Linux系统学习 —— 计算机基础(笔记篇)

一、电脑硬件

电脑硬件由输入,控制计算,输出三部分组成。

  • 输入部分包括键鼠,读卡器(外部接口),扫描仪(打印机的扫描仪)。
  • 计算控制部分包括CPU , 内存,硬盘,适配卡(用于计算的各种内置运算中心, e.g. 声卡 , 显卡)
  • 输出部分包括各种外设,屏幕等。
CPU

CPU 由两个主要部分组成,算术逻辑单元,控制单元,还有一些小的部件,内存控制器,缓存(L1,L2,L3)。CPU有两种指令集,精简指令集,复杂指令集(对应x86-64 == x64 == 64位系统)。

CPU的速度和性能主要基于两个指标:CPU频率(CPU每秒可以传输多少次信息),CPU指令集大小于内容。

CPU 的频率分为內频与外频,內频对缓存的数据进行计算,外频对内存中的数据进行提取。超频是超过最大频率是相当不稳定的。

  1. CPU的多核心 :分成两种形式原生多核和封装多核,原生多核就是每一个核心都有自己独立自主的一条流程线,封装会共用信息传输的总线,原生多核在负载比较好的时候是远好于封装多核的,因为封装多核心会争夺总线的使用权。

  2. CPU的多线程 :要知道CPU 的多线程是仅仅在英特尔类 CPU 的概念, 在一个核心中使用控制单元来输入多个线程。

显卡(GPU, VGA )

显卡将会提供计算与显示服务,在一般情况下,显卡可以看成一个巨型的CPU单元,辅助CPU完成各类计算。

在选购显卡的时候,显卡要和屏幕的刷新率+分辨率相匹配,用最基本的RGB颜色来看,每个像素块占用 3B 空间,相对 2560 * 1600 的屏幕 每次刷新就至少需要11.8MB 的显存,如果是 165Hz 的刷新率,那就需要1.89G 的显存至少,实际使用中最好再乘以3。

存储
硬盘(外存)

硬盘近些年还是分成两种,一种是机械硬盘(HDD),另一种是固态硬盘(SSD)。常规的机械硬盘的存储方式是使用磁头找磁盘,磁盘的磁头(或者叫机械手臂)找磁区,但是这种读入会比较慢,尤其是小部分拼接的时候。另一种固态硬盘,使用闪存的形式直接得到,不用机械手臂了。

内存

DRAM(动态随机存取存储器) ,经常被用作内存,SRAM(静态随机存取存储器),常用作CPU的缓存。

BIOS , CMOS
扩展卡

现在的扩展卡的通道一般都是PCIe , 会有一些PCI 的提供给老式的。一般来说会有两个PCI 通道是由CPU 提供支持,剩下一个交给其他设备支持,一般的CPU设备智能支持最多 16个通道的设备,所以在插入某些 16x 通道中可能会只有 8通道的效果。

主机电源

分为输入功率(设备用电量),输出功率(给电脑的供电量)。

二、电脑软件

在常见的机器中底层编码都是二进制编码,对字符的编码主要符合两个标准(ASCII , UTF-8(万国编码))。

我们与机器直接交流要使用机器的语言(机器语言),但是在这上面编码太麻烦了需要花费大量精力,于是有了操作系统(OS)来控制整个机器,操作系统会提供一些API 接口供上层软件使用,同时操作系统还会对底层的硬件进行内存,进程的控制。

整个的流程如下图所示

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