计算机概论

计算机：

接受用户输入指令与数据，经过中央处理器的数据与逻辑单元运算处理后，以产生or储存成有用的信息。所以，只要有输入设备以及输出设备，让你可以输入数据，使该机器产生信息的，就是一台计算机啦。

计算机的组成：

输入单元：键盘、鼠标、扫描仪、手写板、触摸屏幕等。
中央处理器：CPU，含算术逻辑、控制、记忆等单元。
输出单元：屏幕、打印机等。

CPU：

主机的重点在于CPU，CPU是一个具有特定功能的芯片，里面含有微指令集。CPU的工作主要在于管理和运算，因此可以分为两个主要的单元，分别是算术逻辑单元和控制单元。算术逻辑单元负责程序运算与逻辑判断，控制单元主要协调各组件与各单元间的工作。
CPU读取的数据都是从内存读取来的，内存的数据则是由输入单元传输进来的，CPU处理完的数据也是要经过内存才能传输到输出单元。

分类是依据CPU中指令集打设计理念来的。主要分为两种主要CPU种类，分别是精简指令集（RISC)和复杂指令集（CISC)系统。

精简指令集

微指令集较为精简，每个指令的执行时间都很短，完成的操作也很简单，指令的执行性能较佳；但是若要做复杂的事情，就要由多个指令来完成。常见的RISC CPU主要有Sun公司打SPARC系列、IBM公司打Power Architecture系列与ARM系列等。
在应用方面，
SPARC架构的计算机常用于学术领域的大型工作站中，包括银行金融体系的主要服务器；
PwerPC架构的应用上，如Sony生产的Play Station 3（PS3）就是使用的这种CPU;
ARM，常使用的各品牌手机、PDA、导航系统、网络设备（路由器、交换机）等。
目前世界上使用范围最广的CPU可能就是ARM。

复杂指令集

在CISC微指令集中，每个小指令都可以执行一些较低阶的硬件操作，指令数目多而且复杂，每条指令的长度不相同。每条指令花费的时间较长，但每条个别指令可以处理的工作较为丰富。常见的主要有AMD、intel、VIA等x86架构的CPU。
x86架构CPU被大量适用于个人计算机上面，因此个人计算机常被称为x86架构的计算机。

接口设备：

最主要的是主板，主板负责将所有的设备连接在一起，让所有的设备能够进行协调和通信，主板上最重要的组件是主板芯片组。
储存设备：硬盘、软盘、光盘、磁盘等。
显示设备：显卡。
网络设备：网卡。

计算机分类

超级计算机

运行速度最快的计算机，维护、操作费用最高。主要用于需要有高速计算的项目中。如：国防军事、太空科技等

大型计算机

通常具有数个高速的CPU，功能上不及超级计算机，但也可以用来处理大量数据与复杂的运算。如：大型企业的主机、全国性的证卷交易所等每天需要处理数百万笔数据的企业机构。

迷你计算机

保留大型计算机同时支持多用户的特性，但主机可以放在一般工作场所，不需要像前两个类型计算机需要特殊的空调场所。通常用来作为科学研究、工程分析与工厂的流程管理等。

工作站

价格比迷你计算机便宜很多，针对特殊用途设计的计算机。在学术研究与工程分析方面比较常见。

微电脑

又称个人计算机。体积小、价格低、功能俱全。工作站的要求是稳定不死机，且运算过程要完全正确，因此价格会比微电脑贵。

计算机的单位

计算机的速度单位

CPU的速度单位常使用MHz or GHz，Hz就是秒分之一。网络传输方面，因为网络常使用的单位是bit，因此常使用Mbit/s，即每秒多少Mbit。

计算机的计算单位

基本单位是位(bit);
常用单位是字节(Byte)。
通常文件大小使用二进制，而速度大小使用十进制;

