我以爲你在看不起我！計算機硬件設備我還不懂？

這是我參與8月更文挑戰的第11天 本文摘自鳥哥的私房菜 想要表情包的快給我留言吧！

1、小感想：

從學校出來到如今實習工做，自覺得學的很快，原本想更新K8S的內容可是發現本身有不少基礎知識理解的不夠透徹，無論是網絡基礎仍是計算機硬件設備等等，一些很是底層的東西都只有很是簡單的理解。

俗話說：基礎不牢，地動山搖！不說多的啦，之後會陸續更新網絡基礎和計算機硬件基礎的知識，把K8S的課程日後放一放。

想到鳥哥的私房菜這本書，很久沒靜下心來專研它了，發現這本書寫的仍是很好的，我就本身整理了這本書的計算機硬件基礎知識，好好理解一下而後打好基礎慢慢變的更強。我幹了兄弟們奧裏給！

2、計算機概論

一、電腦是什麼？

接受使用者輸入指令與資料， 經由中央處理器的數學與邏輯單元運算處理後，以產生或儲存成有用的資訊’。

所以，只要有輸入設備(無論是鍵盤仍是觸控式熒幕)及輸出設備(熒幕或直接列印出來)，讓你能夠輸入資料使該機器產生資訊的， 那就是一部計算機了。

實例：通常商店用的簡易型加減乘除計算機、打電話用的手機、開車用的衛星定位系統(GPS)、提款用的提款機(ATM)、你常使用的桌上型我的電腦、可攜帶的筆記型電腦**等等，這些都是計算機！

二、計算機組成原件？

電腦硬體的五大單元

若是咱們看外觀的話，可能只能發現3個部分：

1. 輸入設備：包括鍵盤、鼠標、讀卡器、觸控屏幕等等一堆
2. 主機部分：這個就是系統單元，被主機機殼保護住了，裏面含有CPU與主內存（RAM）等；
3. 輸出設備：例如屏幕、打印機等等

其實在電腦主機機殼裏面能夠看到最重要的就是一片主機板，上面安插了中央處理器（CPU）以及主內存還有一些介面卡裝置等等

整部主機的重點在於中央處理器 (Central Processing Unit, CPU)，CPU 爲一個具備特定功能的晶片， 裏頭含有微指令集，若是你想要讓主機進行什麼特異的功能，就得要參考這顆 CPU 是否有相關內建的微指令集才能夠。

CPU 的工做主要在於管理與運算，CPU能夠在進行細分 算數邏輯單元與控制單元

1. 算數邏輯單元主要負責程式運算與邏輯判斷
2. 控制單元則主要在協調各周邊元件與各單元間的工做。

CPU 的重點是在進行運算與判斷，被運算與判斷的資料是從哪裏來的？ **CPU 讀取的資料都是從主內存（RAM）來的！**主內存內的資料則是從輸入單元所傳輸進來！而 CPU 處理完畢的資料也必需要先寫回主內存中， 最後資料才從主內存傳輸到輸出單元。 全部的單元都是由CPU內部的控制單元來負責協調的，所以CPU是整個電腦系統的最重要部分！

二、CPU種類

1. 精簡指令集(Reduced Instruction Set Computing, RISC)：

   它是一種執行較少類型計算機指令的微處理器，起源於80年代的MIPS主機（即RISC機），RISC機中採用的微處理器統稱RISC處理器，每一個指令的執行時間都很短，完成的動做也很單純，指令的執行效能較佳；
   常見的RISC微指令集CPU主要例如昇陽(Sun)公司的SPARC系列、 IBM公司的Power
   Architecture(包括PowerPC)系列、與ARM系列等。
   複製代碼

2. 複雜指令集(Complex Instruction Set Computer, CISC)：

   CISC在微指令集的每一個小指令能夠執行一些較低階的硬體操做，指令數目多並且複雜， 每條指令的長度並不相同。由於指令執行較爲複雜因此每條指令花費的時間較長， 但每條個別指令能夠處理的工做較爲豐富。常見的CISC微指令集CPU主要有AMD、Intel、VIA等的x86架構的CPU。
   複製代碼

新知識： 一、什麼是x86架構？ 因爲AMD、Intel、VIA所開發出來的x86架構CPU被大量使用於我的電腦(Personal computer)用途上面， 所以，我的電腦常被稱爲x86架構的電腦！那爲什麼稱爲x86架構(注6)呢？ 這是由於最先的那顆Intel發展出來的CPU代號稱爲8086，後來依此架構又開發出80286, 80386...， 所以這種架構的CPU就被稱爲x86架構了。

