計算機硬件簡述

零、CPU的機構

1、CPU的工做頻率：外頻與倍頻

2、32位與64位

3、內存

4、顯示適配器

5、硬盤

6、主板

7、電源供應器

 

 

 

零、CPU的架構

 

1.精簡指令集（RISC）與複雜指令集（CISC）系統

 

2.計算機包括輸入單元、輸出單元、CPU內部的控制單元、算數邏輯單元與主儲存器五大部分。

 

 

 

一.CPU的工做頻率：外頻與倍頻

 

1.倍頻： CPU內部用來加速工做效能的一個倍數（可理解爲CPU的內部運算速度）

 

2.外頻： CPU與外部組件進行數據傳輸時的速度

 

3.CPU的頻率速度： 倍頻 x 外頻 = CPU的頻率速度（如Inter Core 2E8400 的內頻爲3.0MHz，而外頻是333MHz，所以倍頻就是9倍）

 

4.超頻： 更改CPU的倍頻或是外頻，但因爲CPU的倍頻一般在出廠時已經被鎖定，所以較常被超頻的爲外頻。（超頻雖然能夠提高CPU的頻率速度，但由於頻率並不是正常速度，可能會形成宕機等問題）

 

5.如今Inter的CPU會自動超頻。 例如 i7-4790 CPU的規格中，基本頻率爲3.6GHz，可是最高可自動超頻到4GHz！透過的是Inter的turbo技術。同時，若是沒有大量的運算需求，該CPU頻率會自動降到1.xGHz左右，以此達到省電節能的目的。（能夠經過cpu-z來觀察CPU頻率）

 

 

2、32位與64位

 

1.CPU與總線'寬度'： CPU有頻率，而主儲存器也有其工做頻率，這個頻率限制由CPU內的內存控制器決定。例如，CPU內建的內存控制芯片對主儲存器的工做頻率最高可達到1600MHz（這只是工做頻率，每秒幾回），假設每次頻率可以傳輸的數據量爲64位，這個64位就是所謂的'寬度'了。所以，CPU能夠從內存中取得的最快帶寬就是1600MHz * 64bit = 1600MHz * 8 bytes = 12.8Gbyte/s.

 

2.32位與64位的區別： CPU每次可以處理的數據量稱爲字組大小（Word size），字組大小依據CPU的設計而有32位與64位。咱們如今所稱的計算機是32或64位主要是依據這個CPU解析的字組大小而來的！（32位CPU最多隻能支持最大到4GBytes的內存）

 

3.CPU等級： 因爲x86架構的CPU在Inter的Pentium系列（1993年）後就有不一樣的腳位與設計，爲了將不一樣種類的CPU規範等級，因此就有了i386，i586，i686等名詞。（一些註明給x86_64使用的軟件，會在32位上使用不了；可是32位的軟件，64位的可使用）

 

4.超線程（Hyper-Threading, HT）: 時間輪效果。經過HT機制，若是CPU有4個實體核心，則操做系統能夠抓到8個核心。（但在某些狀況下可能會致使性能變低，畢竟實際上只有4個核心嘛）

 

 

3、內存

 

1. 我的計算機的主儲存器主要組件爲動態隨機存取內存（DRAM），隨機存取內存只有在通電時才能記錄與使用，斷電後數據就消失，所以咱們也稱這種RAM爲揮發性內存。

 

2.DRAM使用上較普遍的有SDRAM與DDR SDRAM兩種 。這兩種內存的差異除了在於腳位與工做電壓上不一樣以外，DDR是所謂的雙倍數據傳輸速度（Double Data Rate），它能夠在一次工做週期中進行兩次數據的傳輸，感受上就好像是CPU的倍頻了。新一代pc大多使用DDR內存了。

 

3. DDR SDRAM 又依據技術的發展，有DDR, DDR2, DDR3, DDR4 等等，其中， DDR2的頻率倍數爲4倍，而DDR3則是8倍。

 

4.DDR3與DDR3L的區別： 爲了節省更多的電力，新的製程中下降了主儲存器的操做電壓，所以DDR3標準電壓爲1.5V，但DDR3L的標準電壓爲1.35V。（但並不是全部的系統都同步支持，若是DDR3L安插在不支持的主板上，DDR3L主儲存器有可能被燒燬哦）

 

5.內存容量： 因爲全部的數據都要等到加載內存當中才能被CPU讀取，一般越大的內存表明越快速的系統，這是由於系統不用經常釋放一些內存內部的數據。

 

6.多通道設計： 傳統的總線寬度爲64位，爲了加大這個寬度，芯片組廠商就將兩個主儲存器彙整在一塊兒，若是一支內存可達64位，兩支內存就能夠達到128位了，這就是雙通道設計理念。

 

 

4、顯示適配器

 

1. 顯示適配器又稱爲VGA,通常對於圖形影像的顯示重點在於分辨率與顏色深度，由於每一個圖像顯示的顏色會展用掉內存，所以顯示適配器上面會有一個內存的容量，這個顯示適配器內存容量將會影響到你的屏幕分辨率與顏色深度。

 

2.GPU稱謂的由來： 因爲一些3D遊戲與動畫的流行，對於顯示適配器的運算能力愈來愈重要。而早期一些3D運算是交給CPU來運行的，可是CPU並不是徹底針對這些3D來進行設計，並且CPU平時已經很是忙碌了。所以顯示適配器廠商直接在顯示適配器上面嵌入一個3D加速的芯片，這就是所謂的GPU。

