计算机科学科普(一)：什么是计算机
博主在刚刚开始自己的大学生活的时候，对于计算机科学非常感兴趣，但是苦于大学内没有很好的老师进行指导，在对于计算机的理解不够深刻的时候就开始学习一些相对深奥的知识，从而一度导致自己丧失了兴趣。在刚刚接触一个领域进行学习的时候，最好的学习方法应当是学习一些自己经过适当的努力可以掌握的知识。而我开始现在开始进行计算机科普系列的文章的写作，为的就是对一些计算机的知识进行普及，方便那些对计算机感兴趣的人进行更深一层的学习。如果您是科班出身或者已经对计算机理解比较深刻，该系列博客可能并不适合您。
要想了解计算机科学，了解计算机是非常重要的一课。每当我们购买电脑的时候，总是听到销售人员说着什么“酷睿”啊，“内存8G”啊，“主频率XXHz”啊，“机械硬盘”啊，“显卡”啊等等之类的知识，相信不少人听了之后一脸的疑惑，仿佛在跟一个会说中文的外星人对话。本文接下来就对名词进行解释，让您对计算机有一个科学的认识。
对于一个想要入门计算机科学的人来说，掌握如下概念即可：CPU、内存、硬盘、主板、显示器。
为了更直观的了解计算机的构造，我们不妨把计算机想象成一个人。中央处理器（Central Process Unit，CPU）就是一个人的大脑，但是这个大脑没有记忆功能，只是负责下达指令；内存（Memory）和硬盘（Hard drive）就是一个人的记忆模块，负责记住至今为止都做了什么事情，二者的区别在于内存相当于一个人的短时记忆，虽然快，但是记住的东西比较少，也容易忘，而硬盘相当于一个人的长时间记忆，虽然慢了点，但是记得很牢靠；显示器（Monitor）则是一个人的眼睛，让你能看到万千世界；而主板（Motherboard）相当于你的身体，正是因为有了身体（主板），你的头脑（CPU），眼睛（显示器）才有地方进行安放。
下面我们对于重要的概念进行详细的介绍。
CPU：关于CPU我们常提到的一个参数是主频与核心数量，进阶级别的人可能会了解流水线的概念。下面我们一个一个地进行介绍。
主频是指CPU工作的时钟频率。这个说法是比较学术的说法，我们可以换一种理解方式。打个比方，你的CPU主频是2kHz，我们可以认为你的CPU在一秒内可以做2000次加法运算；而我的CPU主频是1kHz，我们可以认为我的CPU在一秒内可以做1000次加法，这样，你的CPU就可以在一秒内做出我的CPU需要两秒才能做好的事情，所以你的CPU在性能上要比我的好很多。
核心数量是指在CPU中的处理核心的数量。如果我们把CPU看作为一个工厂，那么一个核心就相当于一个工人。或者我们拿刚刚的加法举例，假如我的工厂中的工人每一秒可以进行1000次加法运算，但是我的工厂有4个工人（就是我们说的四核CPU），那么，我的工厂一秒钟就可以进行4000次加法运算；而你的工厂中的工人每一秒可以进行2000次加法运算，但是你的工厂只有一个工人（也就是我们说的单核CPU），那么你的工厂一秒钟可以进行2000次加法运算，所以整体上来看，我的工厂每秒可以做更多的事情。当然，核心数与主频不能简单做加法，但是这个原理是很像的，一般来说，主频越高、核心数越多的CPU就越好。
流水线其实是一种让CPU加速的技术，原理上非常类似于现实生活中工厂的流水线技术。在CPU中进行执行的其实是指令，进行指令执行的过程涉及到取出指令、解析指令、执行指令、内存访问等多个过程，如果您想要深入学习，可以去找关于系统结构的书籍进行学习（建议您在有足够积累后学习）。为了方便理解，不妨把指令的执行过程理解成为工厂制造车辆的过程，而流水线就是说一号工人负责造底盘，二号工人负责造轮子，三号工人负责造马达，四号工人负责将零件组装成为成品汽车。博主听闻现在的CPU已经可以有20多条流水线，而一般流水线越多的话执行效率也就越高。
另外，我们常谈到的因特尔（Intel）是一家CPU的生产公司，酷睿（Core）是Intel的一个CPU系列，另一个比较有名的系列是奔腾（Pentium）。另外一家比较知名的CPU制作公司是AMD，而关于我们前面提到的主频对比的方法只是针对一家公司而言的，不要拿Intel的主频2kHz的CPU与AMD的主频1kHz的CPU进行对比。
关于CPU其实还有很多要说的，作为计算机中最值钱的部分肯定还有很多要讲的，但更深层次的概念我们会在之后进行讲解。如果您时间非常充裕的话，不妨去读一读《三体一》，其中有对于CPU与运算器比较生动的描写。
内存：我们在上面说过，内存非常类似于人脑的短期记忆。如果你去玩比较吃配置的游戏，而你的计算机内存不够的话，往往是玩不了的，那这是为什么呢？因为游戏要求你的计算机暂时记住的数据非常多，比如要求记住你控制的每个玩家在哪个坐标上，当前还有多少血量等等，而你的计算机比较笨，短时间记不住那么多，这个时候你会非常卡。解决办法当然也非常简单，换一块内存条让你计算机变聪明就好了。不过注意，计算机的性能好坏主要是由CPU衡量的，当然内存也比较重要就是了。另外还有一点，一旦断电，一般内存里面保存的内容就会丢失。
硬盘：既然内存里的数据一旦断电了就会丢失，那么我们对于数据进行的处理后要怎么保存下来呢？这个时候硬盘（长期记忆）就发挥了作用了。通过将内存（短期记忆）中的数据转移到硬盘（长期记忆）中，下次你再用的时候，直接从长期记忆中调取就可以了。举个例子，你打开Word进行文字编辑。相对应的文字会加载到内存中，如果你不进行保存操作而突然断电，那么你进行的所有更改将会直接消失，就不得不再次从头开始。而如果你点击了保存按钮，机器会调用相对应的代码将内存中的数据写入到硬盘上，就是相当于将短期记忆转化为了长期记忆。因为已经记住了，所以就算是断电也没有关系。
一般我们说的硬盘是指的机械硬盘，因为存在机械臂的移动与寻道过程，所以读取写入的速度比较慢。现在流行的固态硬盘摆脱了这个过程，所以在读写速度上也有了很大的提升，如果有时间，我们在今后会进行更细致的讲解。
其实我们上边介绍的都是硬件构造，除了硬件（hardware），我们经常提到的还有一个叫做软件（software）的东西，比如游戏软件，那么硬件软件有什么区别呢？
硬件，就是我们看得见，摸的着的东西，比如CPU，它就存在于主板上的某个位置；而软件，我们可以使用，但是没有办法实际接触到，比如我们常说的Office，都在用，但是没有办法像接触现实生活中的物品一样去接触到它。而最最基本的软件则是我们的操作系统（Operate System）啦，大家比较熟悉的操作系统可能就是微软（Microsoft）公司开发的Windows操作系统了吧。而实际上“操作系统”也是一个我们每天提及，但是却不太熟悉的东西，下一个科普单元，我们就来介绍一下操作系统。
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