Linux01-计算机概论

一、电脑主要硬件

• 输入单元：键盘、鼠标
• 主机部分：CPU、内存、硬盘
• 输出单元：屏幕、打印机

CPU（Central Processing Unit）中央处理器：一个具有特定功能的芯片，主要工作在于管理与运算。因此CPU又可分为两个主要的单元，分别是：算数逻辑单元与控制单元。

算数逻辑单元：负责程序运算与逻辑判断。

控制单元：协调各周边组件与各单元间的工作。

问题：CPU处理的数据从哪里来？

答：CPU读取的数据都是从内存中来的，而内存中的数据，是由输入单元来的。CPU处理完的数据，要先写回到内存中，再从内存中传输到输出单元。

二、CPU架构

CPU可以执行一些微指令，我们使用软件都要经过CPU内部的微指令集来实现。这些指令集的设计主要被分为两种设计理念，分别是：精简指令集(RISC)、复杂指令集(CISC)

精简指令集（Reduced Instruction Set Computer,RISC）

RISC的微指令集较为精简，每个指令的运行时间短，完成的动作单纯，指令的效率较高；但若是要完成复杂的任务，就要由多个指令来完成。

典型的代表是ARM架构的CPU。

复杂指令集（Complex Instruction Set Computer,CISC)

CISC的指令多而且复杂，每条指令的长度并不相同，执行指令花费的时间较长，但每条指令可以处理的工作较为丰富。

典型的代表是X86架构的CPU，主要的厂家有AMD、Intel，主要用于个人电脑、PC服务器上。

那为何称为x86架构呢？ 这是因为最早的那颗Intel发展出来的CPU代号称为8086，后来依此架构又开发出80286， 80386…， 因此这种架构的CPU就被称为x86架构了。

X86架构CPU分32位、64位，目前主要使用的是64位，32位很少见了。

操作系统对应CPU的32位和64位，也区分是32位的操作系统，还是64位的操作系统。

问：32位的操作系统为什么最大只支持4GB的内存？

答：32 位系统的地址总线只有 32 位，最多只能表示 2³²个地址 = 4GB 的地址空间，所以理论上最大只能支持4GB 内存。CPU访问内存时，是通过地址编号访问内存单元，1个内存地址对应1字节（1Byte=8bit）。内存地址一般使用16进制表示，如：0x00000000、0x00000001。

2³²个地址 × 1 字节 = 4GB

问：为什么安装了4GB的内存，但实际可用内存小于4BG？

答：因为其他物理设备也需要一部分内存，才能正常使用。

问：CPU与OS（操作系统）的4种组合关系

答：分为以下4种情况

• 情况1：32位CPU + 32位OS，完全匹配，正常工作。
• 情况2：32 位 CPU + 64 位 OS（不可能，安装不上，无法启动），CPU不支持64位指令
• 情况3：64 位 CPU + 32 位 OS（可以，但浪费，可以安装，CPU向下兼容32位模式）
• 情况 4：64 位 CPU + 64 位 OS（性能最好，内存突破4GB）

问：windows系统怎么查看，操作系统是多少位，CPU是多少位的？

答：查看操作系统是多少位的，“此电脑”→右键，属性