培训 - 计算机基础知识(硬件)

计算机基础知识（硬件）2010-09-22世界上第一台计算机诞生于1946年，它是由美国宾夕法尼亚大学研制的，名为“埃尼阿克”（ENIAC）。计算机发展到今天经历了电子管、晶体管、中小规模集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路5个时代。计算机的发展史计算机分为巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机5类。巨型机和大型机主要用于计算量大、速度要求高的科研机构和国防事业；中型机和小型机主要用于中小型企业；微型机简称微机，又称个人计算机（PersonalComputer，简称PC）。计算机的分类计算机的应用十分广泛，如科学计算、人工智能、实时控制、生产自动化、信息管理、办公自动化、电子商务和网络通信等。对于一般用户来说，计算机主要应用于数据管理、文字处理、图像制作和处理等。计算机的应用主机和外设主机主要包括：机箱、电源、主板、处理器、内存、硬盘、光驱、软驱、显卡、声卡、网卡、读卡器以及其他外设主要包括：键盘、鼠标、显示器、摄像头、打印机、麦克风、话筒、音箱等个人计算机主要有主机、显示器、键盘、鼠标组成。计算机的基本硬件计算机软件是指运行在计算机中的各种程序，包括系统软件和应用软件两种。其中，系统软件又包括操作系统、各种程序设计语言和实用程序。应用软件种类繁多，主要指在系统软件为支撑运行的软件。计算机的软件组成-1计算机的软件组成-2计算机的软件组成-3主机介绍外设介绍计算机硬件介绍机箱：有塔式和微塔式以及立卧可转换机箱、小型机箱等参数：尺寸（长、宽、高）和重量，托架（仓位）、扩展板数、材质等主机部分-机箱小型机箱塔式机箱电源（Power）参数：额定功率，最大输出功率，电压、电流、接口，风扇结构、电源保护机制等主机部分–电源中央处理器（CentralProcessingUnit-CPU），它可以被简称做微处理器（Microprocessor)，不过经常被人们直接称为处理器(processor)。不要因为这些简称而忽视它的作用，CPU是计算机的核心，其重要性好比大脑对于人一样，因为它负责处理、运算计算机内部的所有数据，而主板芯片组则更像是心脏，它控制着数据的交换。CPU的种类决定了你使用的操作系统和相应的软件。CPU主要由运算器、控制器、寄存器组和内部总线等构成，是PC的核心，再配上储存器、输入/输出接口和系统总线组成为完整的PC。CPU的基本结构、功能及参数CPU主要由运算器、控制器、寄存器组和内部总线等构成。寄存器组用于在指令执行过后存放操作数和中间数据，由运算器完成指令所规定的运算及操作。主机部分–处理器主频也叫时钟频率，单位是MHz（或GHz），用来表示CPU的运算、处理数据的速度。CPU的主频＝外频×倍频系数。很多人认为主频就决定着CPU的运行速度，这不仅是个片面的，而且对于服务器来讲，这个认识也出现了偏差。至今，没有一条确定的公式能够实现主频和实际的运算速度两者之间的数值关系，即使是两大处理器厂家Intel和AMD，在这点上也存在着很大的争议，我们从Intel的产品的发展趋势，可以看出Intel很注重加强自身主频的发展。像其他的处理器厂家，有人曾经拿过一块1G的全美达处理器来做比较，它的运行效率相当于2G的Intel处理器。所以，CPU的主频与CPU实际的运算能力是没有直接关系的，主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度。当然，主频和实际的运算速度是有关的，只能说主频仅仅是CPU性能表现的一个方面，而不代表CPU的整体性能。处理器介绍–主频外频是CPU的基准频率，单位是MHz。CPU的外频决定着整块主板的运行速度。通俗地说，在台式机中，我们所说的超频，都是超CPU的外频（当然一般情况下，CPU的倍频都是被锁住的）相信这点是很好理解的。但对于服务器CPU来讲，超频是绝对不允许的。前面说到CPU决定着主板的运行速度，两者是同步运行的，如果把服务器CPU超频了，改变了外频，会产生异步运行，（台式机很多主板都支持异步运行）这样会造成整个服务器系统的不稳定。