計(jì)算機(jī)在多層次系統(tǒng)中運(yùn)行。每個(gè)層次都經(jīng)過(guò)優(yōu)化，以執(zhí)行特定的任務(wù)，確保整個(gè)機(jī)器的高效運(yùn)行。

從比特到大字節(jié)：理解計(jì)算機(jī)內(nèi)存單元

在最基本的層面上，計(jì)算機(jī)使用二進(jìn)制運(yùn)行，只包含 0 和 1，被稱為比特。以下是一個(gè)細(xì)分：

• 1 比特： 這是計(jì)算機(jī)中的基本數(shù)據(jù)單元，表示為 0 或 1。
• 1 字節(jié)： 包含 8 個(gè)比特，字節(jié)用于表示單個(gè)字符（例如，“A”）或數(shù)字（例如，1）。

進(jìn)一步擴(kuò)展：

• 千字節(jié)（KB）：大約 1,024 字節(jié)。
• 兆字節(jié)（MB）：大約 1,024 KB。
• 吉字節(jié)（GB）：大約 1,024 MB。
• 太字節(jié)（TB）：大約 1,024 GB。

硬盤(pán)存儲(chǔ)：數(shù)據(jù)的中央存儲(chǔ)庫(kù)

計(jì)算機(jī)的主要數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在硬盤(pán)存儲(chǔ)設(shè)備中。

示例：這包括固態(tài)驅(qū)動(dòng)器（SSD）和硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器（HDD）。

顯著特點(diǎn)：

• 非易失性： 即使關(guān)閉電源或重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，數(shù)據(jù)仍然保持完好。
• 存儲(chǔ)空間： 硬盤(pán)存儲(chǔ)設(shè)備的容量通常在 100 GB 到幾 TB 之間。
• 速度差異： 盡管價(jià)格較高，但相較于 HDD，SSD 的數(shù)據(jù)檢索速度顯著更快。例如，SSD 的讀取速度可能在 500 MB/s 到 3,500 MB/s 之間（取決于類(lèi)型和質(zhì)量），而 HDD 可能提供 80 MB/s 到 160 MB/s。

RAM：數(shù)據(jù)處理的前沿

隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器（RAM）充當(dāng)正在使用或正在處理的數(shù)據(jù)的主要持有者。當(dāng)啟動(dòng)程序時(shí)，由于其快速的讀寫(xiě)能力，程序的數(shù)據(jù) — 從變量到運(yùn)行時(shí)堆棧 — 存儲(chǔ)在這里。

示例：常見(jiàn)的 RAM 類(lèi)型包括 DDR4 和 LPDDR5。

關(guān)鍵點(diǎn)：

• 易失性內(nèi)存： 斷電時(shí) RAM 的內(nèi)容會(huì)丟失。
• 速度： RAM 比硬盤(pán)存儲(chǔ)快得多，通常超過(guò) 5,000 MB/s。
• 存儲(chǔ)范圍： 對(duì)于典型的消費(fèi)者設(shè)備，RAM 的范圍可以從幾 GB（8 GB、16 GB、32 GB）到高端服務(wù)器可以擁有數(shù)百 GB（128 GB 或更多）。

緩存存儲(chǔ)：速度大師

即使迅速的 RAM 不足以滿足需求時(shí)，還有緩存存儲(chǔ)。

特征：

• 尺寸： 緩存比 RAM 小但比 RAM 更快，通常以兆字節(jié)為單位。
• 速度： 它的訪問(wèn)時(shí)間超過(guò) RAM，使其成為存儲(chǔ)頻繁使用的數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)最佳 CPU 性能的理想選擇。

CPU：每臺(tái)計(jì)算機(jī)的心跳

中央處理單元（CPU）通常被稱為計(jì)算機(jī)的“大腦”。它在提取、解碼和執(zhí)行指令方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

特征：

• 執(zhí)行： CPU 解釋和處理來(lái)自我們代碼的操作。
• 代碼翻譯： 高級(jí)編程語(yǔ)言需要被翻譯成機(jī)器代碼 — 一系列 0 和 1 — 以便 CPU 理解和運(yùn)行它們。這種轉(zhuǎn)換是由編譯器執(zhí)行的。

主板：組件的統(tǒng)一者

最后但并非最不重要，主板（或主板）充當(dāng)中央樞紐，連接上述所有組件。從托管 CPU 和 RAM 插槽到為數(shù)據(jù)流提供路徑，主板確保所有計(jì)算機(jī)組件的無(wú)縫集成和功能。

總結(jié)

通過(guò)對(duì)這些基本概念的理解，您更好地準(zhǔn)備深入探討系統(tǒng)設(shè)計(jì)的領(lǐng)域。