全面认识计算机

 　　一直在学习计算机软件的知识，包括各种编程语言，数据结构，算法子类的知识。最近，思考编写的程序是怎样运行的，怎样呈现出多彩多样的功能效果的。即计算机最底层是怎样实现这些的，发现这些并不是很清楚。于是决定深入学习一下计算机的组成原理。

　　这部分学习我的思路是：从先了解整个系统，然后将系统划分模块，然后在深入学习各模块的知识。这样学习，能够将所学的知识，串到一起，形成自己的知识体系。而不是一开始就抓细节，导致最后都不知道自己学的是什么了。

　　一.什么是计算机：

　　1.计算机的一般定义是：是一种用于高速计算的电子计算机器，可以进行数值计算，又可以进行逻辑计算，还具有存储记忆功能。是能够按照程序运行，自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。由硬件系统和软件系统所组成。【从定义看出，计算机最基本的功能就是进行计算】

　　2.计算机的组成：
　　　　

　　　 从这幅图中，可以将计算机从硬件和软件两方面来进行分析.

　　　 我们看一台电脑，往往关心它的主机。

　　　主板：主机中的的核心是主板，作为一个载体，将cpu，总线，以及管理接口的器件（称为桥）组装在一起，从而形成宏观的主机系统.

　　　　　1.PC的主板一般有芯片组（1~3块芯片，一般有两块即北桥芯片和南桥芯片）和相应部件的插槽（如内存条）构成;

　　　　   2.北桥芯片作用：北桥芯片就是主板上离CPU最近的芯片，这主要是考虑到北桥芯片与处理器之间的通信最密切，为了提高通信性能而缩短传输距离。
                 1）.决定主板的规格，对硬件的支持以及系统的性能
                 2）.连接着cpu，内存和AGP总线（连接显卡）；
                 3）.决定主板支持哪种处理器，支持何种显卡，支持什么频率的内存条；
                 4）.工作频率高，发热大，一般都覆盖着散热片；起主导作用，称为主桥；芯片组的名称一般以北桥的名称来命名的。

　　　　　3.南桥芯片：
　　　　　　1）.南桥芯片负责I/O总线之间的通信，如PCI总线、USB、LAN、ATA、SATA、音频控制器，键盘控制器、实时时钟控制器、高    级电源管理等，这些技术一般相对来说比较稳定，所以不同芯片组中可能南桥芯片是一样的，不同的只是北桥芯片。
　　　　　　2）.决定主板的接口，该芯片提供各种接口（如串口，USB），PCI总线，串行ATA（接硬盘，光驱），PCIE总线（接声卡，    RAID卡，网卡等）都归南桥芯片控制。

　　　　PC主板结构图：

　　　　　　

　　 主板这些器件，显示计算机系统的外部特性，而计算机真正的处理原理的了解就要深入了解相应的器件---CPU。

　　CPU：cpu是由控制器，计算器，寄存器组成，因此可以知道cpu的功能：
　　　　　1.控制功能：

　　　　　　（1）指令控制（保证程序顺序执行）；
                 （2）操作功能：程序执行时变成若干条指令，这些指令按照顺序执行；而一条指令完成需要若干个微操作命令信号，通过这些微操做信号作用于CPU内部和外部的不同部件上，完成指令的功能。CPU必须按照每条指令功能要求，产生操作信号并对信号进行控制，从而完成每条指令说要求的操作。从而实现程序的功能。
               　（3）时间控制：CPU 控制指令执行过程中信号加载的顺序。
　　　　　2.计算功能：
               　（4）数据加工：对数据进行算术，逻辑运算
              　 （5）中断处理：

        二.cpu是怎样控制硬件部件从而执行程序的:

             首先，高级语言编写的程序通过编辑，编译，链接，而形成二进制文件。每条二进制指令在CPU内执行,当所有的二进制指令自行完成时，该程序的任务就完成了。执行每条二进制指令时CPU需要控制相应的部件（如加法器），来完成指令的功能。而部件作为硬件，需要相应的电信号（高低电压表示0和1）来进行工作，而每条微指令对应相应的电信号；可以知道，cpu里识别的微指令的数目是一定的（即指令集），只是不同的指令需要不同的微指令组合然后就能实现各种功能。每条指令需要若干条的微指令，来完成功能，而这些指令的执行都是需要cpu管理，CPU通过将二进制的指令分解成相应的若干条微指令，通过控制相应的部件进行协作，从而完成每条二进制指令的功能.

     

     了解这些我们可以将见到的PC按照这样从整体到局部的方式划分，从而很容易了解每部分的组成和原理。这里大致知道了主机的组成部分，以及CPU的内部工作原理和结构。深入了解CPU的话，需要进一步了解CPU的各个部件的内部结构，和工作原理。