 

3. 假設你的桌面使用1024 x 768分辨率，且使用全綵（每一個像素佔用3bytes容量），請問你的顯示適配器至少須要多少內存才能使用這樣的彩度？    由於1024x768分辨率中會有786432個像素，每一個像素佔用3bytes，因此總共須要2.25MBytes以上才行，但考慮到頻率的更新率，顯示適配器的內存仍是越大越好。

 

 

5、硬盤

 

1. 實際的數據都是寫在具備磁性物質的磁盤上，而讀寫主要是偷狗在機械手臂上的讀取頭來達成。實際運做時，主軸馬達讓磁盤轉動，而後機械手臂可伸展讓讀取頭在磁盤盤上頭進行讀寫的動做。另外，因爲單一磁盤的容量郵箱，所以有的硬盤內部會有兩個或以上的磁盤盤。

 

2.固態硬盤的誕生： 傳統硬盤有個很致命的問題，就是須要驅動馬達去轉動磁碟盤——這會形成很嚴重的磁盤讀取延遲！想一想看，你跌先要知道數據在哪一個扇面上，而後再命令馬達開始轉，以後再讓讀取頭去讀取正確的數據。另外，若是數據放置的比較離散（扇區分佈比較廣又不連續）（整理磁盤碎片就是在這裏誕生的），那麼讀寫的速度就會延遲的更明顯！後來廠商拿閃存製做高容量設備，因爲沒有讀寫頭與磁碟盤（都是內存），它已經不是磁盤了，但爲了方便稱呼，仍稱爲磁盤！與傳統磁盤（HDD）不一樣，稱爲固態硬盤（SSD）。

 

3.固態硬盤的好處： 它沒有馬達不須要轉動，而是透過內存直接讀寫的特性，所以除了沒數據延遲且快速外，還很省電。（早期的SSD有寫入次數的限制，所以壽命很短）

 

4.選購須知： a.大多數使用方式是使用SSD做爲系統碟，而後數據存儲放置在HDD上； b.HDD容量通常爲TB級，而SSD容量在256GB左右； c.硬盤上含有一個緩衝存儲器，主要能夠將硬盤內常使用的數據快存起來，以加速系統的讀取效能，主流可達64MB左右大小； d.由於硬盤主要是利用主軸馬達轉動磁盤來存取，所以轉速快慢會影響到性能。主流的桌面計算機硬盤爲每分鐘7200轉，筆記本爲5400轉。如有需求，能夠考慮購買高轉速硬盤。 e. 因爲硬盤內部機械手臂上的磁頭與硬盤的接觸是很細微的空間，若是有抖動或者是髒污在磁頭與硬盤盤之間就會形成數據的損壞或者是實體硬盤整個損毀。（操做系統正常關機，才能使機械手臂迴歸原位，纔能有比較好的保養）

 

 

6、主板

 

1.發揮擴充卡效能需考慮的插槽位置： 若是個人x16的卡裝在x16的插槽，可是這個插槽僅有x4的電路設計，這張卡仍然能夠運做，這就是PCle的好處！它可讓這張卡僅使用x4的電路來傳送數據，而不會沒法使用，可是這個卡的極限性能，就會只剩下4/16 = 1/4 了。

 

2.設置I/O地址與IRQ中斷信道： 因爲計算機的組件太多，主板芯片組負責溝通時就要用到I/O地址和IRQ了。若是把I/O地址想象成各裝置的門牌號的話，那麼IRQ就能夠想成時各個門牌鏈接到郵件中心（CPU）的專門路徑！各裝置能夠透過IRQ中斷信道來告知CPU該裝置的工做狀況，以方便CPU進行工做分配的任務。

 

3.CMOS 與 BIOS： CMOS主要的功能是記錄主板上的重要參數，包括系統時間、CPU電壓與頻率、各項設備的I/O地址與IRQ等，因爲這些數據的記錄須要花費電力，所以主板上纔有電池。  BIOS爲寫入到主板上某一塊flash或EEPROM的程序，它能夠在開機的時候執行，以加載CMOS中的參數，而且呼叫儲存裝置中的開機程序，進一步進入到操做系統當中。BIOS程序能夠修改CMOS中的數據。

 

4.鏈接藉口設備的藉口： PS/2界面——老式鼠標與鍵盤的藉口，目前漸漸被USB藉口取代； USB界面——爲了方便區分，USB3.0爲藍色的插槽顏色； 聲音輸入、輸出與麥克風； RJ-45網絡頭； HDMI——鏈接屏幕。

 

 

7、電源供應器

 

1.能源轉換率 ：若是你的主機系統須要300W的電力時，由於電源供應器自己也會消耗一部分的電力，所以最好挑選400W以上的電源供應器。能源轉換率越高越好。

 

2.選購須知： a.雖然自行組裝的計算機比較便宜，可是每項設備之間的適合性並不完美，推薦買品牌計算機的服務器。 b.效能方面並不是僅考慮CPU的能力，速度的快慢與總體系統中最慢的那個設備有關！

 

3.系統不穩定的可能緣由： 系統超頻； 電源供應器不穩； 內存沒法負荷； 系統過熱