个人计算机架构

简介

主板的主要组件是CPU、内存、磁盘设备、总线芯片组（南桥/北桥）、显卡接口、其他适配卡。
主流CPU有Intel，AMD，龙芯（国产）。目前龙芯在很多方面无法与Intel和AMD抗衡，主流依旧是Intel和AMD。其中Intel侧重商用，AMD侧重游戏。它们的CPU架构不兼容，设计理念也有所区别，所以主板芯片组设计就不太相同。Intel主板中，CPU和内存由北桥连接，而AMD的则是直接相连，南桥则是负责连接速度较慢的周边接口，包括硬盘、USB、网卡等。

CPU

CPU负责计算和控制，有相当高发热量的组件，通常CPU上会安插一个风扇来散热。

双核和多核

所谓双核和多核是指在一个CPU封装中嵌入2个以上的运算内核，简单地说，就是一个实际的CPU外壳中包含2个以上的CPU单元。

频率

频率就是CPU每秒钟可以进行的工作次数。

外频

CPU与外部组件进行数据运输/运算时的速度。

倍频

CPU内部用来加速工作性能的一个倍数，倍频×外频=CPU频率。

超频

将CPU的倍频or外频通过主板的设定功能更改成较高频率的一种方式。不过，因为CPU的倍频通常在出厂的时候就已被锁定而无法修改，因此通常对外频进行超频。超频不是CPU 的正常速度，因此可能会造成死机等问题。

32位和64位

1、CPU运算的数据都是由内存提供的，内存和CPU的通信速度靠的是外频，而每次工作可以传送的数据量的大小就是总线的功能。一般主板芯片组分为北桥和南桥，北桥的总线称为系统总线，因为是内存传输的主要信道，所以速度较快；南桥就是所谓的输入输出总线（I/O），主要用于联系硬盘、USB、网卡等接口设备。
2、北桥支持的频率称为前端总线速度，而每次传送的位数称为总线宽度。FSB×总线宽度称为总线频宽（即每秒钟传送的最大数据量）。常见的总线宽度有32/64位。
3、CPU每次能够处理的数据量称为字组大小。字组大小依据CPU的设计而有32位与64位。我们现在所称的计算机是32位or64位主要是依据CPU解析的字组大小而来的。

内存

CPU所使用的数据来自于内存，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。个人计算机的内存主要组件为动态随机访问内存（Dynamic Random Access Memory，DRAM），随机访问内存只有在通电是才能记录和使用，断电后数据就消失了。因此也称RAM为挥发性内存。还有一种ROM，只读存储器，如BIOS，断电后信息不丢失，存取速度很低，（较RAM而言）且不能改写。由于不能改写信息，不能升级，现已很少使用。

容量

内存容量越大表示系统越快，因为系统不用常常释放一些内存内部的数据。对服务器而言，内存的容量有时比CPU的速度更重要。

频率

理论上，CPU的外频和内存的频率一致最好。

DRAM和SRAM

DRAM动态随机访问内存，构成内存
SRAM静态随机访问内存，构成缓存
缓存一般与CPU的频率相同，一般集成在CPU内部，用于加快数据的访问。

显卡

显卡成为VGA（Video Graphics Array），对于图形影像端点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，因为每一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，这个显卡内存容量将会影响到pin最终的屏幕分辨率和色彩深度。
由于3D游戏和动画的流行，因此显卡的运算能力越来越重要，早期的一些3D运算时交给CPU执行的，但是CPU并非完全针对这些3D来进行设计，而且CPU平时就非常忙碌了，所以显卡厂商直接在显卡上面嵌入一个3D加速的芯片，这就是GPU的称谓。
显卡也是主要通过北桥和CPU、内存等通信的。如前面说过的，对于图形影像来说，显卡也是需要高速运算的一个组件，所以数据的传输也是越快越好。
例如：桌面分辨率1024×768，使用全彩（每个像素占3B），需要显卡多少内存？
解答：（1024×768×3）%1024%1024=2.25MB，所以显卡至少2.25MB内存。

