• 计算机硬件(不深入)


    • 什么是计算机:

    接收用户输入指令和数据,经中央处理器的数据和逻辑单元运算处理后,以产生或存储成有用的信息。

     

    • CPU

    • 内含微指令集,以实现相应的功能(如加速多媒体程序的运行、加强虚拟化性能、增加能源效率等)
    • cpu分为两个主要的单元:算数逻辑单元、控制单元;前者:程序运算与逻辑判断,后者:协调各组件和各单元的协调配合。
    • cpu种类:

    根据指令集分:

     

    CISC:Intel、AMD等公司开发的x86架构的cpu使用CISC(x86架构是一种cpu架构,因第一款采用这个架构的cpu名为8086而得名),不同的x86架构的cpu有区别:第二层缓存、每次运作可执行的指令数、微指令集等。

     

    RISC:Sun公司的SPARC系列、IBM的PowerPC系列、ARM系列(两个教授发明的)。大型工作站、有些服务器、手机、交换机路由器等使用RISC的cpu。

    •  双核:在一个cpu封装中嵌入了两个运算内核(两个cpu单元)
    •  cpu的频率:cpu每秒可以进行的工作次数,越高性能越好。但是不同cpu之间不能单纯以频率比较性能,因为微指令集不同、架构也不同,每一次工作执行的指令数不同。外频与倍频相乘为cpu频率。
    • 字组大小:根据每次cpu解析的字组大小分为32位、64位。
    • cpu的外频:与外部组件进行数据传输/运算时的速度,与外部组件的速度一致为最佳。
    • cpu的倍频:cpu内运算频率。
    • cpu的等级,现在的64位统称为x86_64等级,之前的cpu因为生产年代、技术分为其他的等级。cpu对于软件的支持具有向下兼容的能力。
    • 高发热,上方安装有风扇。

     

    • 主板

     

    • 其上有主板芯片组,将所有设备连接到一起,让所有设备能够进行协调与通信。芯片组也是高发热,南北桥上覆盖有散热片。
    • 不同的cpu架构导致略有不同的不同主板芯片组的设计。
    • 芯片组通常分为两个桥接器,即北桥、南桥。

    前者连接速度较快的cpu、内存、显卡等,后者连接速度较慢的周边接口硬盘、USB、网卡等。(AMD做了小改动:将内存控制组件集成到cpu中了,而不通过北桥)

    • 芯片组可分为集成型芯片组和独立型芯片组。
    • cpu与其他组件通信(此时考外频)通过总线。

    北桥总线称为系统总线,南桥总线称为I/O总线。系统总线支持的频率称为前端总线速度FSB(front side bus);每次传送的位数是总线宽度(32位/64位);总线频宽=FSB×总线宽度,即每秒钟可以传送的最大数据量。

    • 主板上各组件通信需要各组件有I/O地址、IRQ中断信道(I/O地址连接到CPU的专门路径),这样设备可告知CPU该设备的工作情况,以方便CPU分配任务。
    • 主板上也有与各项输出、输入设备连接的接口设备。
    • 主板上有CMOS、BIOS、ROM:

     CMOS是芯片,记录了主板的重要参数,包括系统时间、CPU电压和频率、各项设备的I/O地址与IRQ等,这个芯片需要持续供电,故有额外的电源。BIOS是程序,写在闪存上或是EEPROM(一种ROM)上,开机时执行该程序,该程序加载(也可以修改)CMOS中的参数,然后调用ROM中的开机程序,然后进入操作系统。

     

    • 显卡

     

    • 内有显示芯片(GPU)和显存。
    • GPU做3D运算;显存中存储图形影像的分辨率(像素)、色彩深度信息。
    • 目前显卡的规格是PCle.

     

    • 记忆体

    • 挥发性记忆体(断电后数据消失)

    RAM

    DRAM:占用资源和空间小,速度较后者慢,需要刷新。在PC中以内存条的形式出现。

    SDRAM:速度快,但占用资源多。一般CPU和GPU的缓存由它构成。

     

    • 非挥发性记忆体(断电后数据依然存在)

    ROM:其内内容永远无法改变;用户只能读,不能写入。存储启动电脑的各种指令。

    闪存:允许操作中多次擦或写,较硬盘抗震性好。

    磁盘:

              硬盘:(必备)根据数据接口不同分为IDE、SATA、SCSI接口等,硬盘内有一个缓冲存储器,将硬盘内常用的数据存储起来,以加速系统的读取性能。

              软盘:(淘汰)

              磁带:(淘汰)

     

    • 记忆体也具有频率、数据宽度、频宽;DRAM的外频最好和cpu外频一致;内存的容量很重要,越大越好,因为如果内存容量不够大,某些暂时不会用到的数据得先被释放,才能加载目标数据。
    • 双通道设计:将两个内存整合到一起,就能增加数据宽度,数据同步读入读出这两个内存。

     

    • 电源

     材料不同、稳定度不同。最好选用高转换率的电池。

     

     

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