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計算機硬件簡述

主板 像素 區分 明顯 鎖定 bio img ddr3 放置

零、CPU的機構 一、CPU的工作頻率:外頻與倍頻 二、32位與64位 三、內存 四、顯示適配器 五、硬盤 六、主板 七、電源供應器 零、CPU的架構 1.精簡指令集(RISC)與復雜指令集(CISC)系統 2.計算機包括輸入單元、輸出單元、CPU內部的控制單元、算數邏輯單元與主儲存器五大部分。 技術分享圖片 技術分享圖片

一.CPU的工作頻率:外頻與倍頻 1.倍頻:CPU內部用來加速工作效能的一個倍數(可理解為CPU的內部運算速度) 2.外頻:CPU與外部組件進行數據傳輸時的速度 3.CPU的頻率速度:倍頻 x 外頻 = CPU的頻率速度(如Inter Core 2E8400 的內頻為3.0MHz,而外頻是333MHz,因此倍頻就是9倍)
4.超頻:更改CPU的倍頻或是外頻,但由於CPU的倍頻通常在出廠時已經被鎖定,因此較常被超頻的為外頻。(超頻雖然可以提升CPU的頻率速度,但因為頻率並非正常速度,可能會造成宕機等問題) 5.現在Inter的CPU會自動超頻。例如 i7-4790 CPU的規格中,基本頻率為3.6GHz,但是最高可自動超頻到4GHz!透過的是Inter的turbo技術。同時,如果沒有大量的運算需求,該CPU頻率會自動降到1.xGHz左右,以此達到省電節能的目的。(可以通過cpu-z來觀察CPU頻率) 二、32位與64位 1.CPU與總線‘寬度‘:CPU有頻率,而主儲存器也有其工作頻率,這個頻率限制由CPU內的內存控制器決定。例如,CPU內建的內存控制芯片對主儲存器的工作頻率最高可達到1600MHz(這只是工作頻率,每秒幾次),假設每次頻率能夠傳輸的數據量為64位,這個64位就是所謂的‘寬度‘了。因此,CPU可以從內存中取得的最快帶寬就是1600MHz * 64bit = 1600MHz * 8 bytes = 12.8Gbyte/s.
2.32位與64位的區別:CPU每次能夠處理的數據量稱為字組大小(Word size),字組大小依據CPU的設計而有32位與64位。我們現在所稱的計算機是32或64位主要是依據這個CPU解析的字組大小而來的!(32位CPU最多只能支持最大到4GBytes的內存) 3.CPU等級:由於x86架構的CPU在Inter的Pentium系列(1993年)後就有不同的腳位與設計,為了將不同種類的CPU規範等級,所以就有了i386,i586,i686等名詞。(一些註明給x86_64使用的軟件,會在32位上使用不了;但是32位的軟件,64位的可以使用) 4.超線程(Hyper-Threading, HT):
時間輪效果。通過HT機制,如果CPU有4個實體核心,則操作系統可以抓到8個核心。(但在某些情況下可能會導致性能變低,畢竟實際上只有4個核心嘛) 三、內存 1.個人計算機的主儲存器主要組件為動態隨機存取內存(DRAM),隨機存取內存只有在通電時才能記錄與使用,斷電後數據就消失,因此我們也稱這種RAM為揮發性內存。 2.DRAM使用上較廣泛的有SDRAM與DDR SDRAM兩種。這兩種內存的差別除了在於腳位與工作電壓上不同之外,DDR是所謂的雙倍數據傳輸速度(Double Data Rate),它可以在一次工作周期中進行兩次數據的傳輸,感覺上就好像是CPU的倍頻了。新一代pc大多使用DDR內存了。 3.DDR SDRAM 又依據技術的發展,有DDR, DDR2, DDR3, DDR4 等等,其中, DDR2的頻率倍數為4倍,而DDR3則是8倍。 4.DDR3與DDR3L的區別:為了節省更多的電力,新的制程中降低了主儲存器的操作電壓,因此DDR3標準電壓為1.5V,但DDR3L的標準電壓為1.35V。(但並非所有的系統都同步支持,如果DDR3L安插在不支持的主板上,DDR3L主儲存器有可能被燒毀哦) 5.內存容量:由於所有的數據都要等到加載內存當中才能被CPU讀取,通常越大的內存代表越快速的系統,這是因為系統不用常常釋放一些內存內部的數據。 6.多通道設計:傳統的總線寬度為64位,為了加大這個寬度,芯片組廠商就將兩個主儲存器匯整在一起,如果一支內存可達64位,兩支內存就可以達到128位了,這就是雙通道設計理念。 四、顯示適配器 1.顯示適配器又稱為VGA,一般對於圖形影像的顯示重點在於分辨率與顏色深度,因為每個圖像顯示的顏色會展用掉內存,因此顯示適配器上面會有一個內存的容量,這個顯示適配器內存容量將會影響到你的屏幕分辨率與顏色深度。 