一、我对计组这部分内容的整体感受
在学计算机组成原理之前,我天天玩电脑、玩手机,也会敲几行基础代码,但电脑里面到底是怎么运转的,完全就是一个头两个大,啥也不清楚。
计组这一块,就是帮我们把这个疑问拆开看。它不教我们怎么写漂亮代码,也不讲软件怎么操作,核心就一件事:电脑硬件怎么接收数据、怎么计算、怎么存东西、怎么传递信息,最后怎么把结果输出出来。
这门课底层逻辑特别简单:咱们看到的电脑各种花哨操作,说到底都是一堆简单硬件配合干活,所有数据到最后,就只有0和1这两种信号。学完这些内容我才意识到,后面学编程、操作系统、计算机网络,根基全都在计组这里。
二、冯诺依曼五大部件(计算机的骨架)
先说冯·诺依曼这个人,很多人叫他“计算机之父”。他是个脑子特别厉害的数学家,当年参与研制早期计算机的时候,提出了一套全新的计算机设计思路,打破了当时计算机只能存数据、不能存程序的老办法。直到现在,我们用的电脑、手机、平板,基本都沿用他提出的这套框架,也就是冯诺依曼体系结构,一共五大硬件:
- 运算器:专门做加减乘除、逻辑判断
- 控制器:负责指挥所有硬件按顺序干活
- 存储器:存放程序和数据
- 输入设备:把外界信息传给计算机
- 输出设备:把电脑处理完的结果展示给人看
举个大白话例子,把电脑比作一个人:
- 运算器就相当于我们大脑负责算数、判断对错的区域
- 控制器是大脑里管调度的部分,决定先做什么、后做什么
- 存储器就是人的记忆,分短期记忆和长期记忆
- 键盘鼠标相当于眼睛耳朵,用来接收外界信息
- 屏幕、打印机就相当于嘴巴,把结果输出出来
三、计算机只认识二进制(最核心底层)
我们平时生活习惯用十进制,但是电脑只认二进制,就只有0和1。硬件电路本质就两种状态:通电代表1,断电代表0。
举个例子:
我们输入汉字“你好”、字母A,还有图片上的各种颜色,传到电脑里面,全部都会转换成一长串0和1。你在游戏里点一下跳跃,底层其实就是一堆01信号在传输、运算、执行。
四、常用编码通俗理解
- ASCII码
给英文字母、数字、标点符号编上专属编号,每个字符对应一串固定二进制。
例子:字符A对应的编号是65,电脑底层存的其实就是这个数字的二进制形式。 - BCD码
把十进制的每一位数字,单独转成4位二进制,适合拿来显示数字。
例子:十进制12,转BCD码就是 0001 0010
五、个人学习感悟
学这块最颠覆我的想法:电脑根本看不懂文字、图片、视频还有代码指令,它只能识别通电断电的电信号,也就是0和1。
我们看到的各种界面、特效、功能,其实都是无数硬件单元不断叠加简单运算实现的。这部分名词看着多,但逻辑很规整,慢慢看就能看懂。