计算机概论总结

一．计算机硬件的五大单元：输入单元、输出单元、CPU内的控制单元、CPU内的算数逻辑单元、内存。

NOTE：

1.算术逻辑单元主要负责程序运算和逻辑判断。

2.控制单元主要协调各组间和各单元间的工作。

3.CPU为一个具有特定功能的芯片，里头含有微指令集。

4.CPU的读取的数据都是从内存读取来的。

 

二．CPU的种类（两种设计理念）：

精简指令集（Reduced Instruction Set Computer）：

特点：微指令集较为精简，每个指令的执行时间很短，完成的操作较为简单，指令执行的性能好，可由多个指令来完成复杂的事情。常见有Sun公司的SPARC系列，IBM的PowerPC系列，ARM系列。其中ARM是世界上使用范围最广的CPU。

复杂指令集（Complex Instruction Set Computer）：

特点：每个小指令可以执行一些较低阶的硬件操作，指令数目多而复杂，每条指令的长度不同，每天指令话费的时间较长，每条个别指令可以处理的工作较为丰富。常见有AMD、Intel、VIA等x86构架的CPU。

 

三．计算机分类：
超级计算机、大型计算机、迷你计算机、工作站、微电脑（个人计算机）。

 

四．计算机的常用单位：

大小单位：1Byte=8bit，1K=1024Byte，M，G，T，P（1024小到大换算）

速度单位：运算速度Mhz或Ghz，hz就是秒分之一。网络传输：Mbit/s，每秒多少Mbit。

500GB硬盘：500*1000*1000*1000B格式化后为460GB（二进制）=460*1024*1024*1024B

由于硬盘的最小物理单位为512Bytes，最小组成单位为扇区，即硬盘容量的计算采用”多少个扇区“，所以采用十进制处理。

 

五．主板构架：

X86：主板上的芯片组分为两个桥接器：北桥负责链接速度较快的CPU、内存玉显卡等组件，南桥负责链接速度较慢的周边接口，包括硬盘、USB、网卡等。

ARM：内存直接与CPU通信而不通过北桥，达到加速两者通信的目的。

 

六．CPU

1.多核CPU就是在CPU封装当中嵌入了两个以上的运算内核。

2.不同CPU之间不能单纯以频率来判断运算性能，因为每个CPU的微指令集不同，构架也不一样，每次频率能够进行的工作指令数也不一样，所以频率仅能用来比较同款CPU的速度。

3.CPU的外频指的是CPU与外部组件进行数据传输/运算的速度，常被超频的为外频

4.CPU的倍频是CPU内部用来加速工作性能的一个倍数，外频和倍频相乘等于CPU的频率。

5.北桥的总线称为系统总线，是内存传输的主要信道，速度较快。南桥就是输入输出（I/O）总线。

6.北桥所支持的频率称为前端总线速度FSB，每次传输的位数则为总线宽度。

7.总线频宽=FSB*总线宽度，即每秒可传递的最大数据量。常见的总线宽度有32/64位（bit）。

8.与总线宽度相似，CPU每次可以处理的数据量称为字组大小(word size)，现在计算机是32位还是64位主要依据CPU解析的字组大小。

 

七．内存

1.个人计算机的内存主要组件是动态随机访问内存DRAM，通电时才能记录与使用，断电后数据就消失，因此也称为RAM挥发性内存。

2.对于服务器而言，内存的容量有时比CPU的速度还重要，通常内存越大表示系统越快，这是因为系统不用常常释放一些内存的内部数据。

3.如果将某些很常用的程序或数据放置到内存内部的话，那么CPU数据的读取就不需要通过北桥了，这就是二层缓存的设计概念。因为第二层缓存集成到了CPU内，因此这个L2内存的速度必须要与CPU的频率相同，DRAM的频率无法达到，就需要静态随机访问内存了。SRAM设计上是哟个晶体管数量较多，价格较高，不易做成大容量，速度快。

4.主板上内置网卡或者显卡时，该功能是否启动和各项参数被记录到主板上的CMOS芯片上，这个芯片需要额外的电源来发挥记录功能，这就需要主板上的电池了。

5.CMOS数据的读取和更新依赖于BIOS，BIOS是一套程序，这套程序是写死在主板上的一个内存芯片中，这个芯片再没有通电时也能将数据记录下来，那就是只读存储器ROM。ROM是一种非挥发性内存。

6.BIOS可以在开机的时候执行，以加载CMOS中的参数，并尝试调用存储设备中的开机程序。现代对BIOS程序代码需要适度的修改，BIOS原本使用的是无法改写的ROM，现在BIOS通常是写入闪存或者EEPROM。

 

八．显卡

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你的屏幕分辨率和色彩深度。

 

九．硬盘和存储设备

1.实际的数据都是写在具有磁性物质的盘片上，读写主要通过机械手臂上的读取头（Head）来完成的。

2.磁盘的最小存储单位是扇区（Sector），每个扇区的大小为512Byte，这个值是不变的。扇区组成的一个圆就是磁道（Track）。多硬盘上面，在所有盘片上面的同一磁道可以组成一个柱面（Cylinder），柱面也是一般分割硬盘时的最小单位。

3.硬盘存储量=Head*Cylinder*Sector*512Byte

4.硬盘上面有一个缓冲存储器，这个内存主要可以讲硬盘内常使用的诗句缓存起来，以加速系统的读写性能。

5.使用操作系统正常关机方式才能够有较好的硬盘保养，因为它会让硬盘的机械手臂归位。

 

十．PCI适配卡

如果用户有额外需要的功能卡，就能够将适配卡安插PCI接口插槽上。

 

十一.主板

1.I/O地址类似每个设备的门牌号码，每个设备都有它自己的地址。

2.各设备通过IRQ中断信道告知CPU该设备的工作情况，以便CPU进行工作分配的任务。

 

十二.文字编码系统

1.常用的英文编码表为ASCII系统，每个符号占用1B的记录，因此有256种变化。

2.常见的中文编码表为Big5系统，每个中文字占用2B，理论上有65536种变化。

3.为了解决乱码问题，国际组织ISO/IEC制定出UTF8（统一码）。

 

十三.操作系统

1.操作系统也是一组程序，这组程序的重点在于管理计算机的所有活动以及驱动系统中的所有硬件。

2.操作系统内核程序所放置到内存当中的区块是受保护额，并且开机后就一直常驻在内存中。

3.为了保护内核，并且让程序员比较容易开发软件，因此操作系统除了内核程序外，通常会提供一整组开发接口，那就是系统调用层。

4.操作系统的内核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上运行。

5.操作系统知识在管理整个硬件资源，包括CPU、内存、输入输出设备及系统文件。

6.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。

7.内核功能包括：系统调用接口、程序管理、内存管理、文件系统管理、设备驱动。

十四.总线

包括数据总线（数据）、地址总线（数据地址）、控制总线（控制信号）

总线带宽=总线工作频率*总线的位宽/8

十五.求引脚

SRAM芯片容量是512*8位  

n=地址线9（2的9次方等于512）+数据线8+片选信号1+读写信号1=19