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第零章、 计算器概论
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最近更新日期: /08/03
这几年鸟哥开始在大学任教了, 在教学的经验中发现到, 由于对 Linux 有兴趣的朋友很多可能并非
信息相关科系出身, 因此对于计算机硬件及计算器方面的概念不熟。然而操作系统这种咚咚跟硬件
有相当程度的关连性, 因此, 如果不了解一下计算器概论, 要很快的了解 Linux 的概念是有点难度
的。因此, 鸟哥就自作聪明的新增一个小章节来谈谈计概啰! 因为鸟哥也不是信息相关学门出身,
因此, 写的不好的地方请大家多多指教啊! ^_^
1.计算机: 辅助人脑的好工具
1.1 计算机硬件的五大单元
1.2CPU 的种类
1.3 接口设备
1.4 运作流程
1.5 计算机分类
1.6 计算机上面常见的计算单位(容量、 速度等)
2.个人计算机架构与接口设备
2.1CPU: CPU 的外频与倍频,32 位与 64 位,CPU 等级
2.2 内存
2.3 显示适配器
2.4 硬盘与储存设备
2.5PCI 适配卡
2.6 主板
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2.7 电源供应器
2.8 选购须知
3.数据表示方式
3.1 数字系统
3.2 文字编码系统
4.软件程序运作
4.1 机器程序与编译程序
4.2 操作系统
4.3 应用程序
5.重点回顾
6.本章习题
7.参考数据与延伸阅读
8.针对本文的建议:
计算机: 辅助人脑的好工具
进入二十一世纪的现在, 没有用过计算机的朋友应该算很少了吧?
可是, 你了解计算机是什么吗? 计算机的机壳里面含有什么组件?
不同的计算机能够作什么事情? 你生活周遭有哪些电器用品内部
是含有计算机相关组件的? 底下我们就来谈一谈这些东西呢!
所谓的计算机就是一种计算器, 而计算器其实是: 『接受用户输入
指令与数据, 经由中央处理器的数学与逻辑单元运算处理后, 以产
生或储存成有用的信息』。因此, 只要有输入设备(不论是键盘还
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是触摸屏)及输出设备(屏幕或直接打印出来), 让你能够输入数据
使该机器产生信息的, 那就是一部计算器了。
图 1.1.1、 计算器的功能
根据这个定义你知道哪些东西是计算器了吗? 包括一般商店用的
简易型加减乘除计算器、 打电话用的手机、 开车用的卫星定位系
统(GPS)、 提款用的提款机(ATM)、 你常使用的桌上型个人计算机、
可携带的笔记本电脑还有这两年( , )很火红的 EeePC(或称为
netbook)等等, 这些都是计算器!
那么计算器主要的组成组件是什么呢? 底下我们以常见的个人计
算机来作为说明。
计算机硬件的五大单元
关于计算机的组成部分, 其实你能够观察你的桌面计算机分析一
下, 依外观来说这家伙主要分为三部分:
� 输入单元: 包括键盘、 鼠标、 卡片阅读机、 扫描仪、 手
写板、 触控屏幕等等一堆;
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� 主机部分: 这个就是系统单元, 被主机机壳保护住了, 里面
含有 CPU 与主存储器等;
� 输出单元: 例如屏幕、 打印机等等
我们主要透过输入设备如鼠标与键盘来将一些数据输入到主机里
面, 然后再由主机的功能处理成为图表或文章等信息后, 将结果传
输到输出设备, 如屏幕或打印机上面。重点在于主机里面含有什么
组件呢? 如果你曾经拆开过计算机主机机壳, 会发现其实主机里面
最重要的就是一片主板, 上面安插了中央处理器(CPU)以及主存储
器还有一些适配卡装置而已。
整部主机的重点在于中央处理器(CentralProcessingUnit,CPU),
CPU 为一个具有特定功能的芯片, 里头含有微指令集, 如果你想要
让主机进行什么特异的功能, 就得要参考这颗 CPU 是否有相关内
建的微指令集才能够。由于 CPU 的工作主要在于管理与运算, 因此
在 CPU 内又可分为两个主要的单元, 分别是: 算数逻辑单元与控制
单元。(注 1)其中算数逻辑单元主要负责程序运算与逻辑判断, 控
制单元则主要在协调各周边组件与各单元间的工作。
既然 CPU 的重点是在进行运算与判断, 那么要被运算与判断的数
据是从哪里来的? CPU 读取的数据都是从主存储器来的! 主存储
器内的数据则是从输入单元所传输进来! 而 CPU 处理完毕的数据
也必须要先写回主存储器中, 最后数据才从主存储器传输到输出
单元。
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综合上面所说的, 我们会知道其实计算机是由几个单元所组成的,
包括输入单元、 输出单元、 CPU 内部的控制单元、 算数逻辑单
元与主存储器五大部分。相关性如下所示:
图 1.1.2、 计算机的五大单元(注 2)
上面图标中的『系统单元』其实指的就是计算机机壳内的主要组件,
而重点在于 CPU 与主存储器。特别要看的是实线部分的传输方向,
基本上数据都是流经过主存储器再转出去的! 至于数据会流进/流
出内存则是 CPU 所发布的控制命令! 而 CPU 实际要处理的数据则
完全来自于主存储器! 这是个很重要的概念喔!
而由上面的图示我们也能知道, 所有的单元都是由 CPU 内部的控
制单元来负责协调的, 因此 CPU 是整个计算机系统的最重要部分!
那么当前世界上有哪些主流的 CPU 呢? 是否刚刚我们谈到的硬件
内全部都是相同的 CPU 种类呢? 底下我们就来谈一谈。
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