计算机系统组成原理(基础)

网上关于计算机系统的讨论众说纷纭。刚开始,我卯足了劲想寻找一个标准答案,后来发现这并不存在!

因为计算机系统层次不一,看你从什么角度来理解这个问题。

在这篇文章里,我的介绍一切从简,不求锦上添花,剥离掉可有可无的功能单元,希望能帮助到刚入行的小白。

计算机系统

现代计算机一般基于Von Neumann体系结构,它的特点是:CPU和memory是两个主要组成部分。memory保存数据和指令,CPU从memory中取指令并负责执行。

计算机系统由硬件系统和软件系统组成。硬件系统又称为裸机,软件系统是指计算机运行所需的各种程序。

没有硬件谈不上计算机,没有软件的计算机无法工作。“硬件+软件”才能称之为完整的计算机系统。

一、硬件

1、中央处理器CPU

对数据进行算术运算和逻辑运算,是计算机的执行单元。  

2、存储器memory

现代计算机为兼顾性能与成本,往往采用多级存储体系。

这个图是我从知乎看到的,感谢作者的精炼总结,让我醍醐灌顶。

PS:内存与外存最根本的区别是否能被CPU直接寻址(是否在总线内)。Flash、EEPROM、RAM都是物理介质层面的概念,内存、外存是计算机结构层面的概念。NOR Flash、EEPROM、RAM都可以当内存使用,也可以当外存使用。

3、I/O输入输出设备

输入设备是指向计算机系统输入信息的设备,包括键盘、鼠标、扫描仪等。输出设备是指从计算机系统输出信息的设备,包括显示器、打印机等。

通俗地讲,/O是计算机与外界联系的桥梁,没有了I/O,计算机和人类只能各玩各的。

4、Bus总线

Bus的作用是把计算机的各功能单元联系到一起(并允许它们交换数据)、将计算机与外设连接到一起。

总线是传送信息的公共通信干线,它是由导线组成的传输线束, 按照所传输的信息种类,总线可分为数据总线、地址总线和控制总线,分别用来传输数据、数据地址和控制信号。

通俗地讲,计算机内部各功能单元的日常工作就是通信,而总线就是负责送信的公共汽车,它所连接的功能单元就是公交站台,传输的信息包就是乘客。

乘客到站的时候就下车,进入另一个功能单元进行信息处理。公交车需要一个调度室,所以总线也需要一个控制器。

PS:大家通常所说的32位、64位操作系统,就跟总线(地址总线)相关。32位系统的地址总线是32位的,而64位系统的地址总线是64位的。

二、软件

包括系统软件和应用软件。

OS是最基本的系统软件,直接运行在“裸机”上,任何软件必须在OS的支持下才能运行。

常见的OS有UNIX,Windows,Linux,Rtos等。

计算机系统就说到这里了,如有错误请不吝指正。

我是大兔精,电子销售工程师一枚,坐标电子之都深圳,欢迎小伙伴们一起学习交流。