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【计算机基础Ep11】黑皮书:《计算机组成与设计——硬件/软件接口》内容梳理(四)

2023-02-25 00:05 作者:躺坑老碧的学习瞎记  | 我要投稿

第一章 计算机抽象及相关技术

1.4箱盖后的硬件

基础硬件基本功能:输入数据、输出数据、处理数据和存储数据。

计算机两个关键部件:

  1. 输入设备(input device):为计算机提供数据;

  2. 输出设备(output device):输出将计算结果送给用户。

计算机五个经典部件:

  1. 输入;

  2. 输出;

  3. 存储器;

  4. 数据通路(运算器);

  5. 控制器——4、 5合称处理器。

1.4.1显示器

最吸引人的I/O设备应该是图形显示器了


1.4.2触摸屏

后PC时代的平板电脑和智能手机使用接触敏感的显示设备替代了键盘和鼠标。



1.4.3打开机箱

集成电路:俗称芯片,其中含有处理器。

处理器:

  1. 地位:计算机中最活跃的部分;

  2. 功能:严格按照程序中的指令运行,完成数据相加、数据测试、按结果发出控制信号使I/O设备做出动作等操作;

  3. 别名:也叫做中央处理单元(central processor unit),即CPU;

  4. 构成:

    1. 数据通路(datapath):负责完成算术运算;

    2. 控制器(control):负责指导数据通路、存储器和I/O设备按照程序的指令正确执行。

内存(memory):

  1. 定义:程序运行时的存储空间;

  2. 作用:用于保存程序运行时所使用的数据;

  3. 组成:由多片DRAM(Dynamic Random Access Memory,动态随机访问存储器)芯片组成,用来承载程序的指令的数据。

高速缓存(cache memory):

  1. 定义:一种小而快的存储器,一般作为DRAM的缓存(非技术性定义:隐藏事物的安全地方);

  2. 组成:SRAM(Static Random Access Memory,静态随机访问存储器),速度更快而且不那么密集,价格比DRAM更贵。

计算机指令系统体系结构(instruction set architecture)/体系结构(architecture):

  1. 组成:程序员正确编写二进制机器语言所需的全部信息;

  2. 应用二进制接口(Application Binary Interface,ABI):提供给应用程序员的基本指令系统和操作系统的接口。

1.4.4数据安全

存储分类:

  1. 易失性存储:一旦关掉电源就丢失的存储;

    名称:主存储(main memory)/主要存储(primary memory)

  2. 非易失性存储:关掉电源不会丢失的存储;

    名称:辅助存储(secondary memory);

    地位:构成了存储层次中更低的一等。


1.4.5与其他计算机通信

计算机网络:一台计算机可以与其他计算机通信,从而扩展计算能力。

联网计算机优点:

  1. 通信:信息可在计算机之间高速交换;

  2. 资源共享;

  3. 远距离访问。


以太网:

  1. 地位:最为普遍;

  2. 局域网(Local Area Network,LAN):将一座建筑物中同一层的计算机连接起来;

  3. 广域网:可以跨越大陆,是因特网的骨干构成部分,可支持万维网。



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