计算机概述（三）
接着二继续写
-
1 、内存
前面提到CPU所使用的数据都是来与内存（main memory），不论是软件程序还是数据，都必须要读入内存后CPU才能利用。个人电脑的内存主要元件为动态随机存取内存（Dynamic Random Access Memory，DRAM），随机存取内存只有在通电时才能记录与使用，断电后数据就消失了。因此我们也称为RAM为挥发性内存。
内存除了频率/带宽与型号需要考虑之外，内存的容量也是很重要的哦！因为所有的数据都得要载入内存当中才能够被CPU判读，如果内存容量不够大的话将会导致某些大容量数据无法被完整的载入，此时已存在内存当中但暂时没有被利用到的数据必须要先被释放，使得可用内存容量大于该数据，那份新数据才能够被载入呢！所以，通常越大的内存代表越快速的系统，这是因为系统不用常常释放一些内存内部的数据。以服务器来说，内存的容量有时比CPU的速度还要来的重要的！ -
1.1 多通道设计
由于所有的数据都必须要存放在内存，所以内存的数据带宽当然是越大越好。但传统的总线带宽一般大约仅达64位，为了呀加大这个带宽，因此芯片组厂商就将两个内存汇整在一起，如果一支内存可达64位，两支就可以达到128位了，这就是双通道的设计理念。两支应该容量大小要一致之外，型号也最好相同啦！ -
1.2 DRAM与SRAM
除了内存条之外，事实上整部个人电脑当中还有许许多多的内存存在哦！最为我们所知的就是CPU内的第二层高速缓存内存。我们现在知道CPU的数据都是由内存提供，但CPU到内存之间还是得要通过内存控制器啊！如果某些很常用的程序或数据可以放置到CPU内部的话，那么CPU数据的读取就不需要跑到内存重新读取了！这对于性能来说不就可以大大的提升了？这就是第二层高速缓存的设计概念。
因为第二层高速缓存整合到CPU内部，因此这个内存的速度必须要CPU频率相同。使用DRAM是无法达到这个频率速度的，此时就需要静态随机存取内存（Static Random Access Memory，SRAM）的帮忙了。SRAM在设计上使用的电晶体数量较多，加个较高，且不易做成大容量，不过由于其速度快，因此整合到CPU内成为高速缓存内存以加快数据的存取是个不错的方式哦！新一代的CPU都是内置容量不等的高速缓存在CPU内部，以加快CPU的运行性能。 -
1.3 只读存储器（ROM）
主板上的元件是非常多的，而每个元件的参数又具有可调整性。举例来说，CPU与内存的频率是可调整的；而主板上面如果有内置的网卡或者显卡时，该功能是否要启动与该功能的各项参数，是被记录到主板上头的一个称为CMOS的芯片上，这个芯片需要借着额外的电源来发挥记录功能，这也是为什么你的主板上面会有一颗电池的缘故。
那CMOS内的数据如何读取与更新呢？还记得你的电脑在开机的时候可以按下【del】按键来进入一个名为BIOS的画面吧？BIOS（Basic Input Output System）是一套程序，这套程序是写死到主板上面的一个内存芯片中，这个内存芯片在没有通电时也能够将数据记录下来，那就是只读存储器（Read Only Memory，ROM）。ROM是一种非挥发性的内存。另外，BIOS对于个人电脑来说是非常重要的，因为他是系统在开机的时候首先会读取的一个小程序哦！
另外，固件（firmware）很多也是使用ROM来进行软件的写入的。固件像软件一样也是一个被电脑所执行的程序，然而他是对于硬件内部而言更加重要的部分。 -
2 、 显卡
显卡又称为VGA（Video Graphics Array），他对于图形影像的显示扮演相当关键的角色。一般对于图形影像的显示重点在于分辨率与色彩深度，因为每个图像显示的颜色会占用掉内存，因此显卡上面会有一个内存的容量，这个显存容量将会影像到你的屏幕分辨率与色彩深度哦！
