什么是計算機(jī)？計算機(jī)主要的組成組件是什么？計算機(jī)的五大硬件單元是什么？
提到計算機(jī)組成部分，從外觀來看可以分為三類：輸入單元、主機(jī)部分、輸出單元
我們可以通過輸入設(shè)備，例如鼠標(biāo)、鍵盤將一些數(shù)據(jù)輸入到主機(jī)上；然后經(jīng)過主機(jī)處理后將結(jié)果傳輸?shù)捷敵鲈O(shè)備，如熒幕或者打印機(jī)等等。那么其中的主機(jī)究竟是什么呢？其實主機(jī)就是一片主機(jī)板，上面安插了中央處理器（cpu）和主內(nèi)存要有一些界面卡裝置。
那主機(jī)是怎么工作的呢？
整部主機(jī)的重點在于中央處理器（Central Processing Unit，CPU）。這里又有了新的疑問——CUP又是怎么工作的呢？其實CPU是一個具有特定功能的芯片，內(nèi)置有微指令集，如果想要CUP進(jìn)行特定的工作，就需要參考在這個CPU的微指令集，是否含有相關(guān)的功能。
那CPU從事哪些工作呢？
CPU主要負(fù)責(zé)管理與運(yùn)算，因此在CPU中右分為了兩個主要單元——算數(shù)邏輯單元與控制單元。算數(shù)邏輯單元主要負(fù)責(zé)程序運(yùn)算與邏輯判斷，控制單元則主要協(xié)調(diào)各周邊組件與各單元工作。既然CUP是管理與運(yùn)算的，那么運(yùn)算的數(shù)據(jù)從哪里來呢？其實這些數(shù)據(jù)來自主內(nèi)存。數(shù)據(jù)的流向是這樣的：
首先主內(nèi)存從輸入單元讀取數(shù)據(jù)，然后讀到的數(shù)據(jù)提供給CPU做運(yùn)算操作，等到操作完成再將數(shù)據(jù)寫回主內(nèi)存，最后由主內(nèi)存?zhèn)鬟f到輸出單元輸出。
在這里就可以解決計算機(jī)硬件的五大單元是什么了：輸入單元、輸出單元、主內(nèi)存與CPU中的算數(shù)邏輯單元和控制單元，其關(guān)系如下圖：
CPU的種類有哪些？
CPU有兩種：精簡指令集（Reduced Instruction Set Computer，RISC）和復(fù)雜指令集（Complex Instruction Set Computer，CISC）
單有CPU是無法運(yùn)作計算機(jī)的，除了輸入和輸出設(shè)備，還需要什么呢？
還需要的是周邊設(shè)備，比如主機(jī)板，主機(jī)板的作用是將CPU和一些配置卡連接在一起，讓設(shè)備可以溝通協(xié)調(diào)。
那么計算機(jī)的運(yùn)作流程是什么呢？
如果把計算機(jī)比作一個人，那么他的大腦就是CPU，就像人使用大腦控制身體一般，CPU也是控制計算機(jī)的中心。腦中的記錄區(qū)塊就是主內(nèi)存，我們接收到的信息經(jīng)由記錄區(qū)塊傳到大腦，然后在做出判斷后傳回記錄區(qū)塊，而腦中的記憶區(qū)塊就是硬盤，可以存儲想要存的信息。主機(jī)板可以比作是神經(jīng)系統(tǒng)，將所有的重要的原件連接到一起。其他的設(shè)備好比四肢和身體，構(gòu)成整個架構(gòu)。
小知識：
假如我購買了500GB的硬盤，在格式化后只剩下460GB左右的容量，這是為什么？
因為硬盤制造商通常采用十進(jìn)制的單位
500GByte是500100010001000Byte
在轉(zhuǎn)換為容量單位時會使用二進(jìn)制位（1024）466102410241024Byte，所以就是466GB左右的容量了
之所以硬盤制造商要采用十進(jìn)制是因為：硬盤最小物理容量為512Bytes，最小組成單位為磁區(qū)（sector），通常硬盤容量采用多少個sector計算，所以才會采用十進(jìn)制來處理。
接下來詳細(xì)說下五大硬件吧
CPU
首先是CPU，單核CPU只有一個運(yùn)算單元，而多核CPU是在一顆CPU當(dāng)中嵌入兩個以上的運(yùn)算核心，簡單來說就是多核CPU含有兩個以上的運(yùn)算單元。
如何判斷CPU性能的優(yōu)劣呢？
CPU的不同微指令會導(dǎo)致CPU工作效率的優(yōu)劣，并且CPU還一個屬性叫做頻率。頻率就是CPU每秒鐘可以進(jìn)行的工作次數(shù)，因此，頻率越高代表CPU能在單位時間內(nèi)做更多的事情。
因為在CPU中內(nèi)部和外部組件速度不一致，可能會導(dǎo)致內(nèi)部或者外部有事情還沒處理完。理論上，CPU內(nèi)部和外部速度最好一致，但是實際情況卻難以實現(xiàn)。此時CPU的開發(fā)商就在CPU上添加了一個加速功能——外頻和內(nèi)頻
