CPU,内存,磁盘,指令及他们之间的关系

CPU:是一台计算机的运算核心和控制中心。有人称CPU是计算机的“大脑”,CPU和大脑确实有很大的相似之处,但是有一个重要的不同之处:CPU只能计算而不能思考,虽然在某些领域,人们看似赋予了计算机思考的能力,甚至能比人做出更明智的选择。但是说到底CPU还只是单纯的执行指令,至于执行哪条指令,指令执行的顺序,则是由程序决定的。

指令:指令是给程序给CPU发出的命令,其实CPU只能做很简单的算术与逻辑运算,但是正如简洁的牛顿力学三定律构筑了经典力学的框架一样,看似简单的指令也能“拼凑”出千变万化的程序。但是自然语言和机器语言的差别很大,计算机并不能理解人类所用的自然语言。而直接用汇编语言编写程序又过于复杂。所以在汇编语言基础上加以抽象,产生了高级语言。通过编译器,将程序员写的代码编译成机器语言,也就是一条条指令。

内存和磁盘:内存和磁盘都是存储器,内存的速度远远快于磁盘,而且CPU只能和内存“交流”,磁盘上的程序必须载入内存才能运行。但是磁盘也有自身的优势,内存中的数据是“易失性”的,也就是断电之后内存里的数据也就全部丢失了。另外磁盘相对于内存容量大,程序平时存储在磁盘中,运行时载入内存成为“进程”,也就利用了各自的优势。特殊情况下,内存容量不够,会用到磁盘中划分出的“虚拟内存”,将应该放入内存的数据临时放到磁盘,用到数据时再与内存中暂时不用的数据置换称为“换页”。但是换页操作很耗时,这也就是同时运行多个程序,内存占用过多,计算机会出现“卡顿”的一个原因了。

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