除了显存之外，现在由于三度空间游戏（3D game）与一些3D动画的流行，因此显卡的“运算能力”越来越重要。一些3D的运算早期是交给CPU去运行得，但是CPU并非完全针对这些3D来运行设计的，而且CPU平时已经非常忙碌了呢！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，这就是所谓的GPU称谓的由来。**例子**：假设你的桌面使用1024*768分辨率，且使用全彩（每个像素占用3Bytes的容量），请问你的显卡至少需要多少内存才能使用这样的彩度？ 答：因为1024*768分辨率中会有786432个像素，每个像素占用3Bytes，总共就是2359297Bytes，换算为Kb就是除以1024为2304Kb，继续换算为MB除以1024为2.25MBytes以上才行！但如果考虑屏幕的更新率（每秒钟屏幕的更新次数），显卡的内存还是越大越好！ -
3、 硬盘与存储设备
电脑总是需要记录与读取数据的，而这些数据当然不可能每次都由使用者经过键盘来打字！所以就需要存储设备咯。电脑系统上面的存储设备包括有：硬盘、软盘、MO、CD、DVD、磁带机、U盘（闪存）、还有新一代的蓝光光驱等，乃至于大型机器的区域网络储存设备（SAN，NAS）等等，都是可以用来存储数据的。而其中最常见的应该就是硬盘了吧！ -
3.1 硬盘的物理组成
硬盘盒里面其实有由许许多多的圆形盘片、机械手臂、磁头与主轴马达所组成的
实际的数据都是写在具有磁性物质的盘片上头，而读写主要是通过在机械手臂上的磁头（head）来达成。实际运行时，主轴马达让盘片转动，然后机械手臂可伸展让磁头在盘片上头进行读写的动作。另外，由于单一盘片的容量有限，因此有的硬盘内部会有两个以上的盘片哦！ -
3.2 盘片上的数据
既然数据都是写入盘片上头，那么盘片上头的数据又是如何写入的呢？
由于盘片是圆的，并且通过机器手臂去读写数据，盘片要转动才能够让机器手臂读写。因此，通常数据写入当然就是以圆圈转圈的方式读写喽！所以，当初设计就是在类似盘片同心圆上面切出一个一个的小区块，这些小区块整合成一个圆形，让机器手臂上的磁头去存取。这个小区块就是磁盘的最小物理存储单位，称之为扇区（sector），那同一个同心圆的扇区组合成的圆就是所谓的磁道（track）。由于磁盘里面可能会有多个盘片，因此在所有盘片上面的同一个磁道可以组合成所谓的柱面（cylinder）。
我们知道同心圆外圈的圆比较大，占用的面积比内圈多啊！所以，为了善用这些空间，因此外围的圆会具有更多的扇区！此外，当盘片转一圈时，外圈的扇区数量比较多，因此如果数据写入在外圈，转一圈能够读写的数据量当然比内圈还要多！因此通常数据的读写会由外圈开始往内写的哦！这是默认值啊！
另外，原本磁盘的扇区都是设计成512Byte的容量，但因为近期以来硬盘的容量越来越大，为了减少数据量的拆解，所以新的大容量硬盘已经有4KByte的扇区设计！购买的时候也需要注意一下。 -
3.3 固态硬盘
传统硬盘有个很致命的问题，就是需要驱动马达去转动盘片~这会造成很严重的磁盘读取延迟！想想看，你得要知道数据在哪个扇区上面，然后再命令马达开始转，之后再让磁头去读取正确的数据。另外，如果数据放置的比较离散（扇区分布比较广又不连续），那么读写的速度就会延迟更明显！速度快不起来。因此，后来就有厂商拿闪存去制作成大容量的设备，这些设备的连接接口也是通过SATA或SAS，而且外型还要做的跟传统磁盘一样！所以，虽然这类的设备已经不能称为磁盘（因为没有磁头与盘片啊！都是内存！）。但是为了方便大家称呼，就称为固态硬盘（Solid State Disk或Solid State Driver，SSD）。
固态硬盘最大的好处是，他没有马达不需要转动，而是通过内存直接读写的特性，因此除了没数据延迟且快速之外，还很省电！不过早起的SSD有个很重要的致命伤，就是那些闪存有“写入次数的限制”，因此通常SSD的寿命大概两年就顶天的！所以数据存放时，需要考虑备份。
