计算机三大核心硬件

上一章我们讲到了计算机的组成,这一章我们详细讲解计算机的三大核心硬件。

之前我们说过,编程就是人把自己想让计算机做的事情用编程语言表达出来。我现在是个程序员,你是我的计算机,我现在要写一段程序去奴役你,让你帮我做事。假如我现在写个程序,让你去帮我买包子。

我的程序第一步:去包子店里;

第二步:选包子;

第三步:付钱;

第四步:把包子拿回来。

现在我的程序写完了,我要把这个程序交给你,让你去帮我买。其实这段程序最底层的目的,就是控制你的脚跑起来,跑到包子店,然后控制你的手,掏钱给包子店里的人,最后再拿着包子回来。

但是你看我的程序,是没有发出详细指令的,控制你的手脚是怎么工作的,但一定是有人做了这件事情的。这就是你的大脑,也就是计算的CPU下发了这些指令。所以说我交给你的程序最终是交给了CPU,让CPU来控制其他的硬件去工作的。

刚刚我把程序给你,让你帮我买包子了。如果下一次,我还想让你卖包子,但是我不想把上面的四句话再给你说一遍,就一定要把这程序给存起来。我们前面说了,如果永久存储数据的话就只能存到硬盘里面,也就是你的笔记本上面。因为存到内存的话,是会有丢失风险的。

现在我们来思考一件事情,假如你没有内存,只有CPU和硬盘,我把这段程序交给你以后,你也是能运行的。CPU从硬盘里取出指令,然后运行就可以了。但是这样会有效率问题。因为CPU的运行速度是要远远高于硬盘的,如果卖包子的这段程序寄到了笔记本上,每次我让你卖包子,你就拿出笔记本看。第一步怎么做、第二步怎么做、第三步怎么做……这样速度就被你的读取过程拖慢了。也就是输入输出IO操作太慢了。

你做事的速度很快,但是大量的时间都浪费在读取数据上了,于是为了提升读写速度,内存的概念就出来了。内存就相当于人脑的记忆功能,现在我们再来看卖包子的这个过程。

首先我先把程序卸载了你的笔记本上,然后你再把这段程序临时先记到你的脑子里,你后面再去执行这段程序的时候,你大脑从你的记忆里面读取指令,这个速度就很快了。这就是内存存在的意义。

最后我们再来总结一下,程序是最先存放在硬盘之上,程序的运行一定是事先把程序的代码加载到内存的,然后CPU从内存中读取指令执行的。比如你用的QQ,你玩的游戏,都是别人用编程语言写的一段程序。你下载安装别人的过程,就是把别人写好的代码复制到你的硬盘上,你运行游戏的过程,在计算机的底层就发生了一件事,就是游戏的代码由硬盘读取到了内存,然后CPU从内存里取指令,程序就运行起来了。

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