【计算机基础系列文章(一)】计算机简介

什么是计算机

计算机（computer）俗称电脑，是现代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。
发明者：约翰·冯·诺依曼

计算机由什么组成

由硬件系统和软件系统所组成，没有安装任何软件的计算机称为裸机。

硬件系统

指组成计算机中看得见摸得着的设备，由运算器，控制器，存储器，输入设备和输出设备5部分组成。

先了解下整体图
注：图片来源于（深入理解计算机系统（1.1）—计算机概述）

按逻辑功能划分：

• 输入单元
• 输出单元
• 算术逻辑单元
• 控制单元
• 记忆单元

其中 算术逻辑单元和控制单元 合称 中央处理单元（CPU）

按硬件区分

• 电源
  计算机又称电脑，通过电作为能源驱动，电源的作用是将220V交流电转换为电脑中使用的5V、12V、3.3V直流电。

• 主板
  主板是电脑中各个部件工作的一个平台，它把电脑的各个部件紧密连接在一起，各个部件通过主板进行数据传输。也就是说，电脑中重要的“交通枢纽”都在主板上

• CPU
  CPU即中央处理器，是一台计算机的运算核心和控制核心。其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。CPU由运算器、控制器、寄存器、高速缓存及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线构成。

• 内存
  又叫内部存储器或者是随机存储器（RAM），分为DDR、SDRAM、ECC、REG，（但是SDRAM由于容量低，存储速度慢，稳定性差，已经被DDR淘汰了）内存属于电子式存储设备，它由电路板和芯片组成，特点是体积小，速度快，有电可存，无电清空，即电脑在开机状态时内存中可存储数据，关机后将自动清空其中的所有数据。

• 硬盘
  硬盘属于外部存储器，机械硬盘由金属磁片或玻璃磁片制成，而磁片有记忆功能，所以储到磁片上的数据，不论在开机，还是关机，都不会丢失。
  固态硬盘用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘，由控制单元和存储单元（FLASH芯片）组成。

• 声卡
  声卡是组成多媒体电脑必不可少的一个硬件设备，其作用是当发出播放命令后，声卡将电脑中的声音数字信号转换成模拟信号送到音箱上发出声音。

• 显卡
  显卡在工作时与显示器配合输出图形、文字，作用是将计算机系统所需要的显示信息进行转换驱动，并向显示器提供行扫描信号，控制显示器的正确显示，是连接显示器和个人电脑主板的重要元件，是“人机对话”的重要设备之一。

• 网卡
  网卡是工作在数据链路层的网路组件，是局域网中连接计算机和传输介质的接口，不仅能实现与局域网传输介质之间的物理连接和电信号匹配，还涉及帧的发送与接收、帧的封装与拆封、介质访问控制、数据的编码与解码以及数据缓存的功能等。网卡的作用是充当电脑与网线之间的桥梁，它是用来建立局域网并连接到Internet的重要设备之一。

• 调制解调器
  英文名为“Modem”，俗称“猫”，即调制解调器，类型有内置式和外置式，有线式和无线式。调制解调器是通过电话线上网时必不可少的设备之一。它的作用是将电脑上处理的数字信号转换成电话线传输的模拟信号。随着ADSL宽带网的普及，内置式调制解调器逐渐退出了市场。

• 光驱
  英文名为“Optical Disk driver”，电脑用来读写光碟内容的机器，也是在台式机和笔记本便携式电脑里比较常见的一个部件。

• 显示器
  英文名为“monitor”，显示器有大有小，有薄有厚，品种多样，其作用是把电脑处理完的结果显示出来。它是一个输出设备，是电脑必不可缺少的部件之一。

• 键盘
  键盘是主要的人工学输入设备，用于把文字、数字等输到电脑上，以及电脑操控。

软件系统

主要分为系统软件、支撑软件和应用软件。

系统软件

操作系统是管理软硬件资源、控制程序执行，改善人机界面，合理组织计算机工作流程和为用户使用计算机提供良好运行环境的一种系统软件。

操作系统是位于硬件层之上，所有软件层之下的一个必不可少的、最基本又是最重要的一种系统软件。

它对计算机系统的全部软、硬件和数据资源进行统一控制、调度和管理。

从用户的角度看，它是用户与计算机硬件系统的接口。

从资源管理的角度看，它是计算机系统资源的管理者。

其主要作用及目的就是提高系统资源的利用率；提供友好的用户界面；创造良好的工作环境，从而使用户能够灵活、方便地使用计算机，使整个计算机系统能高效地运行。

操作系统的任务是管理好计算机的全部软硬件资源，提高计算机的利用率；担任用户与计算机之间的接口，使用户通过操作系统提供的命令或菜单方便地使用计算机。

支撑软件

支撑软件是在系统软件和应用软件之间，提供应用软件设计、开发、测试、评估、运行检测等辅助功能的软件，有时以中间件形式存在。

• 软件开发环境(Software Development Environment，SDE)
  指在基本硬件和宿主软件的基础上，为支持系统软件和应用软件的工程化开发和维护而使用的一组软件，简称SDE。它由软件工具和环境集成机制构成。

• 数据库管理系统
  数据库管理系统(Database Management System)是一种操纵和管理数据库的大型软件，用于建立、使用和维护数据库，简称DBMS。它对数据库进行统一的管理和控制，以保证数据库的安全性和完整性。用户通过DBMS访问数据库中的数据，数据库管理员也通过dbms进行数据库的维护工作。

• 网络软件
  网络软件一般是指系统的网络操作系统、网络通信协议和应用级的提供网络服务功能的专用软件。
  在计算机网络环境中，用于支持数据通信和各种网络活动的软件。连入计算机网络的系统，通常根据系统本身的特点、能力和服务对象，配置不同的网络应用系统。其目的是为了本机用户共享网中其他系统的资源，或是为了把本机系统的功能和资源提供给网中其他用户使用。为此，每个计算机网络都制订一套全网共同遵守的网络协议，并要求网中每个主机系统配置相应的协议软件，以确保网中不同系统之间能够可靠、有效地相互通信和合作。

应用软件

应用软件是为满足用户不同领域、不同问题的应用需求而提供的那部分软件。 它可以拓宽计算机系统的应用领域，放大硬件的功能。

应用软件（application software）是用户可以使用的各种程序设计语言，以及用各种程序设计语言编制的应用程序的集合，分为应用软件包和用户程序。

应用软件包是利用计算机解决某类问题而设计的程序的集合供多用户使用。

思考

软件是如何控制硬件工作的？
请参考文章：[计算机基础系列文章(二)]计算机软件系统

系列文章

[计算机基础系列文章(二)]计算机软件系统
[计算机基础系列文章(三)]程序跑起来的核心-CPU