二、什麼是64位？ 這個位數指的是CPU GPRs(General-Purpose Registers，通用寄存器)的數據寬度爲64位，64位指令集就是運行64位數據的指令，也就是說處理器一次能夠運行64bit數據。在2003年之前由Intel所開發的x86架構CPU由8位元升級到1六、32位元，後來AMD依此架構修改新一代的CPU爲64位元， 爲了區別二者的差別，所以64位元的我的電腦CPU又被統稱爲x86_64的架構喔！

三、不一樣的X86架構的CPU有什麼差別？ 除了CPU的總體結構(如第二層快取、每次運做可執行的指令數等)以外， 主要是在於微指令集的不一樣。新的x86的CPU大多含有很先進的微指令集， 這些微指令集能夠加速多媒體程式的運做，也可以增強虛擬化的效能，並且某些微指令集更可以增長能源效率， 讓CPU耗電量下降呢！因爲電費愈來愈高，購買電腦時，除了總體的效能以外， 節能省電的CPU特點也能夠考慮喔！

三、周邊設備

單有CPU也沒法運做電腦的，因此電腦還須要其餘的周邊設備纔可以實際運做。 除了前面稍微提到的輸入/輸出設備，以及CPU與主內存（RAM）以外，還有什麼周邊設備呢？ 其實最重要的周邊設備是主機板！由於主機板負責將全部的設備統統鏈接在一塊兒，讓全部的設備可以進行協調與溝通。 而主機板上面最重要的元件就是主機板晶片組！這個晶片組能夠將全部的設備聚集在一塊兒！

其餘重要的設備還有：

• 儲存裝置：儲存裝置包括硬盤、軟碟、光碟、磁帶等等；
• 顯示裝置：顯示卡對於玩3D遊戲來講是很是重要的一環，他與顯示的精緻度、色彩與解析度都有關係；
• 網路裝置：沒有網路活不下去啊！因此網路卡對於電腦來講也是至關重要的！

四、電腦運做流程

若是電腦對應的是一我的體，那麼就算機分別能夠對應到這些地方：

• CPU=腦殼瓜子：每一個人會做的事情都不同(微指令集的差別)， 但主要都是透過腦殼瓜子來進行判斷與控制身體各部分的活動；
• 內存=腦殼中的記錄區塊：在實際活動過程當中，咱們的腦殼瓜子可以將外界的互動暫時記錄起來， 提供CPU來進行判斷；
• 硬盤=腦殼中的記憶區塊：將重要的資料記錄起來，以便將來將這些重要的經驗再次的使用；
• 主機板=神經系統：好像人類的神經同樣，將全部重要的元件鏈接起來，包括手腳的活動都是腦殼瓜子發佈命令後，透過神經(主機板)傳導給手腳來進行活動啊！
• 各項周邊設備=人體與外界溝通的手、腳、皮膚、眼睛等：就好像手腳通常，是人體與外界互動的重要關鍵！
• 顯示卡=腦殼中的影像：未來自眼睛的刺激轉成影響後在腦殼中呈現，因此顯卡所產生的資料來源也是CPU控制的。
• 電源供應器 (Power)=心臟：全部的元件要能運做得要有足夠的電力供給才行！這電力供給就好像心臟同樣，若是心臟不夠力，那麼全身也就沒法動彈的！心臟不穩定呢？那你的身體固然可能斷斷續續的～不穩定！

咱們知道整個活動中最重要的就是腦殼瓜子！而腦殼瓜子當中與如今正在進行的工做有關的就是CPU與內存（RAM）！任何外界的接觸都必需要由腦殼瓜子中的內存記錄下來，而後給腦殼中的CPU依據這些資料進行判斷後，再發布命令給各個周邊設備！若是須要用到過去的經驗， 就得由過去的經驗(硬盤)當中讀取囉！

整部主機當中最重要的就是CPU與內存（RAM）， 而CPU的資料來源統統來自於內存，若是要由過去的經驗來判斷事情時， 也要將經驗(硬盤)挪到目前的記憶(內存)當中，再交由CPU來判斷

我的理解：好比說咱們要在電腦寫入一個文本，首先經過輸入設備鍵盤，把內容輸入，輸入的內容會被髮送到內存中，內存收到後會在傳給CPU邏輯判斷後在發佈命令給各個周邊設備，經過設備顯示給user看到！

五、電腦的分類

• 超級電腦(Supercomputer) 超級電腦是運做速度最快的電腦，可是他的維護、操做費用也最高！主要是用於須要有高速計算的計劃中。 例如：國防軍事、氣象預測、太空科技，用在模擬的領域較多。

• 大型電腦(Mainframe Computer)

  大型電腦一般也具備數個高速的CPU，功能上雖不及超級電腦，但也可用來處理大量資料與複雜的運算。 例如大型企業的主機、全國性的證券交易所等天天須要處理數百萬筆資料的企業機構， 或者是大型企業的資料庫伺服器等等。

