計算機基礎

2022-05-19 18:48:13 字數 3690 閱讀 6046

計算機的定義

計算機(computer)俗稱電腦,是現代一種用於高速計算的電子計算機器,可以進行數值計算,又可以進行邏輯計算,還具有儲存記憶功能。是能夠按照程式執行,自動、高速處理海量資料的現代化智慧型電子裝置。

1、 完整的計算機系統:

應用程式

作業系統

計算機硬體

2、 計算機硬體:(計算機是人的奴隸)

1、 五大組成

控制器   控制計算機各部位硬體工作

運算器   計算機(cpu)本身自帶的強大的運算能力

儲存器i/o:記憶體+外存    計算機最終的效能提公升都在i/o問題上

輸入裝置input

輸出裝置output

2、 cpu

控制器+運算器=cpu

功能:控制+運算

工作方式:取指→分析→執行

在多路復用的cpu中一般都含有暫存器,暫存器是和cpu在乙個位置,是最高的傳輸速率了。

軟體的執行都是由cpu執行,強調所有的軟體最終都要轉換成cpu的指令集去執行

效率從高到慢依次為:磁帶==>硬碟==>記憶體==>快取==>暫存器

核心態和使用者態

核心態:當cpu在核心態執行時,cpu可以執行指令集中所有的指令,很明顯,所有的指令中包含了使用硬體的所有功能,(作業系統在核心態下執行,從而可以訪問整個硬體)

使用者態:使用者程式在使用者態下執行,僅僅只能執行cpu整個指令集的乙個子集,該子集中不包含操作硬體功能的部分,因此,一般情況下,在使用者態中有關i/o和記憶體保護(作業系統占用的記憶體是受保護的,不能被別的程式占用),當然,在使用者態下,將psw中的模式設定成核心態也是禁止的。

多執行緒和多核晶元

cpu具有向下相容性

電源是電腦中不可缺少的供電裝置,它的作用是將220v交流電轉換為電腦中使用的5v、12v、3.3v直流電,其效能的好壞,直接影響到其他裝置工作的穩定性,進而會影響整機的穩定性。手提電腦在自帶鋰電池情況下,為手提電腦提供有效電源。

主機板是電腦中各個部件工作的乙個平台,它把電腦的各個部件緊密連線在一起,各個部件通過主機板進行資料傳輸。也就是說,電腦中重要的「交通樞紐」都在主機板上,它工作的穩定性影響著整機工作的穩定性。

cpu即**處理器,是一台計算機的運算核心和控制核心。其功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟體中的資料。cpu由運算器、控制器、暫存器、快取記憶體及實現它們之間聯絡的資料、控制及狀態的匯流排構成。作為整個系統的核心,cpu也是整個系統最高的執行單元,因此cpu已成為決定電腦效能的核心部件,很多使用者都以它為標準來判斷電腦的檔次。

cpu是從記憶體中取資料來執行程式,現在最常見的就是x86-64

記憶體又叫內部儲存器或者是隨機儲存器(ram),分為ddr記憶體和sdram記憶體,(但是sdram由於容量低,儲存速度慢,穩定性差,已經被ddr淘汰了)記憶體屬於電子式儲存裝置,它由電路板和晶元組成,特點是體積小,速度快,有電可存,無電清空,即電腦在開機狀態時記憶體中可儲存資料,關機後將自動清空其中的所有資料。 記憶體有ddr、ddr ii、ddr iii三大類,容量1-64gb。

硬碟屬於外部儲存器,機械硬碟由金屬磁片製成,而磁片有記憶功能,所以儲到磁片上的資料,不論在開機,還是關機,都不會丟失。硬碟容量很大,已達tb級,尺寸有3.5、2.5、1.8、1.0英吋等,介面有ide、sata、scsi等,sata最普遍。行動硬碟是以硬碟為儲存介質,強調便攜性的儲存產品。市場上絕大多數的行動硬碟都是以標準硬碟為基礎的,而只有很少部分的是以微型硬碟(1.8英吋硬碟等)為基礎,但**因素決定著主流行動硬碟還是以標準筆記本硬碟為基礎。因為採用硬碟為儲存介質,因此行動硬碟在資料的讀寫模式與標準ide硬碟是相同的。行動硬碟多採用usb、ieee1394等傳輸速度較快的介面,可以較高的速度與系統進行資料傳輸。固態硬碟用固態電子儲存晶元陣列而製成的硬碟,由控制單元和儲存單元(flash晶元)組成。固態硬碟在產品外形和尺寸上也完全與普通硬碟一致但是固態硬碟比機械硬碟速度更快。

