程序员写出的程序是运行在具体的电脑上的，所以必须要了解一些电脑的知识。首先就要了解硬件，不然就会闹出“为啥不在手机上安装Windows系统？”或“为啥不在电脑上安装Android系统？”之类的笑话。耐心看完本篇，老师会讲解这两个为什么。
程序员应该了解的电脑的知识，具体分为：硬件知识 和 硬件常识 两部分
程序员应该了解的硬件知识
这里包括CPU、内存、硬盘、显示等。 学过计算机入门的人应该知道，计算机硬件分为五大部分：运算器、控制器、存储器、输入部件和输出部件。这里，运算器和控制器就是现在的CPU，存储器指的是内存（手机把它叫运存），输入部件一般是键盘鼠标，输出部件一般是显示器（不论是液晶还是CRT）和打印机，也可以把硬盘算作输入输出部件。咱们一一分解说明。
原本运算器和控制器是分开的，运算器负责作运算，加减乘除，早期的CPU（一直到80386）都只做整数的运算，如果要算浮点数，要不就用一段程序模拟，要不就要额外配个专用于作浮点数运算的辅助部件，它叫协处理器（Intel的叫做80387）。从80486起，两者合并了，也就是说，CPU作浮点数运算可以自己做，无需模拟或辅助部件了。控制器负责作流程控制，意思是，负责控制CPU下一步该执行哪条指令。默认是按顺序从内存中读取下一条，还有个专门的寄存器记录下一条指令的地址，叫IP。
刚刚有人看到，老师说了一个术语，寄存器，不过稍后再给大家介绍这个东西。
CPU的指标很简单，比快，不同类型的CPU，一般是新型号快过旧型号，比如奔四比奔三快、I7比I5快。如果是同档次的呢？那就是高频率比低频率快，比如2.5GHz比2.2GHz要快。这个GHz就是频率，简单的说就是周期，每秒能做几个周期就叫几Hz，然后一千Hz叫一KHz，一千KHz叫一MHz，一千MHz就叫一GHz。CPU的大部分指令都能在一个周期内完成，所以1GHz就意味着这个CPU能在一秒钟内执行十亿条指令。
而内存的指标就不一样了，不光比快，还比容量大。简单地说，电脑里面的内存最小单位是字节（byte），1024个字节=1KB，1024个KB=1MB，1024个MB=1GB，现在主流的电脑大约都是4GB或8GB。速度方面，内存经过了DRAM、SDR DRAM、DDR DRAM几个世代，速度翻了好几遍。
但是内存无论怎么进步，和CPU比，那就是个渣渣（不用担心，还有比内存更渣渣的）。为啥，CPU的核心也就指甲盖那么大，频率又那么快。内存呢？距离CPU至少有几厘米远，而且，频率高不起来。内存频率是多少呢？200MHz，也就是每秒传输最多两亿次……（附：我每秒眨两次眼皮子都能累死我，人家内存每秒传输两亿次，居然被叫做慢成渣渣……这真是，人比人得死，货比货得扔……）有人问，为啥不提高内存频率呢？这个……请仔细看看上面老师说的，内存距离CPU多远？几厘米呢，200MHz已经是极限了。
这下可以解释一下寄存器了，虽然原理和电路都不一样，其实这货本质上相当于内存。可以看作是直接集成在CPU内部的内存，不过每个寄存器的大小仅仅8个字节，而且仅仅只有寥寥十几个，每个都有名字的，比如EAX、EBX等等。但是它足够快，因为在CPU内部，所以它和CPU同频率，并且都能在一个周期内作出反应。内存就不行，如果CPU要去读取一次内存，大约要十几个周期才能得到结果。这好比说，你喊你身边的哥们，它马上（一个周期）就能答应，你喊远方的朋友，必须打开手机、打开微信、找到朋友的头像、点开、发出语音、等对方答应，怎么说都要几分钟吧？寄存器和内存的比较，就是身边的朋友和远方的朋友的差别。
所以CPU并不直接在内存中运算，每次运算，它都要把数据从内存中读入寄存器（如果之前已经因为别的事情提前读入就更好了），然后在寄存器中运算，算完了再把结果保存到内存中。