• 迷你電腦(Minicomputer)

迷你電腦仍保有大型電腦同時支援多使用者的特性，可是主機能夠放在通常做業場所，沒必要像前兩個大型電腦須要特殊的空調場所。一般用來做爲科學研究、工程分析與工廠的流程管理等。

• 工做站(Workstation)

工做站的價格又比迷你電腦便宜許多，是針對特殊用途而設計的電腦。在我的電腦的效能尚未提高到目前的情況以前， 工做站電腦的性能/價格比是全部電腦當中較佳的，所以在學術研究與工程分析方面至關常見。

• 微電腦(Microcomputer)

又能夠稱爲我的電腦，也是咱們這裏主要探討的目標！體積最小，價格最低，但功能仍是五臟俱全的！ 大體又可分爲桌上型、筆記型等等。

因此能夠得出結論，配置越好，電腦越貴（皮一下很開心）

六、電腦上面經常使用的計算單位 (容量、速度等)

電腦的運算能力是由速度來決定的，而存放在電腦儲存設備當中的資料容量也是有單位的。

• 容量單位

電腦依有沒有通電來記錄資訊，因此理論上它只認識 0 與 1 而已。0/1 的單位咱們稱爲 bit。但 bit 實在過小了，而且在儲存資料時每份簡單的資料都會使用到 8 個 bits 的大小來記錄，所以定義出 byte 這個單位，他們的關係爲：

1 Byte = 8 bits

不過一樣的，Byte 仍是過小了，在較大的容量狀況下，使用 byte 至關不容易判斷資料的大小，舉例來講，1000000 bytes 這樣的顯示方式你可以看得出有幾個零嗎？因此後來就有一些常見的簡化單位表示法，例如 K 表明 1024，M 表明 1024K 等。 而這些單位在不一樣的進位制下有不一樣的數值表示，底下就列出常見的單位與進位制對應：

通常來講，檔案容量使用的是二進位的方式，因此 1 GBytes 的檔案大小實際上爲：1024x1024x1024 Bytes 這麼大！ 速度單位則常使用十進位，例如 1GHz 就是 1000x1000x1000 Hz 的意思。

• 速度單位

CPU的運算速度常使用 MHz 或者是 GHz 之類的單位，這個 Hz 其實就是秒分之一。而在網路傳輸方面，因爲網路使用的是 bit 爲單位，所以網路常使用的單位爲 Mbps 是 Mbits per second，亦便是每秒多少 Mbit。舉例來講，你們常聽到的 8M/1M ADSL 傳輸速度，若是轉成檔案容量的 byte 時，其實理論最大傳輸值爲：每秒 1Mbyte/ 每秒125Kbyte的上傳/下載容量喔！

實例說明： 今天你買了一塊500G的硬盤，可是格式化後發現卻只有4600GB的容量，這是爲何？ 由於通常硬盤製造商會使用十進位的單位，因此500GByte表明爲50010001000*1000Byte之意。 轉成檔案的容量單位時使用二進位(1024爲底)，因此就成爲466GB左右的容量了。

七、我的電腦架構及周邊設備

一、CPU詳解

主要的元件爲： CPU、內存、磁碟裝置(IDE/SATA)、匯流排晶片組(南橋/北橋)、顯示卡介面(PCI-Express)與其餘介面卡(PCI)。 底下的各項元件在講解時，請參考Intel晶片組架構與技嘉主機板各元件來印證喔！

位置： 如同技嘉主機板示意圖上最上方的中央部分，那就是CPU插槽。 因爲CPU負責大量運算，所以CPU一般是具備至關高發熱量的元件。因此若是你曾經拆開過主機板， 應該就會看到CPU上頭一般會安插一顆風扇來主動散熱的。

多核： x86我的電腦的CPU主要供應商爲Intel與AMD， 本來的單核心CPU僅有一個運算單元，所謂的多核心則是在一顆CPU封裝當中嵌入了兩個以上的運算核心， 簡單的說，就是一個實體的CPU外殼中，含有兩個以上的CPU單元就是了。

運行速率： CPU內部含有微指令集，不一樣的微指令集會致使CPU工做效率的優劣。除了這點以外， CPU效能的比較還有什麼呢？那就是CPU的時脈了！什麼是時脈呢？簡單的說， 時脈就是CPU每秒鐘能夠進行的工做次數。 因此時脈越高表示這顆CPU單位時間內能夠做更多的事情！ 3.0GHz， 表示這顆CPU在一秒內能夠進行3.0x109次工做，每次工做均可以進行少數的指令運做之意。時脈目前僅能用來比較同款CPU的速度！

