根據馮諾依曼提出的體系架構,計算機基本上可以分為五大部件。這五大部件分別為運算器,控制器,內存,輸入設備與輸出設備,其中運算器與控制器是CPU的重要組成部分。下面分別介紹這5大部件:
CPU:運算器、控制器、寄存器、緩存
運算器與控制器的主要目的就是處理計算二進制數據,里面含有制造商提供的微指令集,包括精簡 指令集與復雜指令集。
寄存器可以暫存CPU的一些數據,例如多個加數相加可以暫時存放,存放下一條指令的指針等。
緩存的主要目的是為了提高計算機的性能,因為CPU的頻率要遠遠高于內存,這樣從某種程度上說是在浪費CPU的資源,因此加緩存會增強對CPU的利用率。
內存:內存也叫RAM,CPU的數據獲得就是從內存中獲得的。因此從某種程度上說內存的大小與性能對計算機的整體性能有著很大的影響。內存的基本存儲單元為cell,大小8bit(1B),內存在計算機中的編址是平面編址的,每一位都會有唯一的地址與之對應。CPU與之是有一定關系的,例如32位的CPU,它一次運算的最大數據量是2^32,即4GB,所以4GB的存儲空間即夠用。
輸入輸出設備:輸入設備主要就是鼠標鍵盤那,輸出設備主要就是顯示器方面的,他們不是計算機的核心部件,主要是輸入命令與看到執行結果的接口。
以上為計算機的硬件部分,但是光有硬件是不行的,還要有軟件,沒有軟件,那么就是一堆廢鐵。那么計算機程序又有怎樣的發展:
1、穿孔紙帶時代:程序員將一段程序寫在紙帶上并發給計算機,但是這種方式實在太慢了,而且計算機一次只能執行一個任務,大大浪費了CPU。
2、批處理系統:程序員將多段程序寫在磁帶上,用分隔符隔開,例如程序1$$程序2$$……,雖然在某些程度上會有一些改善,但是計算機只能一個程序一個程序的執行,效率還是沒有最大發揮。
3、多任務操作系統:多任務操作系統是為了實現同時處理多個任務,雖然這是不可能的,但是,他們是這樣實現的。
@1:CPU時間分片:例如將CPU的時間分為幾片,第一片執行任務1,第二片執行任務2,然后一個循環結束后再執行任務1,以此類推。如果這個時間片分的足夠小,那么每個程序的等待時間也會很小,貌似都是在同時進行的。
@2:內存的分片,將內存分為幾片,每一片存放一段程序。
這種多任務操作系統就是現代操作系統的雛形。
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總結的不錯,希望你能熟知這些基礎的知識,加油!