顯示卡在工作時與顯示器配合輸出圖形、文字,作用是將計算機系統所需要的顯示資訊進行轉換驅動,並向顯示器提供行掃瞄訊號,控制顯示器的正確顯示,是連線顯示器和個人電腦主機板的重要元件,是「人機對話」的重要裝置之一。

網絡卡是工作在資料鏈路層的網路元件,是區域網中連線計算機和傳輸介質的介面,不僅能實現與區域網傳輸介質之間的物理連線和電訊號匹配,還涉及幀的傳送與接收、幀的封裝與拆封、介質訪問控制、資料的編碼與解碼以及資料快取的功能等。網絡卡的作用是充當電腦與網線之間的橋梁,它是用來建立區域網並連線到internet的重要裝置之一。

在整合型主機板中常把音效卡、顯示卡、網絡卡部分或全部整合在主機板上。

英文名為「modem」,俗稱「貓」,即數據機,調製和解調最常見的就是通訊,通訊兩端都有調製器(解調器)把光訊號轉為電訊號再轉為二進位製碼經過解析得到資料。

計算機的容量

計算機依有沒有通電來記錄資訊,所以理論上它只認識 0 與 1 而已。0/1 的單位我們稱為 bit。但 bit 實在太小了, 並且在儲存資料時每份簡單的資料都會使用到 8 個 bits 的大小來記錄,因此定義出 byte 這個單位,他們的關係為:

乙個二進位制位成為乙個bit:111        1 byte = 8 bits

一般來說,檔案容量使用的是二進位的方式,所以 1 gbytes 的檔案大小實際上為:1024x1024x1024 bytes 這麼大! 速度單位則常使用十進位,例如 1ghz 就是 1000x1000x1000 hz 的意思。

5、磁碟:

最終取平均值=4ms

6、作業系統

啟動流程

加電bios→檢測硬體→cmos

找到啟動盤→讀取第乙個扇區512b(了解:446引導資訊64分割槽資訊2結束標誌位)

載入bootloader

讀取作業系統核心(接管bios的任務,控制計算)

bios是計算機本身自帶的乙個引導性的作業系統,因此,bios 對計算機系統來講是非常重要的,因為他掌握了系統硬體的詳細資訊與開機裝置的選擇等等。

還有一種儲存器就是cmos,它是易失性的,許多計算機利用cmos儲存器來保持當前時間和日期。cmos儲存器和遞增時間的電路由一小塊電池驅動。

美國(國家)資訊交換標準(代)碼,一種使用7個或8個二進位制位進行編碼的方案,最多可以給256個字元

字母和數字的 ascii 碼的記憶是非常簡單的。我們只要記住了乙個字母或數字的 ascii 碼(例如記住 a 為 65 , 0 的 ascii 碼為 48 ),知道相應的大小寫字母之間差 32 ,就可以推算出其餘字母、數字的 ascii 碼。

雖然標準 ascii 碼是 7 位編碼,但由於計算機基本處理單位為位元組( 1byte = 8bit ),所以一般仍以乙個位元組來存放乙個 ascii 字元。每乙個位元組中多餘出來的一位(最高位)在計算機內部通常保持為 0 (在資料傳輸時可用作奇偶校驗位)。

為了提高unicode的編碼效率,於是就出現了utf-8編碼。utf-8可以根據不同的符號自動選擇編碼的長短。比如英文本母可以只用1個位元組就夠了。

utf-8的編碼是這樣得出來的,以」漢」這個字為例:

「漢」字的unicode編碼是u+00006c49,然後把u+00006c49通過utf-8編碼器進行編碼,最後輸出的utf-8編碼是e6b189。

計算機 計算機基礎整理

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