news 2026/5/1 8:47:31

Linux01-计算机概论

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张小明

前端开发工程师

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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。

用途占用
物理内存 RAM一部分
显卡显存映射一部分
BIOS / 固件一部分
PCI 设备一部分

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

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