目前的绝大部分电脑系统中外频也是内存与主板之间的同步运行的速度，在这种方式下，可以理解为CPU的外频直接与内存相连通，实现两者间的同步运行状态。外频与前端总线(FSB)频率很容易被混为一谈，下面的前端总线介绍我们谈谈两者的区别。处理器介绍-外频处理器介绍–其他参数前端总线(FSB)频率、CPU的位和字长、倍频系数、缓存（cache）、CPU扩展指令集、CPU内核和I/O工作电压、制造工艺、指令集、封装、多线程、多核心等CISC指令集，也称为复杂指令集，英文名是CISC，（ComplexInstructionSetComputer的缩写）。在CISC微处理器中，程序的各条指令是按顺序串行执行的，每条指令中的各个操作也是按顺序串行执行的。顺序执行的优点是控制简单，但计算机各部分的利用率不高，执行速度慢。RISC指令集是英文“ReducedInstructionSetComputing”的缩写，中文意思是“精简指令集”。IA-64和X86-641.Intel公司Intel是生产CPU的老大哥，它占有80%多的市场份额，Intel生产的CPU就成了事实上的x86CPU技术规范和标准。最新的酷睿２成为CPU的首选。2.AMD公司目前使用的CPU有好几家公司的产品，除了Intel公司外，最有力的挑战的就是AMD公司，最新的Athlon64ｘ２和闪龙具有很好性价比，尤其采用了3DNOW+技术，使其在3D上有很好的表现。3.IBM和Cyrix美国国家半导体公司IBM和Cyrix公司合并后，使其终于拥有了自己的芯片生产线，其成品将会日益完善和完备。现在的MII性能也不错，尤其是它的价格很低。4.IDT公司IDT是处理器厂商的后起之秀，但现在还不太成熟。处理器厂商介绍-15.VIA威盛公司VIA威盛是台湾一家主板芯片组厂商,收购了前述的Cyrix和IDT的cpu部门,推出了自己的CPU6.国产龙芯GodSon小名狗剩,是国有自主知识产权的通用处理器,目前已经有2代产品,已经能达到现在市场上INTEL和AMD的低端CPU的水平,在路由器中，无论在中低端路由器还是在高端路由器中，CPU都是路由器的心脏。通常在中低端路由器中，CPU负责交换路由信息、路由表查找以及转发数据包。在上述路由器中，CPU的能力直接影响路由器的吞吐量（路由表查找时间）和路由计算能力（影响网络路由收敛时间）。在高端路由器中，通常包转发和查表由ASIC芯片完成，CPU只实现路由协议、计算路由以及分发路由表。由于技术的发展，路由器中许多工作都可以由硬件实现（专用芯片）。CPU性能并不完全反映路由器性能。路由器性能由路由器吞吐量、时延和路由计算能力等指标体现处理器厂商介绍-2参见internet资料处理器介绍–更多电源散热，内存散热，显卡散热，硬盘散热，机箱散热，CPU散热等。散热的方式有辐射散热、传导散热、对流散热、蒸发散热通常计算机散热方式有两种：风冷和液冷。主机部分–散热器主板（MainBoard/MotherBoard），它安装在机箱内，是微机最基本的也是最重要的部件之一。主板一般为矩形电路板，上面安装了组成计算机的主要电路系统，一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、键盘和面板控制开关接口、指示灯插接件、扩充插槽、主板及插卡的直流电源供电接插件等元件。主机部分–主板芯片部分BIOS芯片：是一块方块状的存储器，里面存有与该主板搭配的基本输入输出系统程序。能够让主板识别各种硬件，还可以设置引导系统的设备，调整CPU外频等。南北桥芯片：横跨AGP插槽左右两边的两块芯片就是南北桥芯片。南桥多位于PCI插槽的上面；而CPU插槽旁边，被散热片盖住的就是北桥芯片。芯片组以北桥芯片为核心，一般情况，主板的命名都是以北桥的核心名称命名的（如P45的主板就是用的P45的北桥芯片）。北桥芯片主要负责处理CPU、内存、显卡三者间的“交通”，由于发热量较大，因而需要散热片散热。南桥芯片则负责硬盘等存储设备和PCI之间的数据流通。南桥和北桥合称芯片组。