- 0.1 计算机:辅助人脑的工具
- 接受用户输入指令与数据,经中央处理器的数学与逻辑单元算术处理后,以产生或储存有用的信息。
- 0.1.1 计算机硬件的五大单元
- 三部分:输入单元、主机部分、输出单元
- 五大单元:输入单元、输出单元、CPU内部的“控制单元、算术逻辑单元与主储存器”
- 0.1.2 一切设计的起点:CPU的架构
- 精简指令集(Ruduced Instruction Set Computer,RISC)
- 复杂指令集(Complex Instruction Set Computer,CISC)
- 0.1.3 其他单元的设备
- 系统单元:包括CPU与内存及相关组件
- 记忆单元:包括RAM与辅助内存
- 输入输出单元:各种…
- 0.1.4 运作流程
- 0.1.5 计算机用途的分类
- 超级计算机
- 大型计算机
- 迷你计算机
- 工作站
- 微电脑
- 0.1.6 计算机上常用的计算单位(容量、速度等等)
- 0.2 个人计算机架构与相关硬件设备
- 0.2.1 执行脑袋运算与判断的CPU
- 频率:CPU每秒钟可以进行的工作次数(同款比较)
- CPU的工作频率:外频与倍频
- 外频:CPU与外部组件进行数据传输时的速度
- 倍频:CPU内部用来加速工作效能的一个倍数
- 两者相乘才是CPU的频率速度
- 超频:将外频更改成更高频率的一种方式
- 32位与64位CPU与总线[宽度]
- CPU的各项数据通通得要来自于主储存器,因此,主储存能提供给CPU的数据量越大,整体系统的效能应该也会比较快
- 前端总线速度:CPU的内存控制芯片与主储存间的传输速度
- 超线程(Hyper-Threading,HT)
- 在每一个CPU内部将重要的缓存器分成两群,让程序分别使用这梁缓存器
- 也就是说,会有两个程序同时竞争CPU的运算单元
- 0.2.2 内存
- CPU使用的所有数据都是来自于主储存器
- 个人计算机的主储存器主要组件为动态随机存取内存(DRAM),随机储存只有在通电时才能记录和使用,断电后数据就消失了。(挥发性内存)
- Question:那么微软的Restart Manager是如何实现的呢?关机之前将部分信息放入辅助储存吗?
- 多通道设计
- 只读储存器(ROM)
- BIOS(Basic Input Output System)是一套程序,这套程序是写死到主板上面的一个内存芯片中,这个内存芯片在没有通电的时候也能将数据记录下来,那就是只读储存器。
- 0.2.3 显示适配器
- 0.2.4 硬盘与储存设备
- 硬盘的物理组成
- 磁盘盘上的数据
- 切出小区块,整合为圆形
- 称其为扇区,同一个同心圆的扇区组合成的圆就是所谓的磁道(track)
- 所有磁盘上面的同一个磁道可以组合成所谓的磁柱
- 传输界面:
- 固态硬盘(Solid State Disk,SSD)
- 没有马达不需要转动
- 通过内存直接读写,没有数据延迟、快且省电
- 选购与运转须知
- 0.2.5 扩充卡与界面
- 0.2.6 主板
- 0.2.7 电源供应器
- 0.3 数据表示方式
- 0.4 软件程序运作
- 0.4.1 机器程序与编译程序
- 0.4.2 操作系统
- 操作系统核心:操作系统其实也是一组程序,这组程序的终点在于管理计算机的所有活动以及驱动系统中的所有硬件。
- 系统呼叫:
- 操作系统的核心层直接参考硬件规格写成,所以同一个操作系统程序不能够在不一样的硬件架构下运作
- 操作系统只是在管理整个硬件资源,包括CPU、内存、输入输出设备及文件系统文件。
- 应用程序的开发都是草靠操作系统提供的开发接口,所以应用程序只能在该操作系统上面运作而已,不可以在其他操作系统上运作。
- 核心功能:
- 系统呼叫接口
- 程序管理
- 内存管理
- 文件系统管理
- 装置的驱动
- 操作系统与驱动程序:为了克服硬件持续更新导致操作系统不支持新硬件的问题,操作系统通常会提供一个开发接口给硬件开发商,让他们可以根据这个接口设计可以驱动他们硬件的驱动程序。
- 0.4.3 应用程序
- 0.5 本章习题
- 全世界跑的最快的超级计算机:
- 名称:Summit
- 位置:美国
- CPU型号与规格:POWER 9,采用14 nm FinFET工艺制造,[3]采用12核和24核版本
- 总共使用9216块CPU
- 按照一元一kwh来算,运行24小时需要36万RMB
- 联想小新pro13.3
- Intel 酷睿i5 7200U , 最高频率3.1GHz
- 8GB*1+DDR4
- SATA 256G