计算机概论:02---电脑主板架构、CPU、内存、显卡、硬盘与存储设备、扩展卡与接口、主板、主机电源简介

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一、电脑主板架构

1.概念:主板是连接各组件的重要部分。主板上连接各部分组件的芯片组,其设计优劣,会影响电脑的性能

2.芯片组

①早期芯片组:早期的芯片组通常分为两个网桥来控制各组件的通信

  • 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设备接口,包括硬盘、USB设备、网卡等

②现在的芯片组:因为北桥最重要的就是CPU与内存之间的桥接。但是为了加快CPU与内存之间的通信速度,现在的芯片组,将北桥的内存控制台整合到了CPU当中。所以下面的图中,你只能看到南桥,没有以往的北桥芯片

二、CPU

1.CPU(中央处理器):CPU为一个具有特定功能的芯片,里面含有指令集。

2.CPU的两个主要单元:算数逻辑单元与控制单元

  • 算数逻辑单元:主要负责程序运算与逻辑判断
  • 控制单元:主要协调各周边组件与各单元间的工作

3.CPU的架构、指令集

目前世界上最常见的两种CPU架构:精简指令集、复杂指令集

  • 精简指令集(RISC):指令集较为精简,每个指令的运行时间很短,完成的操作也很简单。如果想要做复杂的事情,就需要多个指令来完成。目前时间上使用最广的CPU就是ARM这种架构
  • 复杂指令集(CISC):与RISC不同,CISC指令集的每个小指令可以执行一些较低的硬件操作,指令数目多而复杂,花费时间较长,但每个单条指令可以处理的工作较为丰富。常见的使用CISC指令集的CPU有AMD、Intel、VIA等X86架构的CPU

4.CPU位数、等级

所谓的位(bit),就是CPU一次读取数据的最大量。64位CPU代表一个可以读取64位的数据,32位CPU代表一个可以读取32位的数据

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5.CPU的差异

  • 不同的x86架构的CPU除了整体构造(如二级缓存、命令执行周期数等)之外,主要在于指令集的不同。
  • 新的x86CPU大多含有很先进的指令集,这些指令集可以加速多媒体程序的运行,也能够增强虚拟化的性能,而且某些指令集更能够增加能源利用效率,让CPU耗电量降低

6.CPU频率

除了前面谈到的CPU内部指令集会导致CPU工作效率,CPU的频率也会影响CPU性能

  • 什么是频率:频率就是CPU每秒钟可以进行的工作次数,频率越高CPU在单位时间内就可以做更多的事情
  • 例如:Intel的i7-4790的CPU频率为3.6GHz,表示这块CPU在一秒内可以进行3.6*10^9次工作

7.超线程(HT)

HT可以提升性能,自行查阅

三、内存

1.简介:前面提到的CPU所使用的数据都来自于内存,不论是软件程序还是文件数据,都必须读入内存后CPU才能利用

2.动态随机存取内存(DRAM)

①概念:个人电脑的内存主要组件为动态随机存取内存,内存只有在通电时才能记录和使用,断电之后数据就消失

②分类:现在广泛的分为:SDRAM与DDR SDRAM(两者的差别在于针脚与工作电压上)

  • DDR:双倍数据传输速度,它可以在一次工作周期中进行两次数据的传输,传输频率比SDRAM好一些
  • 随着技术的发展,有DDR、DDR2、DDR3等。其中,DDR2的频率倍数是4,DDR3则是8倍,以此类推....

3.多通道设计

  • ①概念:由于所有的数据都要存放在内存,所以内存的数据位宽当然是越大越好。但是传统的位宽只有64位,为了加大位宽,芯片组厂商就将两个内存集合在一起,如果一根内存条可以达到64位,那么两根内存条就可以达到128位,从而达到双通道的设计理念
  • ②注意:启用多通道设计插入多个内存条时,这多个内存条的型号最好是一模一样的

4.二级缓存

  • ①概念:我们知道CPU的数据都是有内存提供的,但是如果某些常用的程序或者是数据可以放置在CPU内部的话,那么CPU就不需要再跑到内存重新读取数据,从而提升了性能
  • ②注意:二级缓存又称为内存控制器,是存在于CPU内部的一种结构

5.其他

  • 内存除了频率/位宽/型号需要考虑之外,内存容量也是很重要的
  • 以服务器来说,有时候内存的容量比CPU的速度还重要

四、显卡

待续。。。。

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