RAID控制芯片：相当于一块RAID卡的作用，可支持多个硬盘组成各种RAID模式。主机部分–主板构成扩展槽部分所谓的“插拔部分”是指这部分的配件可以用“插”来安装，用“拔”来反安装。比如：内存，PCI,PCI-X,PCI-E,AGP等主机部分–主板主机部分–主板图处理器内存插槽集成显卡VGA接口集成显卡DVI接口PCI插槽软驱接口IDE接口PCI-E插槽SATA接口北桥南桥对外接口部分硬盘接口：IDE,SATA,SAS等软驱接口、COM接口（串口，RS-232）、PS/2、USB、LPT接口（并口）、RJ-45/RJ-11(网口)、eSATAMIDI接口：声卡的MIDI接口和游戏杆接口是共用的。接口中的两个针脚用来传送MIDI信号，可连接各种MIDI设备，例如电子键盘等，现在市面上已很难找到基于该接口的产品。USB：USB2.0标准最高传输速率可达480Mbps主机部分–主板内存（Memory）：内存是计算机中重要的部件之一，它是与CPU进行沟通的桥梁。计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的，因此内存的性能对计算机的影响非常大。内存也被称为内存储器，其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。只要计算机在运行中，CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运算，当运算完成后CPU再将结果传送出来，内存的运行也决定了计算机的稳定运行。内存是由内存芯片、电路板、金手指等部分组成的。主机部分–内存内存容量同硬盘、软盘等存储器容量单位都是相同的，它们的基本单位都是字节（B），并且：1024B=1KB=1024字节=2^10字节（^代表次方）1024KB=1MB=1048576字节=2^20字节1024MB=1GB=1073741824字节=2^30字节1024GB=1TB=1099511627776字节=2^40字节1024TB=1PB=1125899906842624字节=2^50字节1024PB=1EB=1152921504606846976字节=2^60字节1024EB=1ZB=1180591620717411303424字节=2^70字节1024ZB=1YB=1208925819614629174706176字节=2^80字节主机部分–内存主机部分–内存内存按性能分：ECC,REG,FBD内存按代分：DDR,DDR2,DDR3内存按频率分：133，333，533，667，800。。。内存按用途分：服务器内存，台式机内存，笔记本内存内存不是同一代的不能混用（事实插槽也插不上），同一代内存混用，内存工作在最低频段。主机部分–内存硬盘（HardDisk，HardDiscDrive），是电脑主要的存储媒介之一，由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成。这些碟片外覆盖有铁磁性材料。绝大多数硬盘都是固定硬盘，被永久性地密封固定在硬盘驱动器中。主机部分–硬盘硬盘接口ATA全称AdvancedTechnologyAttachment，是用传统的40-pin并口数据线连接主板与硬盘的，外部接口速度最大为133MB/s，因为并口线的抗干扰性太差，且排线占空间，不利计算机散热，将逐渐被SATA所取代。主机部分–硬盘IDEIDE的英文全称为“IntegratedDriveElectronics”，即“电子集成驱动器”，俗称PATA并口。SATA使用SATA（SerialATA）口的硬盘又叫串口硬盘，是未来PC机硬盘的趋势。2001年，由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、迈拓这几大厂商组成的SerialATA委员会正式确立了SerialATA1.0规范，2002年，虽然串行ATA的相关设备还未正式上市，但SerialATA委员会已抢先确立了SerialATA2.0规范。SerialATA采用串行连接方式，串行ATA总线使用嵌入式时钟信号，具