文章目錄

• 生猛干貨
• 概
• 基本硬件組成
• • CPU
  • 內存
  • 主板
• 馮·諾依曼體系結構
• 搞定計算機基礎內功

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生猛干貨

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概

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基本硬件組成

2000年左右， 要自己組裝一臺計算機，要先有三大件，CPU、內存和主板。

CPU

CPU (Central Processing Unit) 中央處理器 。 簡單來說， CPU是一個超級精細的印刷電路版。

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內存

第二個重要的配件，就是 內存（Memory）

程序讀取的數據、計算得到的結果，也都要放在內存里

內存通常直接可以插在主板上 。

存放在內存里的程序和數據，需要被CPU讀取，CPU計算完之后，還要把數據寫回到內存。然而CPU不能直接插到內存上，反之亦然。于是，最后一個大件—— 主板（Motherboard）

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主板

主板是一個有著各種各樣，有時候多達數十乃至上百個插槽的配件。

CPU要插在主板上，內存也要插在主板上。主板的 芯片組（Chipset）和 總線（Bus）解決了CPU和內存之間如何通信的問題。芯片組控制了數據傳輸的流轉，也就是數據從哪里到哪里的問題?？偩€則是實際數據傳輸的高速公路。

因此， 總線速度（Bus Speed）決定了數據能傳輸得多快。

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有了CPU、內存、主板 ，那么只要配上 電 源供電，計算機差不多就可以跑起來了。

但是現在還缺少各類輸入（Input）/輸出 （Output）設備，也就是我們常說的I/O設備。

顯示器我們才能看到計算機輸出的各種圖像、文字，這就是輸出設備。 鼠標和鍵盤能輸入，就是所謂的 輸入設備。

最后還要配上一個硬盤。這樣各種數據才能持久地保存下來。絕大部分人都會給自己的機器裝上一個機箱，配上風扇，解決灰塵和散熱的問題。

只不過機箱和風扇，算不上是計算機的必備硬件，拿個紙板或者外面放個電風扇，也一樣能用。

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馮·諾依曼體系結構

馮·諾依曼提出的 馮·諾依曼體系結構，也叫存儲程序計算機。

First Draft of a Report on the EDVAC 描述了他心目中的一臺計算機應該長什么樣。這篇報告在歷史上有個很特殊的簡稱，叫 First Draft 《第一份草案》。這樣，現代計算機的發展就從祖師爺寫的一份草案開始了。

首先是一個包含算術邏輯單元（Arithmetic Logic Unit，ALU）和處理器寄存器（Processor Register）的處理器單元（Processing Unit），用來完成各種算術和邏輯運算。因為它能夠完成各種數據的處理或者計算工作，因此也有人把這個叫作數據通路（Datapath）或者運算器。

然后是一個包含指令寄存器（Instruction Reigster）和程序計數器（Program Counter）的控制器單元（Control Unit/CU），用來控制程序的流程，通常就是不同條件下的分支和跳轉。在現在的計算機里，上面的算術邏輯單元和這里的控制器單元，共同組成了我們說的CPU。

接著是用來存儲數據（Data）和指令（Instruction）的內存。以及更大容量的外部存儲，在過去，可能是磁帶、磁鼓這樣的設備，現在通常就是硬盤。

最后就是各種 輸入和輸出設備，以及對應的輸入和輸出機制。我們現在無論是使用什么樣的計算機，其實都是和輸入輸出設備在打交道。個人電腦的鼠標鍵盤是輸入設備，顯示器是輸出設備。我們用的智能手機，觸摸屏既是輸入設備，又是輸出設備。而跑在各種云上的服務器，則是通過網絡來進行輸入和輸出。這個時候，網卡既是輸入設備又是輸出設備。

任何一臺計算機的任何一個部件都可以歸到運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備中，而所有的現代計算機也都是基于這個基礎架構來設計開發的。

而所有的計算機程序，也都可以抽象為從 輸入設備讀取輸入信息，通過 運算器和 控制器來執行存儲在 存儲器里的程序，最終把結果輸出到 輸出設備中。而我們所有撰寫的無論高級還是低級語言的程序，也都是基于這樣一個抽象框架來進行運作的。

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搞定計算機基礎內功

《新程序員》：云原生和全面數字化實踐50位技術專家共同創作，文字、視頻、音頻交互閱讀

總結

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