外頻是CPU與外部組件進(jìn)行傳輸時的速度
倍頻是CPU內(nèi)部用來加速工作效能的一個一個倍數(shù)。外頻和倍頻相乘才是CPU的頻率速度
主內(nèi)存與CPU的溝通速度靠的是外部頻率， 那么每次工作可以傳送的數(shù)據(jù)量有多大呢？
那就是系統(tǒng)總線的功能了。一般主機(jī)板芯片組有分北橋與南橋， 北橋的系統(tǒng)總線稱為系統(tǒng)系統(tǒng)總線，因為是內(nèi)存?zhèn)鬏數(shù)闹饕ǖ?，所以速度較快。 南橋就是所謂的輸入輸出(I/O)系統(tǒng)總線，主要在聯(lián)系硬盤、USB、網(wǎng)絡(luò)卡等周邊設(shè)備。
北橋所支持的頻率我們稱為前端系統(tǒng)總線速度(Front Side Bus, FSB)， 而每次傳送的位數(shù)則是系統(tǒng)總線寬度。
與系統(tǒng)總線寬度相似的，CPU每次能夠處理的數(shù)據(jù)量稱為字長大小(word size)， 字長大小依據(jù)CPU的設(shè)計而有32位與64位。我們現(xiàn)在所稱的計算機(jī)是32或64位主要是依據(jù)這個 CPU解析的字長大小而來的！早期的32位CPU中，因為CPU每次能夠解析的數(shù)據(jù)量有限， 因此由主內(nèi)存?zhèn)鱽淼臄?shù)據(jù)量就有所限制了。這也導(dǎo)致32位的CPU最多只能支持最大到4GBytes的內(nèi)存。
內(nèi)存
CPU所使用的數(shù)據(jù)都是來自於主內(nèi)存(main memory)，不論是軟件程序還是數(shù)據(jù)，都必須要讀入主內(nèi)存后CPU才能利用。 個人計算機(jī)的主內(nèi)存主要組件為動態(tài)隨機(jī)訪問內(nèi)存(Dynamic Random Access Memory, DRAM)， 隨機(jī)訪問內(nèi)存只有在通電時才能記錄與使用，斷電后數(shù)據(jù)就消失了。因此我們也稱這種RAM為揮發(fā)性內(nèi)存。
什么是雙通道設(shè)計？
傳統(tǒng)的系統(tǒng)總線寬度一般大約僅達(dá)64位，為了要加大這個寬度，因此芯片組廠商就將兩個主內(nèi)存匯整在一起， 如果一支內(nèi)存可達(dá)64位，兩支內(nèi)存就可以達(dá)到128位了，這就是雙通道的設(shè)計理念。
什么是CPU內(nèi)的第二層緩存內(nèi)存？
我們知道CPU如果要與主內(nèi)存交互需要經(jīng)過北橋——橋接器。如果直接在CPU內(nèi)部提供一個內(nèi)存緩存，會不會提高效率呢？答案是肯定的，因為第二層緩存(L2 cache)整合到CPU內(nèi)部，因此這個L2內(nèi)存的速度必須要CPU頻率相同。 使用DRAM是無法達(dá)到這個頻率速度的，此時就需要靜態(tài)隨機(jī)訪問內(nèi)存(Static Random Access Memory, SRAM)的幫忙了。 SRAM在設(shè)計上使用的電晶體數(shù)量較多，價格較高，且不易做成大容量，不過由於其速度快， 因此整合到CPU內(nèi)成為緩存內(nèi)存以加快數(shù)據(jù)的存取是個不錯的方式
什么是只讀內(nèi)存（ROM）？
BIOS(Basic Input Output System)是一套程序，這套程序是寫死到主機(jī)板上面的一個內(nèi)存芯片中， 這個內(nèi)存芯片在沒有通電時也能夠?qū)?shù)據(jù)記錄下來，那就是只讀內(nèi)存(Read Only Memory, ROM)。 ROM是一種非揮發(fā)性的內(nèi)存。
顯卡
顯卡又稱VGA（Video Graphics Array）它在圖形影像的顯示當(dāng)中扮演相當(dāng)關(guān)鍵的角色
一般在圖形影像的顯示重點在于色彩深度和分辨率。因為每個圖像顯示的顏色會占用內(nèi)存，因此顯卡上面會有一個內(nèi)存的容量，顯卡上的內(nèi)存容量會直接影響到分辨率和色彩深度。
早期一些3D運(yùn)算是交給CPU處理的，隨著3D技術(shù)的發(fā)展，一些廠商在顯卡上設(shè)置了加速芯片，這也是GPU的由來
小練習(xí)：
假設(shè)你的桌面使用1024x768分辨率，且使用全彩(每個像素占用3bytes的容量)，請問你的顯示卡至少需要多少內(nèi)存才能使用這樣的彩度？
所需像素：1024*768=786432
占用內(nèi)存：2.25MBytes
但是考慮到屏幕更新率（每秒鐘屏幕的更新次數(shù)），所以顯卡的內(nèi)存越大越好
硬盤
