通俗科普:5分鐘看懂電腦各硬件之間是怎樣配合工作的

一臺電腦能完成很多複雜的工作,是由很多硬件互相配合完成的。可能很多人都知道電腦裡面由CPU、內存、硬盤等硬件組成,但是很多人卻不知道這些硬件之間是如何配合工作的。

今天,小編就儘量根據自己的理解,用最通俗的語言結合例子來說明。如有錯漏之處,還望指正!

如果我們把電腦當做是一支軍隊,那麼我們在電腦上的每一次操作都可以理解為是一場戰爭,需要這隻軍隊各部全力配合才能打贏。

通俗科普:5分鐘看懂電腦各硬件之間是怎樣配合工作的

CPU我們可以理解為是這支部隊的軍人,CPU結構可以大致分為控制器、運算器、寄存器(寄存器分為很多種,但解釋起來非常複雜,這裡只講指令寄存器和數據寄存器),分別代表指揮部,作戰部,聯絡及隨軍物資運輸車。每一核心,就是一套完整的作戰體系,而每一線程就是一支完整的軍隊(包含指揮、作戰、聯絡及運輸部。其中指令寄存器可以大致理解為聯絡員,主要負責控制器給運算器發指令,數據寄存器可以理解為隨軍物資運輸車,隨時為作戰部隊提供物資)。

如果CPU為4核8線程,就是擁有4套完整的作戰體系,8支完整的軍隊(每支完整軍隊必須配合一套完整作戰體系才能進行一場戰爭,也就是說兩個線程是輪流使用一個核心,並不是同時使用的)。

內存就是臨時倉庫,指揮部需要的戰爭物資只會從臨時倉庫調用,臨時倉庫再從固定倉庫調用;每次作戰任務結束,臨時倉庫裡面的所有物質都會清空。

硬盤就是固定倉庫,整個軍營所有的物資都儲存在這裡。

顯卡分為核顯和獨顯,核顯可以理解為雷達系統,獨顯可以理解為衛星監控系統,後者比前者功能強大。

顯示器可以理解為全息沙盤,將雷達或衛星提供的數據清楚地展示出來。

主板可以理解為支援部隊,本身沒什麼明確職責,但是其他部門都需要它的配合才能完成任務。

電源就是後勤部,為整支軍隊提供伙食保障。

通俗科普:5分鐘看懂電腦各硬件之間是怎樣配合工作的

……

假如我們的電腦配置是這樣的:4核8線程的i5 CPU,8G內存,1050獨顯。

當我們需要打開一個word文檔、看視頻或者上網瀏覽時。這時,我們的電腦內部大概是這樣子的:

指揮部接到軍情,馬上判斷出,這不過是一場村級戰爭,小case而已,於是一個指揮員邊打瞌睡邊讓聯絡員(指令寄存器)去通知作戰部隊(運算器)要打仗了。作戰部隊是輕裝上陣,不帶任何作戰物資(CPU只計算不存儲數據)的,需要槍支彈藥等都從物資運輸車(數據寄存器)拿。

但是隨軍物資運輸車運輸能力有限,無法滿足作戰人員的物資需求,於是只好從臨時倉庫(內存)調一批物資過來,從臨時倉庫調用物資有三種交通工具:跑車(即CPU中的一級緩存,速度快,但容量小,無法運輸太多物資)、小轎車(即CPU中的二級緩存,速度比跑車慢,運輸能力比跑車強)、大卡車(即CPU中的三級緩存,速度最慢,但運輸量最大)。

衛星監控系統(獨顯)打開(一般情況下,獨顯和核顯無法同時工作,會屏蔽核顯,但如果是AMD的APU系列核顯和AMD的獨顯是可以同時工作的),輕鬆就獲得了前線一切數據並通過全息沙盤(顯示器)輕鬆展示出來。

直到整場戰爭結束,整支軍隊都毫無壓力,輕鬆完成了作戰任務。

而如果我們需要用這臺電腦玩吃雞遊戲,那麼很可能是這樣子的:

指揮部接到軍情,判斷出這是一場惡戰,必須全力以赴。一次就派出了四個指揮員,兩套作戰系統應對這場戰爭(一般大型遊戲只對單核、雙核進行優化,極少數才會對多核進行優化)。

作戰部隊馬上開赴前線,從臨時倉庫調用物質的車輛已經全部(一級二級三級緩存)投入工作,由於是一場大型戰役,臨時倉庫的物資也漸漸不夠用了,開始從固定倉庫(硬盤)調用物資。

硬盤可以分為兩種:機械和固態,機械硬盤可以理解為傳統倉庫,所有物資通過人員擺放和搬運,然後用紙筆一一對應記好,每次需要物資時,先要翻看筆記才能查找到物資所在的位置(硬盤尋址),然後才能把物質搬走。

固態硬盤則可以理解為是現代化智能倉庫,全部機器人在管理,需要什麼物資時,直接在系統輸入相應編號,機器人很快就會將對應的物資送到你面前。

衛星監控系統已經調節至最佳狀態,仔細監控著前線信息。

戰爭開始,作戰部率先投入戰鬥,物資也在全力運輸中……

但是,這時我們的全息沙盤(顯示器)很久才會更新一次畫面,原來是衛星監控系統(獨顯)遇到麻煩了,對方啟動了高級偽裝技術(高級遊戲高畫質高特效需求),我們的衛星監控系統技術達不到要求,無法精細地監控對方了。

為了達到戰爭勝利的目的,只好降低監控要求(降低特效、畫質)。終於全息沙盤再次實時傳來了前線的情況。

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