2.计算机硬件的组成部分

计算机硬件由一个或多个CPU和若干I/O设备,通过公共总线连接而成。

I/O设备由设备控制器和设备本身组成。

每个设备控制器负责一类特定的设备(如 磁盘、鼠标、键盘、打印机、显示器),设备控制器用来协调访问设备。

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1.中央处理单元

中央处理单元(Central Processing Unit,简称CPU),又称为中央处理器,它从内存中取出指令并执行之,所以执行程序必须位于内存中。

计算机分为单核中央处理器、多核中央处理器以及用于特定设备的专用处理器,比如 磁盘、键盘、显示器处理器等。一般情况下,我们所讨论的处理器即为中央处理器。

2.输入和输出设备

输入/输出设备(Input/Output device,简称I/O device),指由设备控制器和设备本身组成。

设备控制器:磁盘控制器、USB控制器、显示控制器。

设备本身:磁盘、鼠标、键盘、打印机、显示器。

3.存储器

所有存储器都可被认为是特殊的I/O设备。

高速缓存(Caching)高级缓冲存储 的简写,有时也简称为 缓存。当需要特定信息时,首先检查它是否处于高速缓存,如果是,可以直接使用高速缓存的信息,如果否,会调用原始的信息,并复制到高速缓存以便下次再用。

内存 又称为 主存(main memory),又称为 随机访问内存(Random Access Memory,RAM),以及 动态随机访问内存( Dynamic Random Access Memory,DRAM ),内存是易失性的,掉电就会失去所有内容。

磁盘 又称为 硬盘(Magnetic Disk),掉电不会失去内容,它能存储程序和内容。

类型容量访问速度由谁管理数据处理层级
寄存器<1KB0.25~0.5ns编译器高速缓存
高速缓存(Caching)<16MB0.25~25ns硬件内存
内存(Memory)<64GB80~250ns操作系统磁盘
固态磁盘<1TB25,000~50,000ns操作系统磁盘
磁盘(Disk)<10TB5,000,000ns操作系统磁盘或磁带

数据处理层级首先是从磁盘调到内存,然后复制到高速缓存核寄存器,最终再写回磁盘。

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4.公共总线

在计算机系统起连接各有关部件的各种公共信号线。

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