01计算机基本组成

CPU的种类

cpu的内部集成了一些指令集,所有软件的运行都需要cpu中的这些指令集来完成。根据指令集的不同,cpu被分为两类:含有精简指令集的cpu和含有复杂指令集的cpu。

1.才有精简指令集的cpu 精简指令集=Reduced Instruction Set Computing,RISC 采用精简指令集的cpu的指令较为精简,每条指令的执行时间很短,完成的操作也很单纯,指令的执行性能较好;但是如果要做一些复杂的操作,则需要多个指令来协同完成。

常见的精简指令集cpu有: a)sun公司的SPARC系列 常应用于学术领域的大型工作站 b)IBM公司的Power Architecture(包括Power PC) 索尼的PS3 c)IBM公司的ARM系列 常用于手机、pda、导航系统、网络设备等 ps:目前世界上使用最广泛的cpu事ARM。

2.复杂指令集 复杂指令集=Complex Instruction Set Computing,CISC 每一条指令较为复杂,因为执行的时间比较长,但是每条指令处理的工作较为丰富。

常见的复杂指令集的cpu:AMD、intel、VIA等x86架构的cpu。 由于这些采用了复杂指令集的x86架构的cpu常常被用在个人计算机上,所以个人计算机常常就被称为x86计算机。

x86架构的cpu最早由因特尔开发,并且它将cpu从8位提升为16位、32位。后来,AMD公司基于x86架构开发出了64位的cpu。所以64位cpu的架构叫做x86_64,非64位cpu的架构仍然叫做x86。

计算机的分类

  1. 超级计算机supercomputer 运算速度最快的计算机,运用在军事、太空等。
  2. 大型计算机mainframe computer 功能上不及超级计算机,但也可以用来处理大量数据与复杂计算。如大型企业的主机、大型企业的数据库。
  3. 迷你计算机minicomputer 主机可以放在一般场所,无需像大型计算机一样要专门搞个空调房给它。
  4. 工作站workstation 价格比迷你计算机低,性能比个人计算机好。
  5. 微电脑microcomputer 就是个人计算机=pc

计算机中的计算单位

0/1称为一位,用bit表示 8个bit=1byte,叫做一个比特

cpu的运算速度常用MHZ、GHZ,表示一秒钟传输多少M、多少G。 网络传输使用的单位是Mbit/s,即每秒钟传输多少Mbit。

南桥与北桥

  1. 北桥芯片 负责连接速度较快的cpu、内存、显卡等。 北桥的总线称为系统总线,是内存传输的主要信道,速度较快。 总线中每次传送的位数称为总线宽度。 北桥支持的频率称为前段总线速度Front Side Bus=FSB 总线频宽=FSBx总线宽度,指的是每秒钟传输的最大数据量。 目前常见的总线宽度由32/64位。
  2. 南桥芯片 负责连接速度较慢的周边接口,包括:硬盘、usb、网卡等 南桥的总线称为输入输出总线。 ps:AMD和因特尔的不同之处在于,前者的内存直接与cpu相连而不同过北桥芯片,而后者是内存通过北桥芯片与cpu相连。由于前者不通过北桥芯片,所以cpu和内存的传输效率相对较高。

CPU的外频与倍频

  1. 外频 指cpu与外部组建进行数据传输时的速度。
  2. 倍频 指cpu内部用来加速工作性能的一个倍速。 ps:两者相乘才是cpu 的频率。 ps:cpu每次能处理的数据量称为字组大小word size,字组大小依据cpu的设计有32/64位。 我们现在称计算机是32/64位是根据cpu的字组大小来的。

内存

我们平时所说的内存的全名叫做动态随机访问存储器=Dynamic Random Access Memory=DRAM. DRAM是一种挥发性内存,只有它通电的时候才能被使用,断电数据就消失。

DRAM分为: 1. SDRAM 2. DDR SDRAM DDR=Double Data Rate 所以他的传输速度比SDRAM要快。 ps:对服务器而言,内存的容量比cpu的速度更加重要。 ps:cpu与内存的外频应该相同才好。

内存的双通道设计: 总线宽度一般是64位,也就是每次总线从内存中读写64位数据,若在主板上插两根内存条,那么总线宽度就达到128位,从而提升了内存的读写速度。在主板上插两根内存条的设计就叫做双通道设计。 但是要启动双通道功能,安插的两根内存条必须型号一样,大小一样,这样才能整体上提升内存的读写速度。

DRAM与SRAM DRAM就是我们平时所说的内存,它的全称叫做动态随机访问存储器。而SRAM的全程叫做静态随机访问存储器,他就是cpu中的第二层高速缓存L2 Cache。 SRAM可以用在很多不同的地方,而cpu中的第二层高速缓存就是选择SRAM作为存储器。由于L2 Cache集成在cpu内部,cpu读取数据无需再经过北桥从内存中获取,直接从L2 Cache中获取,从而能提升性能。

ROM=Read Only Memory只读存储器 RAM分为DRAM和SRAM,他们都是挥发性存储器,计算机没电的时候他们的数据也就丢失。而ROM是一种非挥发性存储器,因为它含有一块电池,当计算机断电时仍能够存储数据。 cmos和bios都是只读存储器rom。cmos中记录了一些配置信息,bios中记录了一套程序。他们在断电的情况下通过电池供电,从而这些数据一直被保存着。 ps:由于现在的计算机发展太快,bios中的程序也需要更新,若仍然采用只读存储器rom,那么无法更新bios中的程序,所以现在的bios一般使用闪存flash memory货EEPROM存储。

显卡

显卡又叫做VGA=Video Graphics Array。 图形影响的显示质量的好坏重点在于分辨率和色彩深度。 由于显示的每一个像素都会占用内存,因此显卡上面也有个存储器,而这个存储器的大小直接影响显示的效果。 早期时候3D的运算是交给cpu去处理的,为了减少cpu的负担,所以在显卡上设置一个处理器,这个处理器就是GPU。

硬盘

硬盘运行时,主轴马达让盘片转动,机械手臂可以伸缩,让读取头在盘片上面进行读写操作。 由于单一盘片容量有限,因此往往一个硬盘由多个盘片构成。 硬盘的最小存储单位是扇区,每个扇区的大小是512bytes,这个值是不可改变的。 扇区组成的环叫做磁道。上下的所有磁道构成柱面。 柱面是分割硬盘的最小单位。

硬盘的接口有三种: 1. IDE 每秒传输133兆 2. SATA SATA-1每秒传输150兆,SATA-2每秒传输300兆,目前个人计算机都已使用SATA。 3. SCSI 这个接口含有一个处理器,硬盘的读写操作由这个处理器完成,从而提升计算机整体性能。

计算机编码

常用的英文编码表是ASKII,每个字符占1B,因此总共有2的8次方中变化=256。 中文编码表常用gb2312,每个字符占2B,定义了一万三千多个字。但是,这个编码表对于数据库存储有问题,从数据库读出数据的时候有些字会被读错。 为了解决这个问题,出现了Unicode编码表,就是UTF-8。

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