1.实际上计算机只会实现输入、运算、输出
这三大模块缺一不可,缺少输入意味着没有用户能使用,缺少运算相当于一条电线毫无意义,缺少输出相当于一直堆积信息的垃圾箱
因此计算机的硬件是由大量的IC(Integrated Circuit 集成电路)组成,每块IC上都带有很多引脚,相当于电线,这些引脚都是服务于输入输出,运算可能有点难理解,但简单来时在IC里面实际上变化的是电流变化(具体的变化慢慢了解),人类的对电流的定义,就是数字,而且只有两个数字0和1,这样看来计算机其实有点笨,但是怎么能变化出万种功能呢?
2.程序是指令和数据的集合,无论哪个程序,内容都是数值的罗列,每个数值要么是指令要么是数据。
一组指令操作一段数据,形成最基本的程序
这一组指令统一推荐描述的文字是“函数”
一段数据我们可以分为两类,一类是输入的数据,一类是输出的数据
在编程的时候数据可以赋予名字为“变量”
y=f(x)
3.计算机的处理方式有时候与人类的思维习惯不同
当人描述颜色的时候会形成画面 红色蓝色绿色
当计算机描述颜色的时候会形成颜色的数字信息 例如“255,0,0”表示红色
4.计算机在一直进化
计算机的思维方式一直在改变且趋向于人类的思考方式,大家应该由衷地欢迎技术的进化,没有人会稀罕一成不变的好代码
编程方法也一直在进化一种是组件编程(将程序的零部件组装到一起完成程序),一种是面向对象编程(先对你脑海中的东西建模,例如建一个车的模型,然后再对模型进行私人订制,称为你创造的独一无二的玛莎拉蒂)
5.计算机内部主要是IC的元件组成
只需记住三种:
CPU(中央进程处理器):可以对数据执行运算并控制内存和I/O
内存(CPU内的数据寄存器):看看你电脑是多少位的,32位64位86位,是由寄存器的容量和传输进CPU的数据总线的条数共同决定,前者相当于水龙头,后者相当于水管,水管是32位的,水龙头也必须是32位的
I/O(Input/Output):接受用户设备的输入输出
除了以上,还需要若干辅助元件
晶振(是时钟发生器的主要部件):晶体振荡器,由于晶体有压电效应,当在晶片的两面上加交变电压时,晶片会反复的机械变形而产生振动,而这种机械振动又会反过来产生交变电压,晶振产生振荡必须附加外部时钟电路,一般是一个放大反馈电路,只有一片晶振是不能实现震荡的.晶振为了辅助CPU的运转速度,会根据自身通电后振动的频率产生时钟信号频率用来衡量CPU的运转速度
IC的引脚:所谓的引脚就是IC边缘裸露出的像腿一样的部分,按照逆时针方向依次带有一个从1开始递增的序号
6. 比特是作为信息的收发单位
通常将1个二进制数称为1比特。将8个二进制数称为1字节
比特是信息的最小单位,字节是信息的基本单位
例如32位的计算机就是一32比特为一个单位收发信息的
7. 连接电源、地址总线和数据总线:
首先连接电源
为了指定输入输出数据时的源头或目的地(存取数据的地址),CPU上备有“地址总线引脚”,例如引脚有16个,用代号A0~A15表示,其中A表示Address(地址),后面的0~15表示一个16位二进制数中各数字的位置,0对应最后一位,15对应第一位,用而二进制表示就是0000000000000000~1111111111111111,所能提供的65536个数据存取单元(内存存储单元或者I/O地址),进行信息的输入输出。
一旦指定了存取数据的地址,就可以使用“数据总线引脚”进行数据的输入输出了,数据总线引脚和地址总线引脚类似,用代号D0~D15表示。
8.连接I/O:
下面开始连接I/O,大家知道寄存器这个词吗?寄存器是位于CPU和I/O中的“数据存储器”,速度很快,和CPU直接交互,假设一个并行PIO设备上有4个寄存器,2个是用于PIO本身的功能,2个是用于存储与外部设备进行输入输出的数据
9.连接时钟信号:
将CPU的CLK(Clock时钟)引脚、PIO的CLK引脚分别与时钟发生器的引脚相连,在时钟发生器的作用下,它们随着滴答滴答的时钟同步做动作,然后连上其它的引脚(这里简单带过)
10.CPU工作原理:
CPU 在时钟信号的控制下解释、执行内存中存储的程序,按照程序中的指令从内存或 I/O 中把数据输入到 CPU 中,在 CPU 内部进行运算,再把运算结果输出到内存或 I/O 中