序，而非要把程序放到內存後在執行呢？

這裏是有緣由的。咱們先來看幾張圖：

好點的企業用機械硬盤 ：

通常的固態硬盤：

內存的讀寫速度：

 

經過上圖咱們能夠看出，內存存取數據的速度比硬盤的存取速度快了10倍， 在某些環境裏，硬盤和內存之間的速度差距可能會更大。

而CPU的速度比內存不知還要快多少倍。當咱們把程序從硬盤放到內存之後，CPU就直接在內存運行程序，這樣比CPU直接在硬盤運行程序就要快不少。

內存解決了一部分CPU運行過快，而硬盤數據存取太慢的問題。 提升了咱們的電腦的運行速度。

內存就如同一條「高速車道」通常，數據由傳輸速度較慢的硬盤經過這條高速車道傳送至CPU進行處理！

但內存是帶電存儲的(一旦斷電數據就會消失)，並且容量有限，因此要長時間儲存程序或數據就須要使用硬盤。

其實內存在這裏起了兩個做用：

1.  保存從硬盤讀取的數據，提供給CPU使用

2. 保存CPU的一些臨時執行結果，以便CPU下次使用或保存到硬盤

三者之間的關係：

簡單來講，硬盤用來存儲咱們的程序和數據，當咱們運行程序的時候，CPU首先接受到咱們的命令，以後CPU是告訴硬盤，我要運行你存儲的程序A，你把程序A送到內存去。CPU對內存說，我讓硬盤把程序A送到你這裏來了，你保存一下。

等程序A被完整的送到內存以後。CPU就開始執行程序A。

過程就像上面說的，咱們在舉一個接近咱們生活的例子。

若是說把硬盤比喻成一個大倉庫，CPU比喻成加工車間，那麼內存就是一個臨時的小倉庫。從距離上來講， 相比內存到CPU的距離和硬盤到內存的距離，內存和CPU的距離更短。

硬盤（大倉庫）用來保存車間須要用的原料和最終生產出來的商品。倉庫太大，取出原料和存儲商品太慢，耗時間。

內存（臨時小倉庫）：原料會先放到這裏，小倉庫，能夠很快的找到須要的原料或商品。

CPU（車間）：從內存（小倉庫）裏拿到原料，生產商品。中間會有半成品，半成品能夠放在內存（小倉庫）裏。

以這種方式，車間的生產速度就會提升。
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也可參考此連接