计算机硬件基础 | 易学教程

计算机硬件有五大部分：（控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备）

CPU是中央处理器，是由控制器+运算器的组成。

CPU、内存(主存储器)以及其他I/O设备都由一条系统总线（bus）连接起来并通过总线与其他设备通信

cpu是人的大脑，负责控制全身和运算

内存是人的记忆，负责临时存储

硬盘是人的笔记本，负责永久存储

输入设备是耳朵或眼睛或嘴巴，负责接收外部的信息存入内存

输出设备是你的脸部(表情)或者屁股，负责经过处理后输出的结果

以上所有的设备都通过总线连接，总线相当于人的神经！

CPU读取的数据都是从主存储器（内存）来的！

CPU： x86-64 x86 值得是cpu 的型号 64指的是CPU一次可以读取64个bit位

cpu具有向下兼容性，即64的cpu可以执行32 的程序

存储器：

内存：内存条

优点：存取速度快

缺点：断电数据丢失、容量小

外存：磁盘

优点：断电数据不会丢失，可以永久保存数据，容量大

缺点：存取速度慢

对于磁盘来说，寻找数据的总时间=平均寻道时间（5ms）+平均延迟时间（7200转磁盘，该值等于4ms）

计算机中第二重要的就是存储了，所有人都意淫着存储：速度快（这样cpu的等待存储器的延迟就降低了）+容量大+价钱便宜。然后同时兼备三者是不可能的，所以有了如下的不同的处理方式

存储器系统采用如上图的分层结构，顶层的存储器速度较高，容量较小，与底层的存储器相比每位的成本较高，其差别往往是十亿数量级的

磁盘：磁盘低速的原因是因为它一种机械装置，在磁盘中有一个或多个金属盘片，它们以5400，7200或10800rpm（RPM =revolutions per minute 每分钟多少转）的速度旋转。从边缘开始有一个机械臂悬在盘面上，这类似于老式黑胶唱片机上的拾音臂。信息卸载磁盘上的一些列的同心圆上，是一连串的2进制位（称为bit位），为了统计方法，8个bit称为一个字节bytes，1024bytes=1k，1024k=1M，1024M=1G,所以我们平时所说的磁盘容量最终指的就是磁盘能写多少个2进制位。

数据都存放于一段一段的扇区，即磁道这个圆圈的一小段圆圈，从磁盘读取一段数据需要经历寻道时间和延迟时间

平均寻道时间

机械手臂从一个柱面随机移动到相邻的柱面的时间成为寻到时间，找到了磁道就以为着招到了数据所在的那个圈圈，但是还不知道数据具体这个圆圈的具体位置

平均延迟时间

机械臂到达正确的磁道之后还必须等待旋转到数据所在的扇区下，这段时间成为延迟时间

虚拟内存：

许多计算机支持虚拟内存机制，该机制使计算机可以运行大于物理内存的程序，方法是将正在使用的程序放入内存取执行，而暂时不需要执行的程序放到磁盘的某块地方，这块地方成为虚拟内存，在linux中成为swap，这种机制的核心在于快速地映射内存地址，由cpu中的一个部件负责，成为存储器管理单元(Memory Management Unit MMU)

输入输出设备：

#1、输入设备
　　输入设备的任务是把人们编好的程序和原始数据送到计算机中去，并且将他们转换成计算机内存所能识别和接受的信息方式。　　

安输入信息的形态可分为字符（包括汉字）输入、图形输入、图像输入及语言输入等。目前，常见的输入设备有：键盘、鼠标、扫描仪等。辅助存储器（磁盘、磁带）也可以看作输入设备。另外，自动控制和检测系统中使用的模数（A/D）转换装置也是一种输入设备。

#2、输出设备
　　输出设备的任务是将计算机的处理结果以人或其他设备所能接受的形式送出计算机。　　

目前最常用的输出设备是打印机和显示器。辅助存储器也可以看做输出设备。另外，数模（D/A）转换装置也是一种输出设备。

总线：

四小节中的结构在小型计算机中沿用了多年，并也用在早期的IBM PC中。但是随着处理器和存储器速度越来越快，单总线很难处理总线的交通流量了，于是出现了下图的多总线模式，他们处理I/O设备及cpu到存储器的速度都更快。

北桥即PCI桥：连接高速设备

南桥即ISA桥：连接慢速设备

电源（Power）==心脏：所有的组件要能运作，得要有足够的电力供给才行。这就好像心脏一样，如果心脏不跳动了，人就嗝屁了，电脑也是如果没有电源，那也就是一堆垃圾，什么作用都没有。

启动流程

1.计算机加电