现代计算机的五大组成部分:科技世界的幕后英雄
最熟悉的陌生人
当我们日常打游戏、吃饭、健身甚至睡觉的时候,身边都是一个个小型计算机,我们每时每刻都在与它们沟通,我们给它指令,它会按照一些规则给我们响应。虽然但是,我们除了它们的外表及产商提供的说明书外,对这些小东西一概不知,假设有一天AI占领了地球,我们普通劳动人民对他们丝毫没有办法。
我们从三个方面入手,可以解决计算机是什么的问题。
我们把信息给计算机
我们直接用手直接把信息递给计算机行不行?当然不行,信息(也可以叫信号)是看不见摸不着的,但是可以用数字表示,生活中的举手、走路、吃饭等动作都可以用0和1来表示动作是否发生,当然按键盘也是一样的,键盘上那么多按键,按下一个或者不按,都表示一条信息。通常把产生动作视为1(术语也叫编码为1),反之则称编码为0。
所以我们把信息转换为数字0或1,数字通过映射为电压的高或低,电压的高或低计算机是可以感知到的,所以我们就绕了一小圈,把信息给到了计算机。而把信息转化为电压高低需要的工具就是输入设备。
常见的输入设备:键盘、鼠标、耳麦、触摸屏等。
计算机处理信息
我们复杂的意图都可以分解成小过程,每个小过程会执行最简单的加、减运算得到一个结果,最后多个小过程的结果汇总,就完成了我们复杂的意图。
比如我们要玩《黑神话·悟空》,我们会点击游戏的图标(或者直接在steam直接点启动),这其实就是用鼠标作为输入设备,告诉计算机,我要玩游戏,并且游戏名叫《黑悟空》。计算机受到这条信息后,它至少就会执行两个小过程:①把《黑悟空》软件从磁盘拷贝到运行内存;②把PC指针指向游戏首地址。
所以我们把做加减运算的设备称为控制器,把游戏从磁盘拷贝到运行内存的设备叫做数据通路,而磁盘、运行内存这类设备叫做存储器。
计算机把信息给我们
与我们把信息给计算机相反,计算机把信息给我们需要把电压高低转换(术语为渲染)为文字或者图像等我们可以识别的东西,而这个转换的设备就叫输出设备。
常见的输出设备:显示器、耳机、VR眼镜等。
总结
OK,计算机是一个只认识电压高和低的人,利用这个特点我们设计了一套独特的映射关系,告诉它在不同的场景下电压高低分别表示什么;为了把我们的意思转换为电压高低,我们发明了输入设备;为了让它按照我们的规则加工信息,我们发明了控制器和数据通路;为了让一些数据可以持久的存在,我们发明了存储器;为了将计算机加工后的数据呈现给我们,我们发明了输出设备。
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