現在的我們幾乎是無時無刻都會碰電腦!桌上型電腦(桌機)、膝上型電腦、平板電腦、智慧手機等等,這些東西都算是電腦。但是,你瞭解電腦裡面的元件有什麼嗎?就以桌上型電腦來說,電腦的機殼裡面含有什麼?不同的電腦可以應用在哪些場合?
什麼是電腦?
所謂電腦就是一種計算機,而計算機其實就是:“接受使用者輸入指令與資料,經由中央處理器的數學與邏輯單元運算處理後,以產生或儲存成有用的資訊”。所以,只要有輸入裝置(不管是鍵盤還是觸控式螢幕)及輸出裝置(螢幕或者印表機),讓你可以輸入資料使該機器產生資訊,那就是一臺計算機。
根據這個定義其實包括一般商店用的簡易性加減乘除計算機、打電話的手機、開車用的衛星定位系統(GPS)、提款機(ATM)、臺式個人電腦、隨身攜帶的膝上型電腦以及非常火熱的智慧手機,甚至未來可能會大流行的單版電腦與智慧手錶,甚至於更多的智慧穿戴式電腦等等,這些都是計算機!
我們主要透過輸入裝置如滑鼠與鍵盤來將一些資料輸入到主機裡面,然後再由主機的功能處理成為圖表或文章等資訊後,將結果傳輸到輸出裝置,如螢幕或印表機上面。 那主機裡面含有什麼元件呢? 如果你曾經拆開過電腦主機機殼 (包括拆開你的智慧手機也一樣喔! ), 會發現其實主機裡面最重要的就是一片主機板,上面安插了中央處理器 (CPU) 以及主記憶體、硬碟 (或記憶卡) 還有一些適配卡裝置而已。 當然大部分智慧手機是將這些元件直接焊接在主機板上面而不是插卡啦!
整部主機的重點在於中央處理器(Central Processing Unit,CPU),CPU為一個具有特定功能的晶片,裡頭含有微指令集,如果你想要讓主機進行什麼特異的功能,就得要參考這顆CPU是否有相關內建的微指令集才可以。 由於 CPU 的工作主要在於管理與運算,因此在 CPU 內又可分為兩個主要的單元,分別是:算數邏輯單元與控制單元。 (注3)其中算數邏輯單元主要負責程式運算與邏輯判斷,控制單元則主要在協調各周邊元件與各單元間的工作。
既然CPU的重點是在進行運算與判斷,那麼要被運算與判斷的資料是從哪裡來的? CPU 讀取的資料都是從主記憶體來的! 主記憶體內的資料則是從輸入單元所傳輸進來! 而 CPU 處理完畢的資料也必須要先寫回主記憶體中,最後資料才從主記憶體傳輸到輸出單元。
為什麼我們都會說,要加快系統效能,通常將記憶體容量加大就可以獲得相當好的成效? 如同下圖以及上面的說明,因為所有的資料都要經過主記憶體的傳輸, 所以記憶體的容量如果太小,資料快取就不足~影響效能相當大啊! 尤其針對 Linux 作為伺服器的環境下!
'系統單元'其實指的就是電腦機殼內的主要元件,而重點在於 CPU 與主記憶體。 特別要看的是實線部分的傳輸方向,基本上資料都是流經過主記憶體再轉出去的! 至於資料會流進/流出記憶體則是 CPU 所釋出的控制命令! 而 CPU 實際要處理的資料則完全來自於主記憶體 (不管是程式還是一般文件資料)! 這是個很重要的概念喔! 這也是為什麼當你的記憶體不足時,系統的效能就很糟糕! 也是為什麼現在人們買智慧手機時,對於可用記憶體的要求都很高的原因!
所有的單元都是由 CPU 內部的控制單元來負責協調的,因此 CPU 是整個電腦系統的最重要部分!