计算机基础复习-第0章 计算机概论-0.1计算机：辅助人脑的好工具

前言：刷题感觉差不多了，打算复习一下基础知识，复习书籍《鸟哥额Linux私房菜基础学习篇（第三版）》。如有错误欢迎指正。博主首发CSDN，mcf171专栏。

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0.1 计算机
计算机其实是：接受用户输入指令与数据，经过中央处理器的数据与逻辑单元运算处理后，以产生或存储成有用的信息。

0.1.1计算机硬件的五大单元

计算机主要分为三分部：

输入单元：包括键盘、鼠标、手写板、触摸屏幕等。

中央处理器（CPU）：含有算术逻辑、控制、记忆等单元。

输出单元：例如屏幕、打印机等。

CPU内又可分为两个主要的单元，分为是算数逻辑单元与控制单元。CPU读取的数据都是从内存读取来的。内存内的数据从输入单元传输进来，而CPU处理完毕的数据也必须要先写回内存中，最后数据才从内存传输到输出单元。

综上所述，计算机包括输入单元、输出单元、CPU内部的控制单元、算数逻辑单元与内存五大部分。

0.1.2 CPU的种类

CPU内部已经含有一些小指令，所有的软件都要经过CPU内部的微指令集来完成。这些指令集的设计主要又被分为两种设计理念，这就是目前世界上常见到的两种主要的CPU种类，分别是精简指令集（RISC）与复杂指令集（CISC）系统。

精简指令集（Reduced Instruction Set Computing，RISC）

这种CPU的设计中，微指令集较为精简，每个指令的执行时间很短，完成的操作也很简单。常见的RISC微指令集CPU主要有个Sun公司的SPARC系列、IBM公司的Power Architecture系列与ARM系列等。

在应用方面，SPARC架构的计算机常用与学术领域的大型工作站中，包括银行金融体系的主要服务器。各品牌手机、PDA、导航系统等，几乎都是使用ARM架构的CPU。

复杂指令集（Complex Instruction Set Computer，CISC）

与RISC不同的，在CISC的微指令集中，每个小指令可以执行一些较低阶的硬件操作。每条指令发挥时间较长。常见的CISC微指令集CPU主要有AMD、Intel、VIA等x86架构的CPU。

x86架构的CPU被大量使用与个人计算机，因此个人计算机常被称为x86架构的计算机。之所以叫做x86是因为最早的Intel发展出来的CPU代号为8086，因此这种架构的CPU就被称为x86架构了。

在后续AMD以此架构修改了新一代的CPU为64位，为了区别两者的不同，64位个人计算机CPU又被称为x86_64的架构。

不同的x86架构的CPU的区别除了CPU的整体结构（如第二层缓存、每次运作可执行的指令数等）之外，主要是在于微指令集的不同。

0.1.3 接口设备

对于计算机最重要的接口设备就是主板，主板负责把所有的设备连接在一起，让所有的设备能够进行协调与通信。而主板上面最重要的组件就是主板芯片组，这个芯片组可以将所有的设备汇集在一起。其他重要的设备还有：

存储设备：包括硬盘、光盘等。

显示设备：显卡对于3D游戏来说是非常重要的。

网络设备：没有网卡就上不了网。

0.1.4 运作流程

CPU = 大脑：通过大脑来进行判断与控制身体各部分的运动。

内存 = 大脑的当前用到的记忆数据（当前）

硬盘 = 大脑中能想起来的记忆区块（搁置）

主板 = 神经网络：将所有重要的组件连接起来。

各项接口设备 = 人体与外交互的手、脚、皮肤、眼睛瞪

显卡 = 脑袋中的影像

电源 = 心脏

0.1.5 计算机分类

超级计算机

超级酸唧唧是运行速度最快的计算机，但是它的维护、操作费用也最高。主要应用为：国防、气象、太空。

大型计算机

大型计算机通常也具有数个高速的CPU，功能上虽不及超级计算机，但也可用来处理大量数据与复杂的运算。例如大型企业的主机、全国性的证券交易所等每天需要处理数百万比数据的企业机构。

迷你计算机

迷你计算机仍保有大型计算机同时支持多用户的特性，但是主机可以放在一般作业场所，步向前两个大型计算机需要特殊的空调场所。通常用来作为科学研究、工程分析与工厂的流程管理等。

工作站

工作站的价格又比迷你计算机便宜很多，是针对特殊用途二设计的计算机。

微电脑

微电脑又可以成为个人计算机。

0.1.6 计算机上面常用的计算单位（大小、速度等）

大小单位

计算机依据有没有痛点来记录信息，所以理论上它只认识0与1而已。0/1的单位我们成为bit。但bit是在太小，并且在存储数据时每份简单的数据都会使用到8个bit的大小来记录，因此定义出Byte这个单位。关系为 1Byte = 8bit

不过同样的Byte还是太小了。下标为常见的单位与进位制对应表。

进位制	K	M	G	T	P
二进制	1024	1024K	1024M	1024G	1024T
十进制	1000	1000K	1000M	1000G	1000T

一般来说，文件大小使用的是二进制的方式，所以1GB的文件大小实际上为：1024x1024x1024B这么打。速度单位常用十进制，例如1GHZ就是1000x

1000x1000Hz的意思。

速度单位

CPU运算速度常使用Mhz或者是GHz之类的单位，Hz其实就是秒分之一。而在网络传输方面，由于网络使用的是bit为单位，因此网络尝试用的单位为Mbit/s。举例来说，大常常听到的8M？1MADSL传输速递，如果转成文件容量Byte时，其实理论最大传输值为：1MB/s/125KB/s的上传/下载速度。

例题

假如你今天购买了500GB的硬盘一个，但是格式化完毕后却只剩下460GB左右的空间，这是什么原因？

答：因为一般硬盘制造商会使用十进制的单位，所以500GB代表为500x1000x1000x1000B的意思。转成文件的大小单位时使用二进制（1024为底）所以就成为466GB左右的空间了。硬盘厂商并非要骗人，只是因为硬盘的最小物理量为512bytes，最小的组成单位为扇区（sector），通常硬盘容量采用“多少个山区”所以才会使用十进制来处理。