2.GPU稱謂的由來:由於一些3D遊戲與動畫的流行,對於顯示適配器的運算能力越來越重要。而早期一些3D運算是交給CPU來運行的,但是CPU並非完全針對這些3D來進行設計,而且CPU平時已經非常忙碌了。因此顯示適配器廠商直接在顯示適配器上面嵌入一個3D加速的芯片,這就是所謂的GPU。 3.假設你的桌面使用1024 x 768分辨率,且使用全彩(每個像素占用3bytes容量),請問你的顯示適配器至少需要多少內存才能使用這樣的彩度? 因為1024x768分辨率中會有786432個像素,每個像素占用3bytes,所以總共需要2.25MBytes以上才行,但考慮到頻率的更新率,顯示適配器的內存還是越大越好。 五、硬盤 技術分享圖片技術分享圖片 1.實際的數據都是寫在具有磁性物質的磁盤上,而讀寫主要是偷狗在機械手臂上的讀取頭來達成。實際運作時,主軸馬達讓磁盤轉動,然後機械手臂可伸展讓讀取頭在磁盤盤上頭進行讀寫的動作。另外,由於單一磁盤的容量郵箱,因此有的硬盤內部會有兩個或以上的磁盤盤。 2.固態硬盤的誕生:傳統硬盤有個很致命的問題,就是需要驅動馬達去轉動磁碟盤——這會造成很嚴重的磁盤讀取延遲!想想看,你跌先要知道數據在哪個扇面上,然後再命令馬達開始轉,之後再讓讀取頭去讀取正確的數據。另外,如果數據放置的比較離散(扇區分布比較廣又不連續)(整理磁盤碎片就是在這裏誕生的),那麽讀寫的速度就會延遲的更明顯!後來廠商拿閃存制作高容量設備,由於沒有讀寫頭與磁碟盤(都是內存),它已經不是磁盤了,但為了方便稱呼,仍稱為磁盤!與傳統磁盤(HDD)不同,稱為固態硬盤(SSD)。 3.固態硬盤的好處:它沒有馬達不需要轉動,而是透過內存直接讀寫的特性,因此除了沒數據延遲且快速外,還很省電。(早期的SSD有寫入次數的限制,因此壽命很短) 4.選購須知: a.大多數使用方式是使用SSD作為系統碟,然後數據存儲放置在HDD上; b.HDD容量一般為TB級,而SSD容量在256GB左右; c.硬盤上含有一個緩沖存儲器,主要可以將硬盤內常使用的數據快存起來,以加速系統的讀取效能,主流可達64MB左右大小; d.因為硬盤主要是利用主軸馬達轉動磁盤來存取,因此轉速快慢會影響到性能。主流的桌面計算機硬盤為每分鐘7200轉,筆記本為5400轉。若有需求,可以考慮購買高轉速硬盤。 e. 由於硬盤內部機械手臂上的磁頭與硬盤的接觸是很細微的空間,如果有抖動或者是臟汙在磁頭與硬盤盤之間就會造成數據的損壞或者是實體硬盤整個損毀。(操作系統正常關機,才能使機械手臂回歸原位,才能有比較好的保養) 六、主板 1.發揮擴充卡效能需考慮的插槽位置:如果我的x16的卡裝在x16的插槽,但是這個插槽僅有x4的電路設計,這張卡仍然可以運作,這就是PCle的好處!它可以讓這張卡僅使用x4的電路來傳送數據,而不會無法使用,但是這個卡的極限性能,就會只剩下4/16 = 1/4 了。 2.設置I/O地址與IRQ中斷信道:由於計算機的組件太多,主板芯片組負責溝通時就要用到I/O地址和IRQ了。如果把I/O地址想象成各裝置的門牌號的話,那麽IRQ就可以想成時各個門牌連接到郵件中心(CPU)的專門路徑!各裝置可以透過IRQ中斷信道來告知CPU該裝置的工作情況,以方便CPU進行工作分配的任務。 3.CMOS 與 BIOS:CMOS主要的功能是記錄主板上的重要參數,包括系統時間、CPU電壓與頻率、各項設備的I/O地址與IRQ等,由於這些數據的記錄需要花費電力,因此主板上才有電池。 BIOS為寫入到主板上某一塊flash或EEPROM的程序,它可以在開機的時候執行,以加載CMOS中的參數,並且呼叫儲存裝置中的開機程序,進一步進入到操作系統當中。BIOS程序可以修改CMOS中的數據。 4.連接借口設備的借口:PS/2界面——老式鼠標與鍵盤的借口,目前漸漸被USB借口取代; USB界面——為了方便區分,USB3.0為藍色的插槽顏色; 聲音輸入、輸出與麥克風; RJ-45網絡頭; HDMI——連接屏幕。 技術分享圖片

七、電源供應器 1.能源轉換率:如果你的主機系統需要300W的電力時,因為電源供應器本身也會消耗一部分的電力,因此最好挑選400W以上的電源供應器。能源轉換率越高越好。 2.選購須知:a.雖然自行組裝的計算機比較便宜,但是每項設備之間的適合性並不完美,推薦買品牌計算機的服務器。 b.效能方面並非僅考慮CPU的能力,速度的快慢與整體系統中最慢的那個設備有關! 技術分享圖片

3.系統不穩定的可能原因:系統超頻; 電源供應器不穩; 內存無法負荷; 系統過熱

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