第0章、计算器概论

0.1. 计算机：辅助人脑的好工具
0.1.1. 计算机硬件的五大单元
输入单元、 输出单元、CPU内部的控制单元、算数逻辑单元与主存储器五大部分

0.1.2. CPU的种类
- 精简指令集(Reduced Instruction Set Computing, RISC)： 14
- 复杂指令集(Complex Instruction Set Computer, CISC)： 14
64位的个人计算机CPU又被统称为x86_64的架构
最新的Intel/AMD的x86架构中，请查询出多媒体、虚拟化、省电功能各有哪些重要的微指令集？(仅供参考)
- 多媒体微指令集：MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSE4, AMD-3DNow!
- 虚拟化微指令集：Intel-VT, AMD-SVM
- 省电功能：Intel-SpeedStep, AMD-PowerNow!
- 64/32位兼容技术：AMD-AMD64, Intel-EM64T

0.1.3. 接口设备
0.1.4. 运作流程
0.1.5. 计算机分类
工作站计算机强调的是稳定不当机，并且运算过程要完全正确

0.1.6. 计算机上面常用的计算单位 (容量、速度等)

0.2. 个人计算机架构与接口设备
注意，不同的CPU之间不能单纯的以频率来判断运算效能喔！这是因为每颗CPU的微指令集不相同，架构也不见得一样， 每次频率能够进行的工作指令数也不同之故！所以，频率目前仅能用来比较同款CPU的速度！

0.2.1. CPU
CPU的外频与倍频, 32位与64位, CPU等级
所谓的外频指的是CPU与外部组件进行数据传输时的速度，倍频则是 CPU 内部用来加速工作效能的一个倍数， 两者相乘才是CPU的频率速度。

0.2.2. 内存
DDR(Double Data Rate)：是所谓的双倍数据传送速度， 他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！ 21
DRAM(Dynamic Random Access Memory, DRAM)：个人计算机的主存储器主要组件为动态随机存取内存。 21
SRAM(Static Random Access Memory)：因为第二层快取(L2 cache)整合到CPU内部，因此这个L2内存的速度必须要CPU频率相同。 使用DRAM是无法达到这个频率速度的，此时就需要静态随机存取内存(Static Random Access Memory, SRAM)的帮忙了。 22
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，就是ROM。 22
ROM(Read Only Memory)：只读存储器 22
现在的 BIOS 通常是写入类似闪存 (flash) 或 EEPROM (注8) 中

0.2.3. 显示适配器
显示适配器又称为VGA(Video Graphics Array) 23

0.2.4. 硬盘与储存设备
扇区(Sector) 25
磁道(track) 25
磁柱(Cylinder) 25
在计算整个硬盘的储存量时，简单的计算公式就是：『header数量 * 每个header负责的磁柱数量 * 每个磁柱所含有的扇区数量 * 扇区的容量』，单位换算为『header * cylinder/header * secter/cylinder * 512bytes/secter』，简单的写法如下： Head x Cylinder x Sector x 512 Bytes
另一种常见于工作站等级以上的硬盘传输接口为SCSI接口，这种接口的硬盘在控制器上含有一颗处理器， 所以除了运转速度快之外，也比较不会耗费CPU资源喔！在个人计算机上面这种接口的硬盘不常见！ 26

0.2.5. PCI适配卡
0.2.6. 主板
北桥负责CPU/RAM/VGA等的连接，南桥则负责PCI接口与速度较慢的I/O装置。
CMOS主要的功能为记录主板上面的重要参数， 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。

0.2.7. 电源供应器
0.2.8. 选购须知
0.3. 数据表示方式
0.3.1. 数字系统
0.3.2. 文字编码系统
0.4. 软件程序运作
0.4.1. 机器程序与编译程序

0.4.2. 操作系统
操作系统(Operating System, OS) 32
操作系统核心(Kernel) 32
系统呼叫(System Call) 33
计算机系统主要由硬件构成，然后核心程序主要在管理硬件，提供合理的计算机系统资源分配(包括CPU资源、内存使用资源等等)， 因此只要硬件不同(如x86架构与RISC架构的CPU)，核心就得要进行修改才行。 而由于核心只会进行计算机系统的资源分配，所以在上头还需要有应用程序的提供，用户才能够操作系统的。
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之外，通常还会提供一整组开发接口， 那就是系统呼叫层。软件开发工程师只要遵循公认的系统呼叫参数来开发软件，该软件就能够在该核心上头运作。 所以你可以发现，软件与核心有比较大的关系，与硬件关系则不大！硬件也与核心有比较大的关系！ 至于不与用户有关的，那就是应用程序！
操作系统的核心层直接参考硬件规格写成， 所以同一个操作系统程序不能够在不一样的硬件架构下运作。
操作系统只是在管理整个硬件资源
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作而已，不可以在其他操作系统上面运作的。

核心功能包括：
- 系统呼叫接口(System call interface) 34
- 程序管理(Process control) 34
- 内存管理(Memory management) 34
- 文件系统管理(Filesystem management) 34
- 装置的驱动(Device drivers) 34