1 计算机简介

计算机：接收用户输入指令与数据，经过CPU运算处理后，生成或存储有用的信息的设备。
计算机硬件五大单元：输入单元、输出单元、控制单元、算术逻辑单元、内存。
CPU种类：精简指令集RISC和复杂指令集CISC。

RISC CPU：指令集精简，每个指令执行时间短，完成的操作简单，执行性能佳，复杂的操作由多个指令完成。如：ARM、SPARC、Power Archetecture。
CISC CPU：每个小指令由低端硬件操作，指令多且复杂，指令长度不同，执行时间长，每条指令可以处理的工作较丰富。如AMD、Intel、VIA的X86系列。

计算机分类：超级计算机、大型计算机、迷你计算机、工作站、微机。

计算机中的计量单位：容量基本单位为bit，速度的基本单位为Hz。K、M、G、T、P，其中二进制换算比列为1：1024，十进制换算比列为1：1000。

2 个人计算机架构与接口设备

PC的主要部件：CPU、内存、主板、显卡、磁盘。

2.1 CPU

Intel与AMD CPU架构的主要区别：AMD CPU集成了内存控制组件。
CPU的频率=外频X倍频。外频：CPU与外部组件进程数据传输/运算时的速度。倍频：CPU内部加速工作性能的倍数。
系统总线：北桥的总线。
I/O总线：南桥的总线。
前端总线速度（FSB）：北桥的工作频率。
总线宽度：系统总线每次传输的位数。
总线频宽：FSBx总线宽度

2.2 内存

内存主要部件为动态随机存取存储器（DRAM），分为同步动态随机存取存储器（SDRAM）和双倍数据速度动态随机存取存储器（DDR SDRAM），DDR又分为 DDR1、DDR2、 DDR3、 DDR4。
双通道：将两个内存并行使得数据宽度增加一倍。
SRAM：静态随机存取存储器。速度快、价格高，常用于CPU的高速缓存。
ROM：只读存储器，只能写一次，不可修改。比如早期的BIOS程序就是存储在ROM中。现在则放在电可擦除可编程ROM（EEPROM）或者闪存（flash memory）中。

2.3 显卡

显卡（VGA）：负责图像处理。接口有：PCI、AGP、PCIE。

2.4 硬盘

硬盘由盘面、磁头、磁盘臂、主轴马达组成。
一个磁盘有多个盘片，每个盘片两个盘面，一个盘面上的不同半径的同心圆叫做磁道，所有盘面的同一半径的磁道组成柱面，每个磁道分为多个扇区，每个扇区为512B。多个扇区组成一个磁盘块。磁盘读写以块为单位。
磁盘接口：IDE、SATA、SCSI。
主要参数：容量、转速、缓存。

2.5 适配卡

常见适配卡：声卡、网卡、磁盘阵列卡、显卡。

2.6 主板

芯片组
- 南桥：负责速度较慢的周边接口。
- 北桥**：速度较快的CPU、内存、显卡等设备。
设备IO地址和IRQ中断信道
- 设备IO地址：识别不同的IO设备。
- IRQ中断信道：各设备通过IRQ中断信道告知CPU该设备的同坐情况，方便CPU进行工作分配。
CMOS和BIOS
- CMOS：记录主板上面的重要参数。
- BIOS：加载CMOS中的参数，调用开机程序。
设备接口
- PS/2
- USB
- 声音输出、麦克风——需要集成声卡
- RJ-45——需要集成网卡

2.7 电源

主要考虑能源转换率、连接接口。

3 数据表示方式

计算机内部表示方式——二进制
文字编码方式
- 英文——ASCII，单字节，0-127.
- 中文——双字节
  - GB2321：一个小于127的字节表示英文字符，但两个大于127的字节连在一起时表示一个汉字，高字节从0xA1用到0xF7，低字节从0xA1到0xFE。
  - GBK：只要第一个字节是大于127就固定表示这是一个汉字的开始。
  - GB18030：GBK扩展了少数民族字符。
  - BIG5：GB2321的繁体。
- Unicode——英文、中文都是单字符、双字节。
  - UTF-8：可变长编码，每次传输8bit
  - UTF-16：可变长编码，每次传输16bit
  - UTF-32：可变长编码，每次传输32bit

4 软件程序运行

机器程序
- 需要了解机器语言
- 需要了解硬件功能函数
- 程序不可移植
- 程序具有专一性
操作系统：计算机层次由低到高为硬件、内核、系统调用、应用程序。操作系统由内核和系统调用组成。
- 内核：管理计算机的所有活动和驱动系统中的所有硬件的一组程序。常驻内存，用户不可访问。内核功能：系统调用接口、进程控制、内存管理、文件管理、设备驱动。
- 系统调用

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