应该有人看到过CPU的广告，也有人知道CPU内部有高速缓存（Cache），Cache都分等级，一级二级三级，每一级的大小都不一样。这是什么意思呢？前面说过，寄存器之所以快，是因为它就在CPU内部，确切的说，在运算部件旁边，所以能以CPU同步频率工作。Cache也在CPU内部，原理也和寄存器差不多，但是容量略大。一级Cache一般是32KB，二级Cache一般是256KB（有的是512KB），三级Cache一般是1MB（有的Intel的CPU，叫至强系列，最大有8MB的版本，不过死贵，多贵？几万一个……）。它们也在CPU内部，也用CPU的频率工作，但是因为距离（简单说法），它们不能在一个周期内同步响应，大约一级Cache可以在两个周期内响应，二级Cache大约在4个周期内，三级Cache就要8个周期内响应了。一级Cache好比你隔壁的朋友，二级Cache好比同一层楼的朋友，三级Cache好比同一栋楼的朋友，它们都比你身边的朋友反应略慢，但总比远方的朋友来得快。CPU把经常要读写的数据放在这里，这样，如果Cache里面能找到这个数据，就不用再去找内存了，这样可以大大加快速度。
刚刚说过，还有比内存的速度更渣渣的，大家有没有想到我要说谁？答对了，就是硬盘。内存的速度好歹也有200MHz，然而硬盘的速度慢到根本不用频率单位。两者相比，就好比《疯狂动物城》中的兔子和树懒的差别……为啥这么慢的设备，却成为电脑中必不可少的部件呢？因为传输量大。CPU一次只能吞吐8个字节（64位CPU），内存一次能吞吐4KB，而硬盘一次能吞吐的数据量以MB计算。可以这么说，CPU好比空运，速度快但是容量小，内存好比铁路，速度一般但是容量尚足，硬盘好比海运，速度很慢但是容量……海量。
而且还有一点，CPU和内存都是电信号，也就是说，断电（关机）就没有了，下次要重新开始，而硬盘是磁信号（固态硬盘不是），断电没关系，下次再来。大家写好了的程序、作业，当然要保存到硬盘上，这才保险。所以，记得及时存盘，是很关键的。
程序员应该了解的硬件常识
常识和知识不一样，知识是你学会了，对你写程序会有用的。常识不是，但是不知道这些常识，会让你当众出丑的……
区分内存和存储。电脑里面的内存，等同于手机中的运存。手机中的内存，等同于电脑中的硬盘。所以，不要说手机内存64G，而电脑内存才8G这么糊涂的话。手机的内存64G是拿来和电脑的硬盘对比的。
区分内存和缓存。刚刚说过了，内存是个很明确的概念。但是缓存不是，缓存这个名词，可以指CPU内部的Cache，也可以指操作系统中用内存换取硬盘速度的一种做法。也可以指写程序时，用来临时存取的一大片内存（比如一个ArrayList）。
为什么手机上不能运行Windows？因为Windows系统是为Intel系列CPU设计的，手机里面不用Intel的CPU。手机里面使用的CPU是Arm系列，两者的指令集完全不同。（比如01010001在Intel的CPU里面代表加法运算，而在Arm的CPU里面代表减法运算……当然，这又是老师胡诌的，只是个比方而已。）其实，微软曾经出过一个Windows CE/Windows Phone系列，一直更新到Windows 8为止，这个系列是用于手机的，不过仅仅只有微软自己的手机才用它……而且，据说很不好用。
同样的道理，为什么电脑上就不能用安卓系统？第一，安卓系统是为Arm系列CPU设计的，而电脑不用Arm系列CPU；第二，其实也有为电脑开发的Android系统，叫Android X86，结果和上述的Windows Phone类似，很少有人用。
为啥手机和电脑的CPU隔阂这么大？就不能用同一种CPU吗？关键是散热！（给大家一个直观的感受，现在的CPU功率大约几十瓦，买一个25瓦的电灯泡，通电十分钟，自己去摸摸表面的玻璃……然而CPU工作温度最多不能超过120度，一般超过80度就会告警。）电脑的CPU也分台式机CPU和笔记本CPU，同代同型号的CPU，笔记本版就比台式机版性能要差一截，原因就是笔记本比台式机紧凑，导致CPU散热比较困难，于是电压要低一点，功率要小一点，不然就很容易烧毁……（话说二十一世纪初，老师我见过的或听说过的一缕青烟……还真不少……）所以性能就差了一截。你再比比大小，手机和笔记本……假设手机中用笔记本的CPU，要怎么设计散热才能不烧毁呢，设计师要哭了！
慢成渣渣只是老师的夸张说法，是不是渣渣要看谁和谁比，内存大约比CPU慢个十几倍，所以老师说它慢成渣渣；同理，硬盘比内存慢个千倍左右，所以也被老师说成渣渣。但是，哪怕是硬盘，速度也远超过人的反应速度。所以，不要觉得，老师，我写的程序（或者，你教我这么写程序），会不会有性能问题？会不会很慢？
你写的程序，如果能让人肉眼看到运行速度慢，我就把这台电脑吃掉！
