本文主要參考《鳥哥的Linux私房菜》第零章
本文為學(xué)習(xí)筆記，可能存在錯誤，僅供參考，歡迎指正。

目錄：

1. 計(jì)算機(jī)
   1.1 計(jì)算機(jī)硬件的五大單元
   1.2 CPU 中央處理器(Central Processing Unit)
   1.3 其他單元的設(shè)備
   1.4 運(yùn)作流程
   1.5 計(jì)算機(jī)的常用計(jì)算單位
2. 個人計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)
   2.1CPU的效能
   2.2內(nèi)存
   2.3 顯卡（未填坑）
   2.4 硬盤與儲存設(shè)備（未填坑）
   2.5 其他（不想填，自己找書去看吧）

1.0 計(jì)算機(jī)

定義：接受用戶輸入指令與數(shù)據(jù)、經(jīng)由中央處理器的數(shù)學(xué)與邏輯單元運(yùn)算后，以產(chǎn)生或儲存成有用的信息.
因此，只要該機(jī)器存在輸入設(shè)備（鍵盤觸摸板按鈕）、輸出設(shè)備（打印機(jī)顯示器揚(yáng)聲器），并且能產(chǎn)出信息的，就是計(jì)算機(jī)。包括：GPS、PC、ATM、平板、智能手環(huán)等。

1.1 計(jì)算機(jī)硬件的五大單元

由上一小節(jié)可以看出，計(jì)算機(jī)可分為三部分：輸入單元、系統(tǒng)單元、輸出設(shè)備。這實(shí)際上將計(jì)算機(jī)視作黑匣子，對其最核心的部分進(jìn)行了模糊化處理。那么我們下面將主要研究其中的系統(tǒng)單元。

打開計(jì)算機(jī)（以PC為例）的主機(jī)，里面最主要是主板。主板是一個載體，用來安裝（硬件意義上的安裝）各部件，并通過芯片組、接口等使他們連接、傳輸信息。

主板上最核心的部件是中央處理器（CPU），其他還有主存儲器、硬盤、以及其他各種卡。

CPU 是一種具有特定功能的芯片。主要包括兩個單元：算數(shù)邏輯單元和控制單元，分別對應(yīng)的主要用處是進(jìn)行 程序運(yùn)算與邏輯判斷 和 協(xié)調(diào)控制周邊其他組件和單元的工作。
那么，CPU所處理的數(shù)據(jù)是從哪里來的呢？主存儲器，簡稱主存。主存儲器的數(shù)據(jù)從輸入單元來。相反，CPU處理完的數(shù)據(jù)先到達(dá)主存儲器，再由輸出單元輸出。當(dāng)然，這里的輸入輸出也可以直接儲存在外部儲存裝置（硬盤等）中。

總結(jié)一下，CPU的工作路線：
輸入設(shè)備/外部儲存裝置 --> 主存儲器 --> CPU的算術(shù)邏輯單元 --> 主存儲器 --> 輸出設(shè)備/外部儲存裝置
而所有設(shè)備都是由CPU的控制單元所調(diào)控的。

對應(yīng)馮諾依曼體系，運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入裝置、輸出裝置。
輸入輸出顯然。運(yùn)算器和控制器都是CPU，對應(yīng)上文提到的 算數(shù)邏輯單元 和控制單元。這里的存儲器又包括主存儲器和外部儲存裝置，后文我們將討論這倆的不同。

1.2 細(xì)說CPU

剛才已經(jīng)把CPU的基本工作交代清楚了，這一節(jié)主要討論其架構(gòu)。
%%%存疑%%%什么是微指令集？
CPU內(nèi)部包含一些微指令。主要分為兩種設(shè)計(jì)理念，從而分成兩種不同的架構(gòu)：精簡指令集（RISC） 和復(fù)雜指令集（CISC）。

• 精簡指令集：望文生義，這個集合較為精簡；且單個指令功能簡單、運(yùn)行時(shí)間短。常見的RISC微指令集CPU包括：甲骨文公司的SPARC系列；IBM公司的Power Architecture系列；ARM公司的ARM CPU 系列。
• 復(fù)雜指令集：每個指令都可以執(zhí)行一些低階的硬件操作，數(shù)目多且復(fù)雜，單條指令時(shí)間更長。常見的CISC微指令集CPU包括：AMD、Intel、VIA等x86架構(gòu)CPU。

什么是x86 架構(gòu)？Intel最初的CPU 稱為8086，后續(xù)版本為 80286、80386...于是x86變成了CISC的別稱。后來新CPU位數(shù)為64，稱為x86_64架構(gòu)。

什么是位？指CPU一次性數(shù)據(jù)讀取量的最大值，單位是bit，64位表示CPU可以在一次讀寫64bits的數(shù)據(jù)。后文還會細(xì)講。

不同CPU主要在于微指令集的不同（當(dāng)然還有其他不同）。先進(jìn)的指令集可以加速處理效率（快）、甚至優(yōu)化能源利用（省電）。

1.3更多部件

主板上的芯片組可以溝通所有單元的設(shè)備。這些設(shè)備包括：

• 系統(tǒng)設(shè)備，除了CPU之外，還包括各種適配器。如顯示適配器（顯卡）、PCI-E10G網(wǎng)卡、磁盤整列卡等。
• 記憶單元：包括主存和輔助存儲。輔助儲存就是外部儲存裝置，硬盤、軟盤、光盤、磁帶等。這倆的區(qū)分請看后文。
• 輸入輸出：你能想到的。

