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文章目录
  1. 组成部分
  2. CPU
    1. 概述
    2. 分类
    3. 主频、外频与倍频
  3. 内存
    1. DRAM
    2. 缓存
  4. 显卡

计算机硬件概述

作为一个计科软件方向的学生,计算机的硬件部分了解的不是太多,今天又看这一部分的内容,简单的做一个总结。

组成部分

计算机的组成主要分为三部分

输入单元: 包括键盘、鼠标、扫描仪等;
中央处理器(CPU): 含有算术逻辑、控制、记忆等单元;
输出单元: 包括屏幕、打印机等。

计算机通过主板将主要组成部分连接在一起,主板上面最重要的是芯片组,芯片组通常又分为两个桥接器来控制各组件的通信,分别是:北桥 负责连接速度较快的 CPU 、内存与显卡等组件;南桥 负责连接速度较慢的周边接口,包括硬盘、USB 、网卡等。

CPU

概述

中央处理器(CPU)是一个具有特定功能的芯片,里面含有微指令集。CPU 由两个部分构成,分别是算术逻辑单元和控制单元,CPU 计算所需要的数据从 内存 读取。

分类

依据 CPU 内部的微指令集,可以把 CPU 分为两类,分别是 精简指令集(RISC)复杂指令集(CISC)。目前使用范围最广的精简指令集 CPU 就是 ARM 了,几乎所有手机中的处理器都是 ARM 架构的。常见的复杂指令集 CPU 主要有 AMD、Intel 等 x86 架构的 CPU。

主频、外频与倍频

主频: CPU 内核工作的时钟频率,我们经常说的指的就是主频;
外频: 指的是 CPU 与外部组件进行数据传输/运算时的速度;
倍频: CPU 内部用来加速工作性能的一个倍数,两者相乘才是 CPU 的主频。

除此之外,还有 前端总线系统总线

说明: 关于系统总线(Bus Speed)、前端总线(Front Side Bus,FSB)和外频,之前比较迷,去网上查,好嘛,更迷了。网上的内容,不是不能理解,而是太乱了,百度百科上说外频不能和前端总线的频率混淆,维基百科上说外频就是前端总线的频率,我表示呵呵。至于它们分别对此的解释,比如 CPU 架构的发展啊,单通道双通道啊等等,我就不再复制粘贴了,需要的可以自行搜索,只说一下我最后得出的结论。主频 = 系统总线 × 倍频,你没有看错,同时我们更多人知道的是后面这个公式 主频 = 外频 × 倍频,为了继续使用这个公式,现在你可以认为系统总线的频率就是外频。CPU-Z 是一款检测 CPU 的软件,通过它,你可能会更好的理解以上内容。下面是我的电脑实测图,红框内就是这一部分的数据。

Core Speed 是主频,Multiplier 是倍频系数,Bus Speed 是系统总线的频率,它是个定值,后两项的乘积就是主频。Rated FSB 是额定前端总线频率,我测的没有这一项,网上说是和新的 CPU 架构有关,具体的我也不清楚,谁知道的,望告知。

内存

DRAM

个人计算机的内存主要组件为 动态随机访问内存(Dynamic Random Access Menmory,DRAM),随机访问内存只有在通电时才能记录与使用,断电后数据就消失了。DRAM 根据技术的更新又分为好几代,使用比较广泛有 SDRAM 和 DDR SDRAM 两种。DDR SDRAM 是双倍数据传输速度(Double Data Rate),它可以在一次工作周期中进行两次数据的传递。现在使用的基本都是 DDR 了,而 DDR 也更新了好几代,现在最新的并可以买到的是 DDR4。

缓存

为了加快 CPU 的运行性能,都会 CPU 的内部集成缓存,现在的 CPU 一般会采用三级缓存。一级缓存都内置在 CPU 内部并与 CPU 同速运行,可以有效的提高 CPU 的运行效率。二级缓存,它是为了协调一级缓存和内存之间的速度。三级缓存是为读取二级缓存后未命中的数据设计的—种缓存,在拥有三级缓存的 CPU 中,只有约 5% 的数据需要从内存中调用,这进一步提高了 CPU 的效率。上图红框右面的 Cache 部分就是我的电脑的缓存。

显卡

显卡又称为 VGA(Video Graphics Array),它对于图形影像的显示扮演相当重要的角色。一般对于图形影像的显示重点在于分辨率和色彩深度,因为每个图像显示的颜色会占用内存,因此显卡上面会有一个内存的容量,称为显存。一些 3D 的运算早期是交给 CPU 去运行的,但是 CPU 并非完全针对这些 3D 来进行设计,而且 CPU 平时已经非常忙碌了。所以后来显卡厂商直接在显卡上面嵌入一个 3D 加速的芯片,称之为 GPU。

除了 CPU、内存和显卡外,其他部分如硬盘等,不是核心部分,就不再啰嗦了。

说明: 该文章部分内容参考书籍《鸟哥的 Liunx 私房菜-基础学习篇》