【基础期】计算机体系结构图灵手机「【基础期】计算机体系结构」

1、图灵 Turing
图灵机理论：计算的本质是一种机械运动，但它需要信息（指令）控制
2、香农Shannon
《继电器与开关电路的符号分析》：将电路开关和布尔代数结合起来
3、冯 诺伊曼 von Neumann
冯诺依曼体系结构：一般的计算机的组成：控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备
冯诺依曼体系结构
计算机的发展

计算机组成
台式机硬件-内部

CPU (Central Processing Unit)中央处理器/处理器
常见的电脑处理器：
Intel奔腾8086、酷睿i5 i7 i9;AMD锐龙
常见的手机处理器：高通 骁龙系列、苹果A系列、海思麒麟系列、联发科 天玑系列
CPU的本质

从逻辑上划分为三个单元：

• 控制单元（Control Unit):完成数据处理整个过程中的调配工作；
• 算术逻辑单元ALU（Arithmetic Logic Unit):完成各个指令以便得到程序最终想要的结果；
• 存储单元：负责存储原始数据以及运算结果。
  芯片和CPU的关系
• 芯片有很多种，CPU芯片是其中的一种
• 其他还有GPU、NPU、FPGA芯片等等

GPU:图形处理单元
NPU：神经网络处理单元
FGCA：现场可编程门
CPU和GPU的区别：

CPU重要参数

• 核心数：物理核心数
• 线程：超线程技术，逻辑处理器
• 频率：工作频率，1秒钟产生的脉冲信号
• 32位和64位：CPU一次能处理的位数

CPU指令集和架构

• 指令是用来控制硬件的，经过编译以后：01010101的电信号
• 复杂指令集（Complex Instruction Set Computer): 每个指令做复杂动作，完成操作需要较少指令，庞大
• 代表：Intel X86
• 精简指令集（Reduced Instruction Set Computer): 每个精简指令做简单动作，完成操作需要很多指令，灵活
• 代表：ARM、RISC-V、MIPS
  内存（主存）
  

内存与存储空间

运行内存：RAM(Random Access Memory)
存储空间：ROM(Read Only Memory)
硬盘：外存
硬盘和内存的区别：
1、读写速度
2、作用
3、持久存储
输入设备：键盘、鼠标、麦克风、摄像头、扫描仪、数位板、游戏手柄等等
输出设备：显示器、打印机、音响等等
显卡（GPU)
声卡

二进制

编程语言
机器语言：二进制代码语言01000000101
汇编语言：用英文字母或符号串来替代操作
LOAD A
高级编程语言：贴近自然语言，不直接操作硬件，可移植
C=A+B

操作系统

为什么需要操作系统（Operating System)?

• 1、提供API，屏蔽硬件差异
• 2、协调系统资源

计算机和个人电脑
1946年：计算机发明
20世纪90年代：个人电脑（PC)流行

• windows 95

• windows xp

• windows 7

• windows 10
  国产操作系统
  其他操作系统

• Apple:MacOS

• 其他设备：ATM、POS、汽车、智能音箱、航天飞船…

服务器操作系统

软件架构

C/S架构：Client/Server

• 客户端：迅雷、QQ、百度网盘、腾讯课堂、网易云音乐、游戏客户端、腾讯视频…
• 特点：需要安装和升级，占用资源多，性能高

B/S架构：Browser/Server

• 浏览器：Chrome、FireFox、Edge、360…
• 站点：百度、知乎、微博、贴吧、淘宝…
• 特点：不用安装维护，跨操作系统，占用资源低

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