第零章、计算机概论

本章内容概要

本章介绍计算机的基础知识，为学习 Linux 打下基础。

0.1 电脑：辅助人脑的好工具

电脑硬件的五大单元

1. 输入单元：键盘、鼠标、扫描仪等
2. 输出单元：屏幕、打印机等
3. 控制单元：协调各组件工作
4. 算术逻辑单元 (ALU)：负责数学运算和逻辑判断
5. 内存：临时存储数据

CPU 的架构

• 精简指令集 (RISC)：ARM、SPARC
• 复杂指令集 (CISC)：x86、x86_64

0.2 个人电脑架构与相关设备元件

主板

• 芯片组：南桥、北桥
• CMOS：记录主板参数
• BIOS：开机时执行的程序

存储设备

• 硬盘：HDD、SSD
• 光驱：CD、DVD、Blu-ray
• USB 设备：U盘、移动硬盘

显卡

• 集成显卡：整合在 CPU 中
• 独立显卡：NVIDIA、AMD

0.3 数据表示方式

数字系统

• 二进制 (Binary)：0 和 1
• 八进制 (Octal)：0-7
• 十进制 (Decimal)：0-9
• 十六进制 (Hexadecimal)：0-9, A-F

单位换算

0.4 软件程序运行

机器程序

• 机器码：CPU 可直接执行的二进制代码

编译程序

• 编译器：将高级语言转换为机器码
  • GCC、Clang

操作系统

• 核心功能：
  1. 系统调用接口
  2. 程序管理
  3. 内存管理
  4. 文件系统管理
  5. 设备驱动

0.5 重点回顾

1. 电脑由硬件五大单元组成：输入、输出、CPU（控制单元+算术逻辑单元）、内存
2. CPU 有 RISC 和 CISC 两种架构
3. 数据以二进制存储，单位有 bit、Byte、KB、MB 等
4. 操作系统管理硬件资源，提供系统调用接口

0.6 本章习题

1. 请说明电脑硬件的五大单元是什么？
2. 请解释 CPU 的 RISC 和 CISC 架构的区别？
3. 1GB 等于多少 Bytes？

0.7 参考资料与延伸阅读

• 鸟哥的 Linux 私房菜
• 维基百科 - 计算机硬件