硬盘与存储设备

计算机记录和读取数据需要存储设备，存储设备包括硬盘、软盘、MO、CD、DVD、磁带机、U盘（闪存）等。

硬盘

物理组成

硬盘依据桌面型与笔记本又分为3.5英寸及2.5英寸的大小
硬盘其实是由许多的盘片、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，而读写主要是通过在机械手臂上的读取头来完成。 实际运行时，主轴马达让盘片转动，然后机械手臂可伸展让读取头在盘片上面进行读写的操作。由于一个盘片的容量有限，因此硬盘内部一般会有两个以上的盘片。

盘片上的数据

磁盘的最小存储单位是扇区，在物理组成方面，每个扇区的大小是512Bytes。
扇区组成一个圆称为磁道；
如果是在多硬盘上面，在所有盘片上面的同一个磁道可以组成一个柱面，柱面也是一般我们分割硬盘时的最小单位。

容量

选择硬盘通常首先考虑的就是容量了。
注意，硬盘可以算作一种消耗品，所以，应该注重及时备份重要数据。

缓冲存储器

可以将硬盘中常用的数据缓存起来，以加速系统的读取功能。
通常，缓冲存储器越大越好，因为缓冲存储器的速度要比数据从硬盘中读取的速度快。
主流产品可达到16M。

转速

因为硬盘是利用主轴马达转动盘片来访问，因此，转速的快慢会影响到性能。

运行须知

硬盘内部的机械手臂上的磁头和盘片间的接触是很细微的，因此，在运行过程中，硬盘抖动是会造成数据的摧毁，甚至是整个硬盘的摧毁。
另外，不要随便将插头拔掉就以为是顺利关机，这种关机方法不会让机械手臂回归原位，应该使用操作系统的正常关机方式，这样才会让机械手臂回归原位。

PCI适配卡

主要用来安插其他功能卡，例如网卡、声卡、显卡、特殊功能卡。
目前，个人计算机上的网卡是一种叫做以太网卡的规格。
目前大部分主板都集成了很多组件，所有PCI适配卡少很多。

主板

主板是计算机中非常重要的部分，很多组件是安插在主板上的。

芯片组

主板上负责通信各个组件的是芯片组。
芯片组分为北桥和南桥。其中北桥负责CPU/VGA/RAM的通信，而南桥负责PCI接口和I/O设备的通信。
由于芯片组负责各组件的通信，它也是一个具有非常高热量的组件，需要一定的散热措施。

集成芯片

集成芯片性能通常比较弱，不过便宜

独立芯片

具有较高的性能，可以随时换接口设备，不过可能负担额外接口设备的花费。

I/O设备地址与IRQ中断信道

主板芯片组通过I/O地址和IRQ来负责通信。
I/O设备地址类似于门牌号，IRQ可以想象成各个门牌连接到邮件中的专门路径。各设备通过IRQ中断信道来告知CPU该设备的工作情况，以方便CPU进行工作分配任务。

CMOS和BIOS

CMOS的主要功能是记录主板上的重要数据，包括系统时间、CPU电压与频率、各项设备的I/O地址与IRQ等，由于这些数据的记录要花费电力，因此主板上面才有电池。
BIOS是写入到主板上某一块闪存orEEPROM的程序，它可以在开机的时候执行，以加载CMOS当中的参数，并尝试调用存储设备中的开机程序，进一步进入操作系统。

连接接口设备

主板与各项I/O设备的连接主要在主机箱后面
USB：即插即用
PC/2：以前的鼠标键盘接口，现在基本被USB代替。
RJ-45：有内置网络芯片的话才有，用来安插网线。

电源

CPU/RAM/主板/硬盘灯需要用电。
电源相当于心脏，CPU相当于大脑，内存相当于大脑中的负责记忆的中枢，I/O设备相当于眼睛、四肢等。

系统不稳定的原因

1、系统超频：最好不要这样做
2、电源不稳：如果测试完所有组件都没有大的问题，还得测试下电源的稳定度。
3、内存无法负荷：现在内存质量相差太多，差的内存可能造成主机在忙碌工作时产生不稳定or死机的现象。
4、系统过热：热是造成电子零件运行不良的原因之一。如果你的主机在夏天容易死机，而在冬天还好，那么考虑加几个风扇，有利于机箱内的散热，系统会比较稳定。