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电脑结构和CPU、内存、硬盘三者之间的关系

2017-10-09 13:10:00     作者: Administrator     来源:互联网,版权归作者所有     浏览次数: 264     文字大小:【】【】【

前面提到了,电脑之父——冯·诺伊曼提出了计算机的五大部件:输入设备、输出设备、存储器、运算器和控制器。

我们看一下现在我们电脑的: 键盘鼠标、显示器、机箱、音响等。


这里显示器为比较老的CRT显示器,现在一般都成功了液晶显示器。

我们想一下,我们在玩电脑的时候,我们使用键盘鼠标来操作电脑,我们在和其他人QQ聊天的时候,鼠标可以帮我们选中聊天的人,打开聊天窗口,键盘则是负责打字,帮我们输入聊天的内容。

 我们在操作键盘鼠标的时候,其实都是在告诉电脑来做什么的。我们管键盘和鼠标叫输入设备。

输入设备: 向电脑输入数据和信息的设备。除了键盘。除了键盘鼠标,其他输入设备还包括触摸板、麦克风、摄像头,游戏手柄、扫描仪等等

显示器用来向我们展示画面,显示内容,音箱则播放音乐给我们听,我们管他们叫输出设备。

输出设备: 将电脑中的信息输出给用户的设备。常用的输入设备有:显示器、音箱、打印机、投影仪等等

我们买来电脑,如果只有键盘鼠标、显示器、音箱,我们能玩电脑么?肯定不能。 那么其实电脑机箱才是真正的工作的设备,输入输出设备只是用来让我们和电脑机箱来做交互的。

那机箱内部都有什么呢?我们看一下下面的图片:


我们来看一下这里的零件都有什么用

主板:连接所有其他设备的设备,是其他设备的载体,主板主要是为CPU、内存、显卡、硬盘等提供平台,相当于人体的躯干,关联着各个器官。


CPU:中央处理单元(Cntral Pocessing Uit)的缩写,也叫处理器,是计算机的运算核心和控制核心。人靠大脑思考,电脑靠CPU来运算、控制。让电脑的各个部件顺利工作,起到协调和控制作用。

硬盘:存储资料和软件等数据的设备,有容量大,断电数据不丢失的特点。也被人们称之为“数据仓库”。

内存:1. 负责硬盘等硬件上的数据与CPU之间数据交换处理;2. 缓存系统中的临时数据。3. 断电后数据丢失。

显卡:显示器想要呈现画面,显卡是关键。简单来说,就是负责在显示屏上显示一切信息。打个比方,它就像是人的眼睛,没有了它,电脑就无法驱动形成图像了。显卡性能好,电脑的图形处理能力就高,尤其在玩游戏时更能发现这个(所以很多游戏会要求显卡性能)。对玩家而言,最好选择独立显卡。不过,如果不玩大型游戏,CPU内置核心显卡也基本能满足要求。缺点: 系统功耗有所加大,发热量也较大,额外购买

电源:将电压220伏的市电转换为低等电压,然后送到主板及各个硬件!供电!电脑运行需要电力,而电源就是为此供电的,也可以说它在为电脑提供一切动力。电源决定了电脑的稳定性。它和人体心脏功能类似,都是提供动力的核心。

网卡: 让我们上网的,一般集成在主板上。

其他..........................

说了这么多,其实最最重要的设备是什么呢? CPU、硬盘、内存。

现在我们来说一下CPU、硬盘、内存三者之间的关系。 

首先 ,我们先回想一下三者的作用:

CPU:是计算机的运算核心和控制核心,让电脑的各个部件顺利工作,起到协调和控制作用。硬盘:存储资料和软件等数据的设备,有容量大,断电数据不丢失的特点。也被人们称之为“数据仓库”。内存:1. 负责硬盘等硬件上的数据与CPU之间数据交换处理;2. 缓存系统中的临时数据。3. 断电后数据丢失。

然后, 我们再来看一下程序是如何执行起来的。

当我们在电脑上打开QQ时(右键-打开 或者双击QQ图标),其实是通过鼠标(输入设备)向CPU发送了一条命令,CPU接收到这条命令后,QQ程序就从硬盘里被加载到内存(加载时不通过处理器,直接从硬盘加载程序到内存里),加载完成后,CPU就开始执行QQ程序。程序执行起来后,CPU可以让QQ程序显示在我们的在显示器上。也就是你看到了QQ 程序运行起来了。如果这个时候,你用QQ截取了一张屏幕的图片,那么这张图片会首先保存到内存,在没有退出截屏状态时,你可以在这张图片上写字、画线条,等你右键保存这张图片的时候,这张图片就会保存到硬盘里。

通过了解一个程序是如何运行起来的,我们就可以了解三者是如何工作的 。

可能有些人会不明白,如果程序是这样执行起来的话,那么为什么CPU不直接在硬盘里执行程序,而非要把程序放到内存后在执行呢?

这里是有原因的。我们先来看几张图:

好点的企业用机械硬盘 :                                           一般的固态硬盘:



内存的读写速度:







通过上图我们可以看出,内存存取数据的速度比硬盘的存取速度快了10倍, 在某些环境里,硬盘和内存之间的速度差距可能会更大。

而CPU的速度比内存不知还要快多少倍。当我们把程序从硬盘放到内存以后,CPU就直接在内存运行程序,这样比CPU直接在硬盘运行程序就要快很多。

内存解决了一部分CPU运行过快,而硬盘数据存取太慢的问题。 提高了我们的电脑的运行速度。

内存就如同一条“高速车道”一般,数据由传输速度较慢的硬盘通过这条高速车道传送至CPU进行处理!

但内存是带电存储的(一旦断电数据就会消失),而且容量有限,所以要长时间储存程序或数据就需要使用硬盘。

其实内存在这里起了两个作用:

1.  保存从硬盘读取的数据,提供给CPU使用

2. 保存CPU的一些临时执行结果,以便CPU下次使用或保存到硬盘

三者之间的关系:

简单来说,硬盘用来存储我们的程序和数据,当我们运行程序的时候,CPU首先接受到我们的命令,之后CPU是告诉硬盘,我要运行你存储的程序A,你把程序A送到内存去。CPU对内存说,我让硬盘把程序A送到你这里来了,你保存一下。 等程序A被完整的送到内存之后。CPU就开始执行程序A。

 过程就像上面说的,我们在举一个接近我们生活的例子。

如果说把硬盘比喻成一个大仓库,CPU比喻成加工车间,那么内存就是一个临时的小仓库。从距离上来说, 相比内存到CPU的距离和硬盘到内存的距离,内存和CPU的距离更短。

硬盘(大仓库)用来保存车间需要用的原料和最终生产出来的商品。仓库太大,取出原料和存储商品太慢,耗时间。

内存(临时小仓库):原料会先放到这里,小仓库,可以很快的找到需要的原料或商品。

CPU(车间):从内存(小仓库)里拿到原料,生产商品。中间会有半成品,半成品可以放在内存(小仓库)里。

 以这种方式,车间的生产速度就会提高。

参考图



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