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） 和 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》

本文原始链接：计算机硬件概述