• CPU的‘外頻’與‘倍頻’：

CPU與外部各元件的速度理論上應該要一致纔好。可是由於CPU須要較強大的運算能力， 由於不少判斷與數學都是在CPU內處理的，所以CPU開發商就在CPU內再加上一個加速功能， 因此CPU有所謂的外頻與倍頻！所謂的外頻指的是CPU與外部元件進行資料傳輸時的速度，倍頻則是 CPU 內部用來加速工做效能的一個倍數， 二者相乘纔是CPU的時脈速度。

Tips cpu超頻？ 所謂的超頻指的是： 將CPU的倍頻或者是外頻透過主機板的設定功能更改爲較高頻率的一種方式。但由於CPU的倍頻一般在出廠時已經被鎖定而沒法修改， 所以較常被超頻的爲外頻。 舉例來講，像上述3.0GHz的CPU若是想要超頻， 能夠將他的外頻333MHz調整成爲400MHz，但如此一來整個主機板的各個元件的運做頻率可能都會被增長成本來的1.333倍(4/3)， 雖然CPU可能能夠到達3.6GHz，但卻由於頻率並不是正常速度，故可能會形成當機等問題。

二、32位元與64位元

CPU每次可以處理的資料量稱爲字組大小(word size)， 字組大小依據CPU的設計而有32位元與64位元。咱們如今所稱的電腦是32或64位元主要是依據這個 CPU解析的字組大小而來的！ 早期的32位元CPU中，由於CPU每次可以解析的資料量有限， 所以由內存（RAM）傳來的資料量就有所限制了。這也致使32位元的CPU最多隻能支援最大到4GBytes的內存。

三、CPU等級

這個我就用本身的話來講了，例如我如今用的電腦i5-10000U，這個意思就是我電腦cpu的等級是i5級別，10000U表明10代處理器，U是表明低電壓版。至於目前的64位元CPU則統稱爲x86_64等級。 另外R5-3550H和i5-10000U也是相似的，它是AMD廠家製造的CPU，這個是5代，3550H表明三代處標壓處理器 因此快去看看你的電腦是什麼配置吧，啦啦啦啦

二、內存（RAM運行內存）

我的電腦的內存主要元件爲動態隨機存取內存(Dynamic Random Access Memory, DRAM)， 隨機存取內存只有在通電時才能記錄與使用，斷電後資料就消失了。所以咱們也稱這種RAM爲揮發性內存。 對服務器來講，內存的容量有時比CPU的速度還要來的重要的！

一、 多通道設計

因爲全部的資料都必需要存放在內存，因此內存的資料寬度固然是越大越好。 但傳統的匯流排寬度通常大約僅達64位元，爲了要加大這個寬度，所以晶片組廠商就將兩個內存彙整在一塊兒， 若是一支內存可達64位元，兩支內存就能夠達到128位元了，這就是雙通道的設計理念。 如今市面上臺式電腦主板上可能會有多個RAM查跳槽，因此高要求玩家能夠插多條內存條提升性能！

二、CPU時脈與內存的關係

也就是型號對應關係，內存型號的挑選與CPU及晶片組有關，因此主機板、CPU與內存在購買的時候必需要考慮其相關性喔。外頻是一致的較佳！

三、DRAM與SRAM

除了內存以外，事實上整部我的電腦當中還有許許多多的內存存在喔！最爲咱們所知的就是CPU內的第二層快取內存。SRAM在設計上使用的電晶體數量較多，價格較高，且不易作成大容量，不過因爲其速度快， 所以整合到CPU內成爲快取內存以加快資料的存取是個不錯的方式！

四、只讀內存(ROM)

主板上有好多元件，每一個元件又具備可調整性，還有一些功能被記錄到主機板上頭的一個CMOS晶片上，這個晶片須要額外的電源來發揮記錄功能，這就是主板上爲啥有個小電池的緣由！

BIOS(Basic Input Output System)是一套程式，這套程式是寫死到主機板上面的一個內存晶片中， 這個內存晶片在沒有通電時也可以將資料記錄下來，那就是只讀內存(Read Only Memory, ROM)。

三、顯卡

顯卡內存容量將會影響到最終你的熒幕解析度與色彩深度的喔！

如今因爲三度空間遊戲(3D game)與一些3D動畫的流行，所以顯示卡的‘運算能力’愈來愈重要。 一些3D的運算早期是交給CPU去運做的，可是CPU並不是徹底針對這些3D來進行設計的，並且CPU平時已經很是忙碌了呢！ 因此後來顯示卡廠商直接在顯示卡上面嵌入一個3D加速的晶片，這就是所謂的GPU稱謂的由來。

四、硬盤

電腦老是須要記錄與讀取資料的，而這些資料固然不可能每次都由使用者通過鍵盤來打字！因此就須要有儲存設備咯。 blog.csdn.net/li_wen01/ar…

先懟到這裏了，之後有新知識在更新！！！（其實就是懶的打字了）