计算机基本原理简述
计算机五大单元
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CPU
:为一个具有特定功能的芯片,里头含有的微指令集,主要工作是管理与运算。想给主机赋予新特性,需要看CPU是否有相关内建的微指令集,若没有,则无法添加,CPU可分为两个主要单元:- 算数逻辑单元:负责程序运算与逻辑推断
- 控制逻辑单元:协调周边组件与各单元间的工作
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主存
:CPU读取的数据来自于主存,CPU处理完的数据通过主存输出输出到输出单元,同时读取外部存储装置数据(硬盘)也是通过主存 -
输入单元
:主存的数据是来自与输入单元的,通过主存将数据传给CPU运算处理 -
输出单元
:CPU处理完数据,传给主存,然后传输给输出单元 -
外部存储装置
:磁盘 -
x86架构与x86_64架构
- x86 CPU 由8位升级到16位再到32位
- x86_64 AMD在x86基础上创建了64位CPU
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位
:指CPU一次能读取的数据最大量
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由于CPU处理的数据都是来自主存,CPU本身运算能力很快,一般主机卡慢除了升级CPU外,最主要是增加内存,内存可以写入,写出的速度随着内存增加而增加,如果CPU是顶级的,内存不够也白搭
二、计算机架构与相关设备组件
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主板
:链接各组件,新的硬件设备(单元)只有与主板提供的接口相匹配(硬件)才能工作 -
芯片组
:位与主板上,芯片组的搭配的好坏直接影响主机效能。它由两部分组成:- 北桥:负责链接CPU、主存储器、显示适配器。现在已经将
主存储器整合到CPU当中了
,CPU与主存交互的数据量
不再受北桥容量约束 - 南桥:负责链接速度较慢的装置接口,硬盘、USB、网卡等
- 北桥:负责链接CPU、主存储器、显示适配器。现在已经将
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前端总线(FBS)
:CPU内的控制芯片与主存储器间的传输速度
。CPU与其他设备的连接都需要透过北桥,每个设备的频率需要相同,于是有了前端总线
4.外频与倍频
:CPU的指令周期需要比其他设备快,还需要满足FBS频率,所以就有了外频与倍频,CPU频率=外频 x 倍频
,CPU频率出厂被锁定,所以可以通过超频
来提升外频,即提高了设备响应速度,但非正常的速度,可能会导致宕机
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内存
:插在主存储器插槽上的存储设备,个人计算机主存储器的主要组件为动态随机内存(Dynamic Random Access Memory,DRAM)
,随机存储内存只有在通电才能记录与使用,断电数据就消失 -
多通道设计
:传统主存储器的总线宽度为64位,再加一条内存,则总和到了128位,此即双通道设计理念