個人電腦硬體介紹
- 硬體簡介
- 一、各組件運行示意圖
- 二、簡介
- 分類介紹
- 小知識點
注： 筆者圖文采自《鳥哥的linux私房菜》與《現代作業系統》一書，其后博文亦是圍繞這本書做的筆記之用，
硬體簡介
一、各組件運行示意圖
二、簡介
1、CPU：即處理器，從記憶體中取出指令并執行，在每個cpu周期，首先從記憶體取出指令，然后解碼以確定其型別和運算元，執行，每個cpu都有專門的指令集，包含一些暫存器如程式計數器、堆疊指標計數器、程式狀態字（PSW），
2、記憶體：存放即將被cpu提取的資料（10ns訪問時間），存盤層次結構自上而下為暫存器、高速快取、主存、磁盤，存盤器有隨機訪問存盤器（RAM,易失性，可重復擦寫）、只讀存盤器（ROM,非易失性，不可擦寫）、E2PROM(電可擦除ROM)和閃存（FLASH MEMORY）[非易失性，可重復擦寫，寫速度上介于RAM和磁盤間]，還有一種COMS存盤器，易失性，但耗電量極少，通常一塊小電池可以用多年，常用作保持時間和配置引數，但有風險，
3、硬碟：即磁盤，機械裝置（10ms訪問時間），主要結構有盤面、讀寫頭、磁盤臂，過去扇區典型值為512B，扇區組合成的同心圓為磁道，上下所有磁道合并即為柱面，
4、主板：將所有重要組件連接起來，
5、顯卡：包括顯存、GPU等，
6、I/O設備：包括設備控制器和設備本身，作業系統通過設備驅動程式與設備控制器對話，它們之間有個相對簡單的介面（控制器提供），控制器（一塊電路板）通過物理介面控制設備（如SATA），
7、總線：PCIe,PCI,USB,SATA,DMI，
分類介紹
1、CPU主知識點
1）x86的CPU主提供商：Intel、AMD.
2）CPU外頻指CPU與外部組件進行資料傳輸時的頻率，倍頻則是CPU內部為了加速作業性能的一個倍數，兩者相乘為CPU主頻，
3）現代主板架構如圖沒有北橋，記憶體控制器直接整合到CPU內部，通過系統總線帶寬通信，顯卡通過PCI-E序列信道設計與CPU通信，
4）CPU每次能夠處理的資料量稱為字長，
2、記憶體主知識點
1）個人電腦記憶體主要組件為動態隨機存取記憶體（DRAM，小電容等制成，速度相對慢，成本低，密度相對高），記憶體與CPU之間有一、二、三級快取，一級快取和二級快取在CPU內部，一級快取分資料快取（Data Cache， D-Cache）和指令快取（Instruction Cache， I-Cache），通常選用靜態隨機存取記憶體(SRAM,觸發器之類制成，速度快，成本高，密度相對低)，二級快取用高速DRAM，有些還有三級快取，在CPU外，二級快取為CPU性能重要因素，
2）
DDR即雙倍資料傳輸速度，它可以在一次作業周期傳輸兩次資料；SDRAM即同步動態隨機存盤器，作業速度與系統總線速度同步，已被淘汰，
3）雙通道設計簡單解釋：即兩個記憶體集合在一起，一根64位記憶體，兩根達到128位，
4）BIOS ROM與CMOS RAM區別: 通過BIOS設定程式對CMOS 進行引數設定，
3、顯卡主知識點
1）顯卡又稱VGA,與主板的介面由PCI升級到AGP,現在到PCI-Express，
2）PCIE使用類似管道的概念處理，串行全雙工，如PCIE 3.0的16x，最大帶寬接近16GB/S，
3）顯卡與顯示幕之間的介面：D-Sub（VGA) 早期介面，針對CRT顯示幕；DVI 共有4種以上介面，例如DVI-D,DVI-I等，常見與液晶螢屏的連接，；HDMI 可以同時傳輸影像與聲音（D-Sub與DVI僅能傳輸影像），廣泛運用；DsiplayPort 與HDMI類似，但運用較少，
4、硬碟主知識點
磁盤磁區有MBR模式和GPT模式，磁盤介面包括IDE、SCSI、SATA、SAS，外接磁盤介面包括USB、eSATA等，IDE與SCSI已被淘汰，
1）SATA
1bit:1byte=1:10
2）SAS
支持熱插拔，速度更快，貴，磁盤陣列卡用，
3）USB
支持熱插拔
5、I/O設備
1）設備驅動程式必須在核心態運行，
2）將設備驅動程式裝入作業系統有三個途徑：a、將內核與設備驅動程式連接，然后重啟系統，UNIX，b、在一個作業系統檔案中設定一個入口，通知該檔案需驅動程式，重啟系統時找尋設備驅動程式并安裝，Windows，c、作業系統在運行時接受新設備并安裝，趨勢，
3）所有設備暫存器的集合構成了I/O埠空間，
4）實作輸入輸出的方式有三種：1、最簡單的，忙等待，CPU一直輪詢直到對應I/O操作完成，具體：用戶程式發出一個系統呼叫，內核將其翻譯成一個對應設備驅動程式的程序呼叫，然后開始輪詢，2、設備驅動程式啟動程式并在完成時發出一個中斷，具體：完成時設備控制器用特定總線給中斷控制器發信號，中斷控制器接受到信號后，給CPU一個管腳上宣告，然后發送該設備的編號到總線上，CPU決定處理中斷，將程式計數器和PSW被壓入當前堆疊中，切換至內核態，設備編號成為部分記憶體一個參考，用于尋找設備中斷處理程式的地址，此部分記憶體稱為中斷向量，中斷處理程式開始后，取走入堆疊的程式計數器和PSW，并保存之，處理完后，回傳先前用戶程式的上一條指令，3、DMA，即直接存盤器訪問，
小知識點
1、CPU超執行緒技術（HT）：在CPU內部將重要暫存器分成兩組，讓程式分別使用這兩組暫存器，兩個程式競爭同一個CPU運算單元，CPU好像同時擁有兩個內核，網上說這是case by case，
2、即插即用：系統自動收集I/O設備資訊，集中賦予中斷級別和I/O設備地址，
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