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Linux 学习总结——硬件篇(一)

Posted on By Jason Li

写在前面的话——

原计划上周六本篇博客即完成,奈何贪于安逸懒散,拖延至今才开始。该打!该打!

本篇博客,重在梳理思路。觉不可陷入纯碎复制粘贴原作者的原话来假装是自己的认知。

总览

简单来说,计算机由三大部分组成,例如人——输入单位,输出单元,以及中间的处理单元。再说的更细一点,可以把处理单元分为,CPU内部的控制单元、 算术逻辑单元与内存。

输入与输出单元,即比如人的眼睛及其成像,很简单不赘述。

因此,我们从计算机的处理单元开始。

所谓处理单元,即中央处理器(CPU)即是人的一个大脑。在人的头脑中,又有各个负责的部分,好比各大中枢神经系统。相交配合,复杂而有秩序。 那么配合大脑的这些部分是什么呢?

	1.内存 = 头脑中的记录区块,能将信息的互动暂时记录起来,所有cpu的数据都是从内存中读取的。
	2.硬盘 = 头脑中的记忆区块:将重要的数据予以保存,需要的时候可以使用。但是使用一定是先保存在内存中,然后给cpu来使用。
	3.显卡 = 脑袋中的影像:将来自眼睛的刺激转成影响后在脑袋中呈现,所以显卡中所产生的数据也是来自于CPU控制的。
	(这里我们有必要厘清显卡(GPU)和 CPU 的关系。首先,他们是相对独立的两个部分。显卡更像是人体的一个器官,该器官接受大脑传过来的信息,经过处理后进行输出。)

然后就是连接各个单元的部分,即主板-神经系统,可将整个机体连接,并使之成为一个完整的个体。

CPU

为什么我们说 CPU 像大脑呢,因为他负责处理、运算计算机内部的所有数据。而它为什么可以实现这样牛逼的功能,因为其内容被写入了微指令集。 分为精简指令集复杂指令集。(这是两种不同的 CPU)

精简指令集(RISC)

顾名思义,该微指令集较为精简,每个指令的执行时间都很短,完成的操作也很短,指令的执行性能比较好。但是如果要做复杂的事情,就要由多个指令来完成。常使用的各品牌手机、 PAD、导航系统、网络设备(交换机、路由器等),几乎都是使用ARM架构的CPU。(ARM 系列是基于微指令集CPU)

复杂指令集(CISC)

同理,在 CISC 的微指令集中,每个小指令可以执行一些较低阶的硬件操作,指令数目多而且复杂,每条指令的长度并不相同。因为指令执行较为复杂,所以每条指令话费的时间较长,但每个 指令可以处理的工作较为丰富。常见的 CISC 微指令集 CPU 为 X86 架构的 CPU。

	RISC 与 CISC 只是大体的区分,但 RISC 之间,CISC 之间又有很大的不同,因此可以构成不同型号,不同性能的 CPU。

这里要提出一个问题,什么是 x86? x86_64?

	x86 计算机即个人计算机
	x86_64 即i686之后的所有 64 位计算机

上面说了 CPU 微观下的分类。那么在宏观角度上,我们又是怎么样来比较各个 CPU 之间的性能呢?那就是 CPU 的频率,即 CPU 每秒可以进行的工作次数。 说到这里,我们就要谈谈 CPU 的“外频”、“倍频”与“超频”了。

###“外频”、“倍频”与“超频”### 主板上,通过南北桥将各个部分连接起来。这就类似于工厂上的流水线,各个部分处理数据传递信息的速度一致才能充分发挥资源的作用。所以 CPU 与各部分的速度理论上一致才好。 但是由于 CPU 处要处理的信息量较大,为了满足其速度需求,开发商就在 CPU 内部再加上一个加速功能,这就是所谓的外频与倍频。

	外频:CPU 与外部组件进行数据传输的速度。
	倍频:CPU 用来加速工作效率的一个倍数。
	两者相乘就是 CPU 的频率速度。

以Intel Core 2 Duo E8400 CPU 为例,他的频率是 3.0GHz, 而外频是 333MHz,因此倍频就是 9 倍!(3.0G=333Mx9, 其中 1G=1000M) 而所谓的超频指的是,玩家通过主板的设定,人为的调高外频的手段。(倍频一般都在出厂时被锁定,无法更改)

内存

内存:即内部存储器,可以是ram(随机存储器),也可以是rom(只读存储器),我们平常装机时说的内存专指内存条,即电脑的主存,他也是内存(内部存储器)

我们知道 CPU 所处理的数据都来自与主存储器(RAM,DRAM为其组件,叫做动态随机存取内存)。但注意,除了主存储器之外,计算中还有很多的内存存在。比如说,正常情况下,数据走 主存储器到 CPU,必须经过北桥。但是如果我们有一些常用的数据直接放到 CPU 内部,岂不是更有效的利用性能,而这部分就是 SRAM,静态随机存储内存。

我们再来谈谈 ROM(只读存储器)。比如我们熟悉的 BIOS 本质上是一套程序,这套程序被写死到一个内存芯片中,这个芯片在没有通电的情况下也能把数据记录下来,这个就是ROM。很的 韧体都是通过 ROM 来写入的,BIOS就是一种韧体。

显示适配器

即 VGA,它上面有一个内存的容量,用于记录图像影像的分辨率与颜色,其大小直接影响输出图像的效果。另外它还有自己的一套运算系统,即 GPU。