计算机入门

计算机硬件入门知识总结！该图介绍了计算机硬件的操作系统、CPU、主板、存储设备、计算机的发展、计算机的组成、输入设备、输出设备、显示系统。学了本图不再是计算机小白！

计算机硬件

• 操作系统
  • Windows 10 home 64bit
  • 常见OS
    • Windows
      • 家庭版
      • 专业版
    • DOS
    • Linux
    • UNIX
    • 安卓，IOS
  • 字长：64bit（位，二进制）
• CPU
  • Intel Core i7 九代 2.6GHz 六核十二线程 L3 Cache 12MB
  • 厂家 类型 型号 AMD
  • 性能指标
    • 主频 2.6GHz
      • CPU的内部工作频率
      • 1-4GHz
      • 主频越高，CPU的速度越快
    • 核心，线程数
      • 核心数越多，速度越快
    • 三级缓存 12MB
      • 缓存容量越大，速度越快
    • 字长：64位
      • CPU中整数寄存器和定点运算器的宽度
      • 寻址能力：CPU一次可访问的内存容量
      • 字长--地址线宽度--》寻址能力
      • 例：某CPU的地址线宽度为32位，问该CPU一次可访问的内存容量？2的32次方（B)=4GB
  • 处理器，微处理器，中央处理器
    • 处理器：具有运算能力的设备
    • 微处理器：体积较小
    • 中央处理器：管理软硬件资源
  • CPU的任务
    • 执行指令
      • 执行过程：取指令，指令译码，取操作数，执行指令，保存结果
    • 软件，程序，指令，二进制代码
      • 软件的主体部分是程序
      • 程序是由一条条的指令构成（代码）
      • 指令=操作码（干什么）+操作地址（谁去干）
      • 所有的指令都是二进制代码
  • CPU的组成
    • 控制器：控制中心
      • 指令寄存器：存放正在运行的指令
      • 指令计数器存放正在运行的指令地址
    • 运算器：进行算数运算和逻辑运算
    • 寄存器组存放临时数据和中间结果 8+2-5=10-5=5
    • CPU，内存，硬盘的关系
      • CPU运行指令（程序）
      • 内存：存放正在运行的程序
      • 硬盘：长期存放数据和程序
      • CPU--内存--硬盘
• 主板
  • 芯片
    • 芯片组 Intel HM370
      • 决定主板的价格和档次
      • 和CPU同步发展
• 存储设备
  • 内存（主机部分）
    • 8GB DDR4
      • 8G
      • 4G+4G
    • 存放正在运行的数据，关机后信息丢失
  • 外存（外设部分）
    • SSD固态硬盘 512GB
    • 长期存放数据，关机后信息不会丢失
    • 固态硬盘（256-512GB）+机械硬盘1TB
    • 优盘，软盘，SD卡，硬盘，光盘，磁带
  • 总结1：存储器的材料
    • 半导体材料（硅，砷化镓）
      • RAM(随机存储器)
        • DRAM（动态随机存储器）--内存条
        • SRAM（静态随机存储器）Cache（高速缓冲存储器）
      • ROM(只读存储器)
        • EPROM--中低端设备
        • Flash ROM（闪存）--优盘，SD卡，固态硬盘，BIOS芯片
    • 磁性材料（机械硬盘）
    • 光介质（光盘）
  • 总结2：计算机中的存储器（速度由快到慢）
    • 寄存器组：CPU的组成之一，存放临时数据和中间结果
    • Cache：高速缓冲存储器
      • 产生原因：为了解决CPU和内存之间速度不一致的问题
      • 将内存中部分数据的映射（复制）放入Cache
      • CPU寻找数据的顺序：Cache（L1,L2,L3），内存（RAM），CPU让内存去外存取数据
      • 速度：CPU~Cache》内存
      • 特点：Cache容量越大，CPU命中率越高，性能越好
    • 主存储器（RAM和ROM）
      • RAM:用于存放正在运行的数据和程序
      • ROM
    • 外村：硬盘，光盘，优盘
      • 长期存放数据，容量是海量的
  • 总结3：数据的存储形式
    • Cache
      • 存储形式和内存不同
      • 和内存也不是统一编址
    • 内存
      • 以字节为单位进行存取，连续编址
    • 硬盘
      • 以扇区为单位进行存储，1扇区=512字节
• 计算机的发展
  • 电子元器件发展：真空电子管--晶体管--集成电路（中小规模--大规模,超大规模）
  • 数字电子计算机（1-4代）智能化--生物计算机，光学计算机，量子计算机
  • 冯诺依曼（计算机之父）
    • 提出计算机的基本框架：运算器，控制器(CPU），存储器，输入设备，输出设备
    • 思想：存储程序控制原理
    • 二进制
  • 图灵
    • AI（人工智能）：是否能通过图灵测试
    • 人工智能之父
  • 摩尔
    • 摩尔定律，Intel创始人,1965年，电子学杂志上
    • 单块继承电路的集成平均度每18-24个月翻一番
  • 尼沃斯
    • 计算机科学就是研究算法（解题思路）的学问
    • 程序=算法+数据结构
• 计算机的组成
  • 计算机系统
    • 硬件
      • 只有硬件机器--裸机
        • 所有硬件都需要控制器去控制
        • 总是一条数据共享传输的通道
        • 存储器
          • 内存储器
          • 外存储器
      • 裸机+操作系统=虚计算机
      • 主机和外设
    • 软件
      • 程序（主体）
      • 数据
      • 文档
• 输入设备
  • 鼠标
    • 工作原理
      • （1）微型镜头拍摄下方图像，DSP（数字信号处理器）计算机鼠标移动的方向和距离
      • （2）利用光学原理，将方向和距离转化为脉冲信号送入计算机
    • 性能指标：分辨率--灵敏度有关
  • 扫描仪
    • 工作原理：光电转换--CCD（电荷耦合器件）
    • 性能指标
      • 分辨率：水平分辨率*垂直分辨率--清晰度（dpi)
      • 色彩位数：图像的效果
  • 数码相机--CCD（光电转换）
• 输出设备
  • 打印机
    • 针式打印机
      • 特点：击打式打印机，多层套打
      • 材料：色带
    • 喷墨打印机
      • 材料：墨水
      • 非击打式打印机
    • 激光打印机
      • 材料：碳粉
      • 非击打式打印机
• 显示系统
  • 显卡
    • 集成显卡
      • 作为芯片嵌在主板上，和系统内存共享空间
    • 独立显卡
      • 显存：6GB 显存的类型：GDDR6 显存的位宽：192bit
      • 作为扩充卡插在主板的PCI-E*16插槽上
      • 视频接口
        • VGA接口--传输模拟视频信号
        • DVI接口--传输数字视频信号
        • HDMI接口--传输数字视频+音频信号
      • 组成
        • 显存
        • GPU--显示控制器
        • 控制电路
  • 显示器
    • 分类：LCD液晶显示器
      • 既具有固体的有向性，也具有液体的流动性
      • 液晶本身不发光，光来自发光源
    • 尺寸：15.6英寸
      • 对角线的长度
      • 宽屏显示器（比例）
        • 16：9
        • 16：10
    • 分辨率：1920*1080（ 16 ：9 ）
      • 水平分辨率*垂直分辨率（像素点的数目）
      • 图像，显示器的清晰度有关
    • 屏幕技术
      • 发光源：属于透射型显示器,WLED
      • IPS屏：硬屏技术，清晰度好，可视角度大，响应时间短
    • 刷新率：和图像的稳定程度有关，Hz