计算机的基本组成

#灵感# 记录下基础知识，此处专指计算机硬件方面，捎带记下芯片知识。

综述：

计算机硬件的基本组成包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分。其中，集成在一起的运算器和控制器称为 CPU（处理器）。
运算器（Arithmetic and Logic Unit, ALU）是对数据进行加工处理的部件，它既能完成算术运算又能完成逻辑运算，所以称为算术逻辑单元。
控制器的主要功能是从主存中取出指令并进行分析，以控制计算机的各个部件有条不紊地完成指令的功能。
存储器主要由称为内存和外存的存储部件组成，为了提高整个系统的运行速度，计算机中往往还要设置寄存器、高速缓存等存储器。
输入/输出设备是计算机系统与外界交换信息的装置，一般通过总线和接口将主机与I/O设备有机地组合在一起。

CPU

CPU 是计算机工作的核心部件，用于控制并协调各个部件，其基本功能如下所述。
（1） 指令控制。CPU 通过执行指令来控制程序的执行顺序，这是CPU 的重要职能。
（2） 操作控制。一条指令功能的实现需要若干操作信号来完成，CPU产生每条指令的操作信号并将操作信号送往不同的部件，控制相应的部件按指令的功能要求进行操作。

（3）时序控制。CPU通过时序电路产生的时钟信号进行定时，以控制各种操作按照指定的时序进行。
（4）数据处理。在 CPU 的控制下完成对数据的加工处理是其最根本的任务。
另外，CPU 还需要对内部或外部的中断（异常）以及DMA 请求做出响应，进行相应的处理。

CPU 和芯片的关系

CPU实际上也是一种芯片，但它是专门设计用于处理复杂计算任务的一种。

芯片（集成电路）是一种包含电子电路的半导体器件，可以执行各种功能。

功能定位：

• CPU被设计为通用处理器，能够运行操作系统和多种应用程序，具有高度灵活性。
• 其他类型的芯片可能专注于某些特定领域，例如GPU擅长于并行计算和图像渲染；TPU则针对深度学习模型的训练和推理进行了优化。

架构设计：

• CPU通常具备较少的核心数量但每个核心性能强大，适合串行计算任务。
• 像GPU这样的芯片则包含成千上万个更小、更简单的内核，适用于大规模并行处理任务。

集成电路(芯片)的一些知识：

 SoC:片上系统（SoC, System on Chip），表示一块芯片中包含了具备不同功能的集成电路模块，它们构成了一个完整的系统，使得芯片的功能大大增强。

集成：利用微电子技术将大量电路元器件连接在一起构成具有特定功能电路的过程。一块芯片中可能包含几类不同功能的集成电路。

封装：芯片制造的最后阶段，利用塑料、树脂、陶瓷或合金等材料将芯片的核心晶圆电路部分保护起来，防止晶圆受到物理损坏或化学腐蚀，同时在包装上提供与晶圆电路相连的引脚，用于连接外部电路。封装完成之后就可以通过引脚对芯片的各项性能参数进行测试。

芯片设计流程：

（先放着，后续续写）