关于电脑的硬件组成部分,其实你可以观察你的台式机来分析一下,依外观来说这家伙主要可分为三部分,分别是:

  • 输入单元:包括键盘、鼠标、读卡机、扫描仪、手写板、触摸屏等等一堆;
  • 主机部分:这个就是系统单元,被主机机箱保护住了,里面含有一堆板子、CPU 与内存等;
  • 输出单元:例如屏幕、打印机等等

我们主要通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。那主机里面含有什么元件呢?如果你曾经拆开过电脑主机机箱 (包括拆开你的智能手机也一样喔!), 会发现其实主机里面最重要的就是一块主板,上面安插了中央处理器 (CPU) 以及内存、硬盘 (或记忆卡) 还有一些适配卡设备而已。 当然大部分智能手机是将这些元件直接焊接在主板上面而不是插卡啦!

整部主机的重点在于中央处理器 (Central Processing Unit, 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 是否有相关内置的微指令集才可以。 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。[3]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元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 读取的数据都是从内存来的! 内存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内存中,最后数据才从内存传输到输出单元。

Tips为什么我们都会说,要加快系统性能,通常将内存容量加大就可以获得相当好的成效?如同下图以及上面的说明,因为所有的数据都要经过内存的传输, 所以内存的容量如果太小,数据高速缓存就不足~影响性能相当大啊!尤其针对 Linux 作为服务器的环境下!这点要特别记忆喔!

综合上面所说的,我们会知道其实电脑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、算数逻辑单元与内存五大部分。 这几个东西的相关性如下所示:

图0.1.2、电脑的五大单元[4]

上面图示中的“系统单元”其实指的就是电脑机箱内的主要元件,而重点在于 CPU 与内存。 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内存再转出去的! 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内存 (不管是程序还是一般文件数据)!这是个很重要的概念喔! 这也是为什么当你的内存不足时,系统的性能就很糟糕!也是为什么现在人们买智能手机时,对于可用内存的要求都很高的原因!

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 是整个电脑系统的最重要部分! 那么目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 架构呢?下面我们就来谈一谈。

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