1.4運(yùn)作流程

• CPU：大腦，用于思考以及控制身體各部位；
• 主存儲器：識海，用于存放當(dāng)前正在被思考處理的數(shù)據(jù)；
• 外部儲存裝置：記憶區(qū)，存放長期記憶的，注意與主存的不同：有些數(shù)據(jù)盡管原來在經(jīng)驗(yàn)（硬盤）里，也要先調(diào)用到識海（主存）再處理；
• 主板：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，連接各項(xiàng)器官；
• 各項(xiàng)接口：眼、手等

1.5 計(jì)算機(jī)的分類

沒啥東西，跳過
什么超級計(jì)算機(jī)個人計(jì)算機(jī)的介紹。

1.6計(jì)算機(jī)的計(jì)量單位

容量單位

bit： 比特、位，一個0/1單位；
Byte： 字節(jié) 1Byte=8bits
1 KB = 1024 Bytes //注意單位是Byte
依次位：Kilo，Mega，Giga，Tera，Peta，Exa，Zetta；

速度單位

但是注意：速度單位的換算不是1024，而是普通的1000;
1KHz=1000Hz;
1Mbps = 1 Mbits per second //注意單位是bit
也就是說，20M/5M的網(wǎng)速實(shí)際上是指，上傳每秒2.5Mbyte，下載每秒625Kbyte。（20/8=2.5，5000/8=625）

2.0 個人計(jì)算機(jī)的架構(gòu)

主板：主板是連接各部件的中間項(xiàng)目，因此用于溝通各部件的芯片組的優(yōu)劣，將大幅影響性能的優(yōu)劣。
早期的芯片常分為南北橋。北橋連接CPU、主存、顯卡等速度較快的；南橋連接硬盤、網(wǎng)卡等速度較慢的。
由于CPU和主存之間的交流信息會占據(jù)北橋的帶寬，后來北橋的內(nèi)存控制器直接整合進(jìn)了CPU，主存和CPU直接交流；

2.1CPU的效能

不同型號的CPU有不同的腳位。腳位指CPU周遭用于接線的接頭。
CPU的頻率：每秒可執(zhí)行的工作次數(shù)。由于不同的CPU微指令、架構(gòu)不同，因此頻率僅適用比較同款CPU的性能；
在早期，北橋溝通的設(shè)備需要頻率一致，有了前端總線速度（Front Side Bus，F(xiàn)SB）。但是CPU處理速度更快，于是在CPU內(nèi)再次加速，加速的倍速稱為倍頻。
例如：某CPU內(nèi)頻3.0GHz，外頻333MHz，倍頻就是3倍！（注意速度單位相隔1000，不是1024）

前端總線速度（Front Side Bus，F(xiàn)SB） %%%此段存疑內(nèi)容較多%%%
CPU的內(nèi)存控制芯片與外界（指主存）交換數(shù)據(jù)的速度。主要由內(nèi)存控制芯片決定。例如，某內(nèi)存控制芯片對主存的工作頻率為1600MHz，而先前提到一般PC是64位的（位：CPU一次性數(shù)據(jù)讀取量的最大值）。那么一秒內(nèi)CPU和主存最大可交換數(shù)據(jù)量就是
在這里，64位被稱為寬度，可交換數(shù)據(jù)量被稱為帶寬。

超線程（Hyper-Threading,HT）
由于CPU經(jīng)常運(yùn)算速度過快，為了將閑置資源利用起來，嘗試設(shè)置兩個緩存器來運(yùn)行不同的程序，并且競爭CPU的運(yùn)算單元。從外界看，雖然i7等CPU只有4核，但是通過HT機(jī)制可以讓操作系統(tǒng)抓到8個核心。

2.2 內(nèi)存

主存儲器
主存儲器的主要組件為 動態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存（Dynamic Random Access Memory，DRAM）隨機(jī)存取內(nèi)存在斷電后數(shù)據(jù)消失，因此稱為揮發(fā)性內(nèi)存。

SDRAM：同步動態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存。
DDR SDRAM（Double Date Rate）：可以在一次工作周期中進(jìn)行兩次數(shù)據(jù)傳輸。此外DDR2頻率倍數(shù)為4，DDR3為8

多通道設(shè)計(jì)
將多個主存儲器匯整在一起，兩只內(nèi)存可以達(dá)到128位

第二層快取
除了主存，計(jì)算機(jī)內(nèi)還有其他的內(nèi)存。這里再介紹CPU內(nèi)的第二層高速緩存（L2 cache），它位于CPU內(nèi)部，因此數(shù)據(jù)存取的速度比遠(yuǎn)高于主存。
L2 內(nèi)存的速度與CPU相同，使用DRAM是不夠的。因此需要靜態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存（Static Random Access Memory，SRAM）注意別和之前的SDRAM混淆哦。SRAM造價(jià)較高且不容易做成大容量，但是速度快呀。

只讀存儲器（ROM）
存在一種內(nèi)存是，上面的數(shù)據(jù)或程序是事先燒寫在芯片上，只讀，不可更改。例如開機(jī)時(shí)首選讀取的BIOS（Basic Input Output System）。