二進制位 有效 理論 adding 組件 電信號 數據緩存 方案 layout

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，還具有存儲記憶功能。是能夠按照程序運行，自動、高速處理海量數據的現代化智能電子設備。

1、 完整的計算機系統：

應用程序

操作系統

計算機硬件

2、 計算機硬件：（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件工作

運算器 計算機（cpu）本身自帶的強大的運算能力

存儲器I/O:內存＋外存 計算機最終的性能提升都在I/O問題上

輸入設備input

輸出設備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

軟件的執行都是由CPU執行，強調所有的軟件最終都要轉換成CPU的指令集去執行

一個二進制位成為一個bit:111

CPU具有向下兼容性

• 電源

電源是電腦中不可缺少的供電設備，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，其性能的好壞，直接影響到其他設備工作的穩定性，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。

• 主板

主板是電腦中各個部件工作的一個平臺，它把電腦的各個部件緊密連接在一起，各個部件通過主板進行數據傳輸。也就是說，電腦中重要的“交通樞紐”都在主板上，它工作的穩定性影響著整機工作的穩定性。

• CPU

CPU即中央處理器，是一臺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件中的數據。CPU由運算器、控制器、寄存器、高速緩存及實現它們之間聯系的數據、控制及狀態的總線構成。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已成為決定電腦性能的核心部件，很多用戶都以它為標準來判斷電腦的檔次。 cpu是從內存中取數據來執行程序，現在最常見的就是X86-64

• 內存

內存又叫內部存儲器或者是隨機存儲器（RAM），分為DDR內存和SDRAM內存，（但是SDRAM由於容量低，存儲速度慢，穩定性差，已經被DDR淘汰了）內存屬於電子式存儲設備，它由電路板和芯片組成，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內存中可存儲數據，關機後將自動清空其中的所有數據。 內存有DDR、DDR II、DDR III三大類，容量1-64GB。

• 硬盤

硬盤屬於外部存儲器，機械硬盤由金屬磁片制成，而磁片有記憶功能，所以儲到磁片上的數據，不論在開機，還是關機，都不會丟失。硬盤容量很大，已達TB級，尺寸有3.5、2.5、1.8、1.0英寸等，接口有IDE、SATA、SCSI等，SATA最普遍。移動硬盤是以硬盤為存儲介質，強調便攜性的存儲產品。市場上絕大多數的移動硬盤都是以標準硬盤為基礎的，而只有很少部分的是以微型硬盤（1.8英寸硬盤等）為基礎，但價格因素決定著主流移動硬盤還是以標準筆記本硬盤為基礎。因為采用硬盤為存儲介質，因此移動硬盤在數據的讀寫模式與標準IDE硬盤是相同的。移動硬盤多采用USB、IEEE1394等傳輸速度較快的接口，可以較高的速度與系統進行數據傳輸。固態硬盤用固態電子存儲芯片陣列而制成的硬盤，由控制單元和存儲單元（FLASH芯片）組成。固態硬盤在產品外形和尺寸上也完全與普通硬盤一致但是固態硬盤比機械硬盤速度更快。

• 聲卡

聲卡是組成多媒體電腦必不可少的一個硬件設備，其作用是當發出播放命令後，聲卡將電腦中的聲音數字信號轉換成模擬信號送到音箱上發出聲音。

• 顯卡

顯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信息進行轉換驅動，並向顯示器提供行掃描信號，控制顯示器的正確顯示，是連接顯示器和個人電腦主板的重要元件，是“人機對話”的重要設備之一。

• 網卡

網卡是工作在數據鏈路層的網路組件，是局域網中連接計算機和傳輸介質的接口，不僅能實現與局域網傳輸介質之間的物理連接和電信號匹配，還涉及幀的發送與接收、幀的封裝與拆封、介質訪問控制、數據的編碼與解碼以及數據緩存的功能等。網卡的作用是充當電腦與網線之間的橋梁，它是用來建立局域網並連接到Internet的重要設備之一。 在整合型主板中常把聲卡、顯卡、網卡部分或全部集成在主板上。

• 調制器和解調器

英文名為“Modem”，俗稱“貓”，即調制解調器，調制和解調最常見的就是通信，通信兩端都有調制器（解調器）把光信號轉為電信號再轉為二進制碼經過解析得到數據。 計算機的容量 計算機依有沒有通電來記錄信息，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， 並且在儲存數據時每份簡單的數據都會使用到 8 個 bits 的大小來記錄，因此定義出 byte 這個單位，他們的關系為： 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 這麽大！ 速度單位則常使用十進位，例如 1GHz 就是 1000x1000x1000 Hz 的意思。

5、磁盤：

平均尋道時間：5ms

平均延遲時間：60/7200＝0.008＝8ms

最終取平均值＝4ms

6、操作系統

啟動流程

加電

BIOS→檢測硬件→CMOS

找到啟動盤→讀取第一個扇區512B(了解：446引導信息64分區信息2結束標誌位)

加載bootloader

讀取操作系統內核（接管BIOS的任務，控制計算）

BIOS是計算機本身自帶的一個引導性的操作系統，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件的詳細信息與開機設備的選擇等等。

ASCII

美國(國家)信息交換標準(代)碼，一種使用7個或8個二進制位進行編碼的方案，最多可以給256個字符 字母和數字的 ASCII 碼的記憶是非常簡單的。我們只要記住了一個字母或數字的 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 ，就可以推算出其余字母、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字節（ 1byte = 8bit ），所以一般仍以一個字節來存放一個 ASCII 字符。每一個字節中多余出來的一位（最高位）在計算機內部通常保持為 0 （在數據傳輸時可用作奇偶校驗位）。

UTF-8

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。比如英文字母可以只用1個字節就夠了。 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。

編程之路：計算機基礎