1.2 计算机分门别类
不分类,就不利于管理,人类由于具有归类的能力,才不会被周围环境的复杂性所压垮。根据计算机的应用,能将计算机分成3个类别:
1.服务器
2.PC机(Personal Computer,个人计算机),也就是我们俗称的电脑
3.嵌入式计算机
计算机大家庭
我们使用Google的搜索引擎时,搜索过程是在Google的服务器上完成的,再将结果反馈给我们的PC机,这就是一种Client/Server应用。
PC机和服务器从本质上没有多少不同,根据应用的不同,部件和性能会略有区别。家用的PC机,最常用的功能就是看电影和玩游戏,因此多媒体部件,如显卡、显示器、音箱等会比较齐全,服务器要给很多的用户提供服务,通常会有这些特点:
(1)高可靠性,少出故障,7×24小时业务不中断。
(2)高可扩展性,随着用户数的增加,服务器也能进行相应的扩展,如增加硬盘、增加内存等。
(3)高吞吐量,一台服务器通常要为多个用户进行服务,单位时间内能处理的请求数目代表了服务器的性能。
嵌入式计算机专注于某个特定的领域,如通信、工业控制等,形态也千差万别。不同的领域有不同的需求,总体来说,低功耗、低成本是必须的。有些领域对可靠性要求非常高(如军事、安全等领域),而有些领域对功耗要求非常高(如手机等)。
在性能方面,一般看来,服务器性能要比PC机强,PC机的性能要比一般的嵌入式计算机强,不过它们并没有太严格的界限。计算机的性能一直都在飞速发展,几年前好几箱服务器做的工作今天一台PC机就可以完成,现在的手机的性能也不亚于几年前的PC机。昨天的服务器,就是今天的PC机,也是明天的嵌入式计算机。
1.3 PC机结构探秘
当我们把计算机和人做类比时,硬件就相当于人的身体,软件就相当于人的三魂七魄(中国古代的说法),或者灵魂(西方宗教的说法),或者思维(现代的说法)。
同人一样,计算机也是由很多部分组成,我们先来解剖一部PC机,看看它的内部构造,以及各部分之间的连接方式,下页图是某PC机的解剖图。
下面我们来分别介绍。
1.3.1 处理器——一颗奔腾的心
计算机所完成的任务是靠一条一条的指令来完成的,指令就在处理器中执行,计算机其他的各个部分都是为了配合处理器而存在的。处理器也称CPU(Central Processing Unit,中央处理器),所有从外部输入的命令,都是在处理器里面进行处理的,所有我们看到的文字、声音、图像,都是经处理器处理过后,再表现出来的。
Intel的Marcian E. Hoff(也称为Ted Hoff)做出了世界上第一款处理器4004,它由2300个晶体管组成,运行在108KHz,位宽4bit。Hoff也因此于1988年获得计算机先驱奖。
从1991年开始,Intel开展了一项大型的商业推广计划,铺天盖地的“Intel Inside”广告让人们逐渐觉得处理器就是计算机的代名词,在那个时候,当一个人有了一台电脑,他会对别人说,我有一台奔3电脑或奔4电脑,而不会说我有一台IBM电脑或惠普电脑。现在,随着处理器品牌太杂,人们反而不再说我有一台酷睿电脑或奔腾电脑了,不过“Intel Inside”的广告标签还是在电脑上醒目可见。