《鸟哥的Linux私房菜：基础学习篇》阅读笔记（一）
最近在读《鸟哥的Linux私房菜 基础学习篇》，补补基础知识，简单记下笔记。
目录
一、个人电脑架构与相关设备元件
1.主板
2.CPU
3.内存
4.显卡
5.硬盘与储存设备
二、软件程序运行
三、其它
一、个人电脑架构与相关设备元件
1.主板
主板是链接各元件的一个重要项目，因此在主板上面沟通各部元件的芯片组设计优劣，就会影响性能。早期的芯片组通常分为两个桥接器来控制各元件的沟通， 分别是：
（1）北桥：负责链接速度较快的CPU、内存与显卡接口等元件；
（2）南桥：负责连接速度较慢的设备接口， 包括硬盘、USB、网卡等等。
目前将内存控制器整合到 CPU 后，CPU与内存之间的沟通是直接交流，速度较快之外，也不会消耗更多的带宽！
2.CPU
不同的CPU型号大多具有不同的脚位（CPU上面的插脚），能够搭配的主板芯片组也不同， 所以当你想要将你的主机升级时，不能只考虑CPU，你还得要留意你的主板上面所支持的CPU型号.
CPU的工作频率：外频与倍频
在早期的 CPU 设计中，所谓的外频指的是CPU与外部元件进行数据传输时的速度，倍频则是 CPU 内部用来加速工作性能的一个倍数， 两者相乘才是CPU的频率速度。
CPU与总线“宽度”
CPU每次能够处理的数据量称为字组大小（word size）， 字组大小依据CPU的设计而有32位与64位。因为CPU每次能够解析的数据量有限， 因此由内存传来的数据量就有所限制了。这也导致32位的CPU最多只能支持最大到4GBytes的内存。
超线程 （Hyper-Threading, HT）
在每一个 CPU 内部将重要的寄存器 （register） 分成两群， 而让程序分别使用这两群寄存器。也就是说，可以有两个程序“同时竞争 CPU 的运算单元”，而非通过操作系统的多任务切换！ 这一过程就会让 CPU 好像“同时有两个核心”的模样！因此，虽然大部分 i7 等级的 CPU 其实只有四个实体核心，但通过 HT 的机制， 则操作系统可以抓到八个核心！并且让每个核心逻辑上分离，就可以同时运行八个程序了。
3.内存
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。因此我们也称这种RAM为挥发性内存。
SDRAM与DDR SDRAM
SRAM在设计上使用的电晶体数量较多，价格较高，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。两者的差别除了在于脚位与工作电压上的不同之外，DDR是所谓的双倍数据传送速度（Double Data Rate）， 可以在一次工作周期中进行两次数据的传送，感觉上就好像是CPU的倍频啦！ 所以传输频率方面比SDRAM还要好。
DDR SDRAM又依据技术的发展，有DDR, DDR2, DDR3, DDR4等等，其中，DDR2 的频率倍数则是 4 倍而DDR3 则是 8 倍喔！
内存多通道设计
传统的总线宽度一般大约仅达64位，为了要加大这个宽度，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，两支内存就可以达到128位了，这就是双通道的设计理念。
要启用双通道的功能需要安插两支（或四支）内存，这两支内存最好连型号都一模一样比较好， 因为启动双通道内存功能时，数据是同步写入/读出这一对内存中，如此才能够提升整体的带宽。
4.显卡
显卡又称为VGA（Video Graphics Array），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响到你的屏幕分辨率与色彩深度！
GPU（Graphics Processing Unit）是一种专门用于处理图形和图像的专用处理器，它可以大大提高图形计算性能，从而为用户提供更流畅的图形体验。显卡是一种由GPU和其他专用集成电路构成的计算机扩展卡，使用显卡，可以使电脑在显示图形和图像时更加流畅。
5.硬盘与储存设备
电脑系统上面的储存设备包括有：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，都是可以用来储存数据的。
最常见的是硬盘，在硬盘盒里面其实是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。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，通常数据的读写会由外圈开始往内写。
传输接口：
为了要提升磁盘的传输速度，磁盘与主板的连接接口也经过多次的改版，因此有许多不同的接口喔！传统磁盘接口包括有 SATA, SAS, IDE 与 SCSI 等等。不过目前 IDE 已经被 SATA 取代，而 SCSI 则被 SAS 取代，因此我们下面将仅介绍 SATA, USB 与 SAS 接口而已。
- SATA接口：这种插槽所使用的排线比较窄小， 而且每个设备需要使用掉一条SATA线。因为SATA线比较窄小之故，所以对于安装与机箱内的通风都比较好。由于SATA一条排线仅接一颗硬盘，所以不需要调整跳针。
- SAS接口：接口的速度比 SATA 来的快，而且连接的 SAS 硬盘的盘片转速与传输的速度也都比 SATA 硬盘好！ 只是比较贵，一般个人电脑的主板上面通常没有内置 SAS 连接接口，得要通过外接卡才能够支持。因此一般个人电脑主机还是以 SATA 接口为主要的磁盘连接接口。
- USB接口：最常见到的外接式磁盘接口，速度较慢。
二、软件程序运行
目前的电脑系统将软件分为两大类，一个是系统软件，一个是应用程序。
操作系统（Operating System, OS）其实也是一组程序， 这组程序的重点在于管理电脑的所有活动以及驱动系统中的所有硬件。 我们刚刚谈到电脑没有软件只是一堆废铁，那么操作系统的功能就是让CPU可以开始判断逻辑与运算数值、 让内存可以开始载入/读出数据与程序码、让硬盘可以开始被存取、让网卡可以开始传输数据、 让所有周边可以开始运行等等。总之，硬件的所有动作都必须要通过这个操作系统来达成就是了。
系统调用（System Call）
为了保护核心，并且让程序设计师比较容易开发软件，因此操作系统除了核心程序（管理硬件，提供合理的电脑系统资源分配）之外，通常还会提供一整组开发接口， 那就是系统调用层。而应用程序的开发都是参考操作系统提供的开发接口， 所以该应用程序只能在该操作系统上面运行而已，不可以在其他操作系统上面运行的。
总结：
- 操作系统必须要能够驱动硬件，如此应用程序才能够使用该硬件功能；
- 一般来说，操作系统会提供开发接口，让开发商制作他们的驱动程序；
- 要使用新硬件功能，必须要安装厂商提供的驱动程序才行；
- 驱动程序是由厂商提供的，与操作系统开发者无关。
三、其它
- 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）；
- 目前主流的外接卡接口大多为 PCIe 接口，且最新为 PCIe 3.0，单信道速度高达 1GBytes/s
参考资料：
今天来说说：GPU和显卡有什么区别 - 哔哩哔哩 (bilibili.com)
第零章、计算机概论 | 鸟哥的 Linux 私房菜：基础学习篇 第四版 (gitbooks.io)