【linux学习】计算机概论

1. 计算机的定义

接受使用者输入指令与数据，经由中央处理器的数学与逻辑单元处理后，以产生或储存成有用的信息。

2. 计算机硬件的五大单元

输入单元、输出单元、控制单元、算数逻辑单元、主内存。

• 输入单元：键盘、鼠标、扫描器
• 输出单元：屏幕、打印机
• 控制单元：负责协调各周边组件与各单元之间的工作
• 算数逻辑单元：负责程序运算与逻辑判断
• 主内存（RAM）：用于保存输入进CPU的数据，CPU处理完的数据也写回主内存中

3. CPU的分类

中央处理器（Central Processing Unit, CPU）是一个具有特定功能的芯片，里面含有微指令集，我们使用的软件都要经过CPU内部的微指令集来达成。微指令集的设计分为两种设计理念，也就导致CPU的两种类型：1. 精简指令集（Reduced Instruction Set Computer, RISC），2. 复杂指令集（Complex Instruction Set Computer, CISC）

• 精简指令集：微指令集较为精简，指令执行时间较短，指令执行效能较佳。做复杂的事情，需要多个指令来完成。主要使用RISC的CPU包括，SPARC系列（用于大型工作站）、PowerPC系列（索尼的PS3）、ARM系列（路由器、交换机、手机）。
• 复杂指令集：其微指令集的每个小指令可以执行一些较低阶的硬件操作，指令数目多且复杂，每条指令的长度不相同。指令较为复杂，执行指令花费时间较长，但每条指令可以处理的工作较为丰富。主要使用CISC的CPU包括，AMD、Intel、VIA等x86架构的CPU。x86架构的CPU主要用于个人计算机上（Personal computer），x86架构的由来是因为最早的Intel研发出来的CPU的代号为8086，后来在此架构的基础上开发出80286，80386等等，因此这种架构的CPU就被称为x86架构。

4. 计算机常用计算单位（容量、速度等）

计算机的运算能力由速度来决定，存放在计算机存储设备中的数据容量也有单位。

• 容量单位
  计算机根据有没有通电来记录信息，因此通过0和1作为信息标识，0和1的单位称为bit（比特），简写为 b，是计算机存储和处理数据的基本单位。用bit来记录信息，单位太小了，因此存储数据时会使用8个bit作为基本单位，由此引出Byte（字节），简写为 B。

$$1\text{?Byte?}=8\text{?bits?}$$

1KB（千字节）= 1024 B（字节）
1MB（兆字节）= 1024 KB
1GB（千兆字节）= 1024 MB
1TB（太字节）= 1024 GB

• 速度单位

CPU的运算速度使用 MHz 或者是 GHz 作为单位，Hz（赫兹）用来描述CPU的时钟频率，即CPU每秒钟执行的时钟周期数。

一个时钟周期是CPU执行指令的基本单位。时钟频率（Hz）表示CPU每秒能够执行的时钟周期数。

1Hz表示每秒执行1个时钟周期，1KHz表示每秒执行1000个时钟周期，1MHz表示每秒执行1000000个时钟周期。

5. 参考文献

http://cn.linux.vbird.org/linux_basic/0105computers_1.php#ps1