计算机原理:CPU、内存、硬盘

冯·诺依曼于1946年提出存储程序原理,把程序本身当作数据来对待,程序和该程序处理的数据用同样的方式储存。其理论的要点是:数字计算机的数制采用二进制;计算机应该按照程序顺序执行。直至今日,绝大多数计算机依然采用此架构。

根据冯诺依曼体系结构构成的计算机,必须具有如下功能:

  1. 把需要的程序和数据送至计算机中。
  2. 必须具有长期记忆程序、数据、中间结果及最终运算结果的能力。
  3. 能够完成各种算术、逻辑运算和数据传送等数据加工处理的能力。
  4. 能够根据需要控制程序走向,并能根据指令控制机器的各部件协调操作。
  5. 能够按照要求将处理结果输出给用户。

为了完成上述的功能,计算机必须具备五大基本组成部件,包括:

  1. 输人数据和程序的输入设备
  2. 记忆程序和数据的存储器
  3. 完成数据加工处理的运算器
  4. 控制程序执行的控制器
  5. 输出处理结果的输出设备

CPU、内存、硬盘

三者的区别在于:

  1. 价格不同。
    因为CPU的高速存储器价格昂贵,因此容量较小;而内存的速度较CPU低,但造价相对便宜,因此用内存来进行程序和数据缓存;而硬盘的单位造价最低,因此用来存储对速度要求更低的数据,作为永久存储使用。

  2. 运行速度不同。
    因为结构不同,导致速度不同:CPU>内存>硬盘,且每一级别速度相差在100倍左右。
    当前硬件中,CPU一般计算能力过剩,内存的提高有助于整体计算能力提升,SSD硬盘的使用提高了硬盘的读取速度,在逐步降低硬盘对整体速度的拖累。

  3. 容量不同
    因为运行速度和价格不同,为使三者的计算能力相互匹配,采用以空间换取时间的策略,三者的容量CPU<内存<硬盘。

  4. 作用不同
    硬盘负责持久化存储程序和数据;
    内存负责保存CPU从硬盘中读取的程序和数据、CPU计算的中间结果以及CPU要写入到硬盘的数据,内存为CPU提供缓存,提供CPU计算使用;
    CPU是计算机的计算和控制中心,协调和控制电脑的各个部件正常工作。

参考

冯·诺依曼体系结构百度百科

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