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深入浅出计算机系统运行原理

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发表于 2018-11-22 16:26:35 |显示全部楼层
https://blog.csdn.net/q568360447/article/details/73303008
计算机的作用对现在所有人来说都是非常重要了,我们的平时生活片刻都离不开它,但是我们谈到计算机原理的时候,又总是一头雾水,想了解时碰到那么多专业名词又两眼一抹黑,不知道计算机运行的原理到底是啥。今天我们就用非常贴近生活的例子来类比计算机的运行原理,帮助我们更好的了解它。



    也许我们大多数人不知道计算机到底是怎么运行的,但是我们一定知道,当我们在买电脑的时候,会有各种电脑配置让我们选择。这些电脑的配置组件一般包括:CPU,内存,硬盘,显卡,主板,键盘,鼠标,这些家伙连在一起,插上插头,电脑就可以运行了。

    而事实上,电脑运行的原理就是这么简单,我们把上面那些配件用下面的这幅图来表示出来:
                                             TIM截图20181126111909.png



    别看着图片上各种奇奇怪怪的很难以理解的名字,但是说白了,就是CPU,内存,硬盘,显卡,鼠标,键盘这些东西全部插在主板上之后,然后给主板插上电,然后这些配件就都连通在一起,开始工作了。就像我们平时炒菜一样,就比如青椒肉丝,当我们把青椒,肉丝,生姜,大蒜,盐,油都放到锅里,然后一开火,它们之间就发生了化学反应,然后过一会熟了就可以吃了。:)   PS:友情提示,快出锅前淋上一点酱油上色,味道绝对赞。



     现在我们光知道了电脑的这些配件怎么开始工作,那他们到底是如何工作的呢?他们相互之间是怎么作用的呢?

这里,我们先举一个栗子。还是以炒菜做饭为例。比如我今天想吃土豆丝了。但是家里并没有土豆丝,那我该怎么办呢?大家一定想到了,从最近的菜市场买啊。但是菜市场本身并不是种土豆的,菜市场也是要从其他地方将土豆运过来,因为土豆只能从土壤里生长出来,然后再通过高速公路或者铁路运输到城里,最后当我们想吃土豆的时候才能更快速方便的从菜市场买过来。

        现在,我已经把土豆买来了,放到了我家的厨房里。然后我把洗好的土豆放到盘子中,这个时候我要考虑,我是蒸着吃还是煮着吃还是炒着吃呢?嗯,这是个问题,往往我会在这个问题上纠结个十几分钟。(十几分钟后……)好了,我决定了,今天炒着吃。于是我就把土豆放在锅里,用锅铲在锅里炒。根据我的经验,一般大火炒5分钟后,土豆就化了,然后我再把炒熟了的土豆再次放回盘子中,好了,这盘炒土豆我就做好了,现在我就要开始考虑我下一盘菜要吃什么了。。。。。。



       那么我为什么要举这个例子呢?!对了,我相信聪明的同学已经发现了,因为我很会做菜。/斜眼笑   并不是……因为计算机系统的工作原理就和上面炒菜的原理差不多。细心的同学可能已经发现了,上面举例子时将一些字体都加粗了。没错,加粗的那些词语就代表着电脑运行时的各个部分。其中:

        菜市场--------> 内存

厨房------------->CPU

                          盘子,锅------------------->CPU中的寄存器

                          炒,煮,蒸等行为--------------->CPU中的ALU   (见上图中的CPU部分)

        土壤-------------->硬盘

高速公路,铁路------------->主板

我想吃什么------------>键盘鼠标              (因为这都属于我们想对电脑下达的命令)



它们具体的工作原理是:

                         首先是CPU接到我们下达的指令,然后从内存中读取数据放到它里面的寄存器中。然后我们所下达的具体指令是保存在ALU中,ALU会进去寄存器中,把数据蹂躏一遍,这样寄存器中的数据就发生了变化。当处理多个数据时,比如说1+2= 3,这个时候会出现2个寄存器,一个里面放着1,一个里面放着2,然后ALU把其中一个寄存器中的数据放到另外一个里面去,执行相加的操作。此后这两个寄存器里的保存的数字分别是 空 和 3.就好像宾馆里两张床,一张床上睡了一个人,突然一个人跑到另外一个人的床上去睡觉了,然后他们合在了一起,那时的情况就是 一张床是空的,而另外一张床上是 一个合体的人。(未满十八岁请按ALT+F4)。



                         内存就像菜市场,我们可以很快的买到菜,但是菜市场的容量就那么大。

   而硬盘就像土壤。。土壤的容量超大,全世界所有的土豆都从土地里长出来,但是我们若想去土壤里拿土豆去炒菜太消耗时间了。所以硬盘通常空间很大。

而主板就像一个桥梁和道路,要想富先修路,它将所有的一切都连起来了,是我们计算机工作的基础。

鼠标键盘就是传达我们的意图,我让电脑干嘛,它就得照着我们的意图来干嘛。

显示器就是显示结果。类似我们炒菜里面炒出来的菜。我们给电脑下达指令后,电脑把运行的结果显示在屏幕上给我们看。



而最终的一次模拟计算机运算也可以用下图的来表示:







大致上就是这样。。会和真实的运行原理有些许区别,但是大致上可以这样理解。这样描述也通俗易懂。

欢迎大家留言讨论。:)
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作者:q568360447
来源:CSDN
原文:https://blog.csdn.net/q568360447/article/details/73303008
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