1、计算机概论

计算机其实就是：『接受用户输入指令与数据， 经由中央处理器的数学与逻辑单元运算处理后，产生或储存有用的信息』。包括简易型计算器、手机、卫星定位系统 (GPS)、ATM、PC、可携带电脑、pad 、psp等等。

计算机硬件组成：
输入单元：键盘、鼠标、阅读机、扫描仪、手写板、触控屏、usb接口等
主机：主板、内存、硬盘、电源、cpu
输出单元：屏幕、音箱、打印机

       cpu:central processing unit,cpu是具有特定功能的芯片，含有相关的指令集。
       cpu的主要单元：算数逻辑单元和控制单元，算数逻辑单元负责程序运算和逻辑判断；控制单元负责协调各组件与各单元间的工作。
       cpu处理的数据来源：主存储器(内存)，主存储器的数据来源：输入单元或硬盘。cpu处理后的数据必须先写回主存储器中，最后传到输出单元或写入硬盘。硬盘即是输入单元也是输出单元。

数据流进/流出内存则是 CPU 所发布的控制命令！而 CPU 要处理的数据则完全来自主存储器！
      由上面的图示能知道，所有的单元都是由 CPU 内部的控制单元来负责协调的，因此 CPU 是整个计算机系统的最重要部分。
&&cpu指令集的设计主要又被分为两种设计理念：分别是精简指令集(RISC)与复杂指令集(CISC)系统。

  精简指令集(Reduced Instruction Set Computing, RISC)
      这种 CPU 的设计中，微指令集较为精简，每个指令的运行时间都很短，执行效能较佳； 但是若要做复杂的事情，就要由多个指令来完成。常见的 RISC 微指令集 CPU 主要有升阳(Sun)公司的SPARC 系列、 IBM 公司的 Power Architecture(包括 PowerPC)系列、 ARM 系列等。
      在应用方面， SPARC 架构的计算机常用于学术领域的大型工作站中，包括银行金融体系的主服务器也都有这类的计算机架构； 至的 PowerPC 架构的应用上，例如新Sony公司出产的 Play Station
3(PS3)就是使用 PowerPC 架构的 Cell 处理器； 常使用的手机、 PDA、导航系统、网络设备(交换器、路由器等)等，几乎都是使用 ARM 架构的 CPU 喔！  目前世界上使用
范围最广的 CPU 可能就是 ARM ！

      复杂指令集(Complex Instruction Set Computer, CISC)
      与 RISC 不同， CISC 在微指令集的每个小指令可以执行一些较低阶的硬件操作，指令数目多而且复杂， 每条指令的长度并不相同。因为指令执行较为复杂所以每条指令花费的时间较长， 但每条个别指
令可以处理的工作较为丰富。常见的 CISC 微指令集 CPU 主要有 AMD、 Intel、 VIA 等的 x86 架构的CPU。
      由于 AMD、 Intel、 VIA 所开发出来的 x86 架构 CPU 被大量使用于个人计算机(Personal computer)， 为何称为 x86计算机  这是因为最早的那颗 Intel 发展出来的 CPU 代号称为 8086，后来依此架构又开发出 80286, 80386...， 因此这种架构的 CPU 就被称为 x86 架构了。
      在 2003 年以前由 Intel 所开发的 x86 架构 CPU 由 8 位升级到 16、 32 位，后来 AMD 依此架构修改新一代的 CPU 为 64 位， 为了区别两者的差异，因此 64 位的个人计算机 CPU 又被统称为 x86_64 的架
构。
      ##  64/32 位兼容技术： AMD-AMD64, Intel-EM64T
           虚拟化微指令集： Intel-VT, AMD-SVM

&&接口设备
单有 CPU 是无法运作计算机的，所以计算机还需要其他的接口设备才能够进行运作。 除了前面稍微提到的输入/输出设备，以及 CPU 与主存之外，还有什么接口设备呢？ 其实最重要的接口设备是主
板！因为主板负责将所有的设备通通连接在一起，让所有的设备能够进行协调与沟通。 而主板上面最
重要的组件就是主板芯片组！这个芯片组可以将所有的设备汇集在一起！
其他重要的设备还有：
 储存装置：储存装置包括硬盘、软盘、光盘、磁带等等；
 显示设备：显示适配器(显卡)对与玩 3D 游戏来说是非常重要的的一环，与显示器的分辨率有关；
 网络装置：网卡

&&计算机分类(依据cpu的运转速度)划分：
超级计算机(super computor)
         国防军事、气象预测、太空科技，用在模拟的领域较多，需要空调设备。
大型计算机(mainframe computor) 
         具有数个高速的 CPU，功能上虽不及超级计算机，但也可用来处理大量资料和复杂的运算； 例如大型企业主机、全国性证券交易所等或者是大型企业的数据库服务器等，需要空调设备。
迷你计算机(Minicomputer)
         迷你计算机仍保有大型计算机同时支持多用户的特性，但是主机可以放在一般作业场所， 不必像前两个大型计算机需要特殊的空调场所。通常用来作为科学研究、工程分析与工厂的流程管理等。
工作站(Workstation)
         工作站的价格又比迷你计算机便宜许多，是针对特殊用途而设计的计算机。在学术研究与工程分析方面相当常见。
微电脑(Microcomputer)
        又称为个人计算机，体积最小，价格最低，但功能还是五脏俱全的！ 大致又可分为桌上型、笔记型等等。

目前的个人计算机效能已经够快了，甚至已经比工作站等级以上的计算机指令还快！ 但是工作站计算机强调稳定性，并且运算过程要完全正确，因此工作站以上等级的计算机在设计时考虑与pc是不同的(pc对稳定性和运行准确的要求没要其他计算机那么严格)！ 这也是工作站等级以上计算机售价较贵的原因。

        计算机的运算能力是由速度来决定的，而存放在计算机储存设备当中的数据容量也是有单位的。计算机依靠有没有通电来记录信息，理论上它只认识 0 不 1 而已。 0/1 称为 bit。但 bit实在太小了， 在储存数据时每个简单数据都会使用到 8 个 bits 的大小来记录。
   1 P = 1024 T
   1 T = 1024 G
容量换算1G=1024*1024*1024bytes
速度换算1GHZ=1000*1000*1000HZ    HZ = 1/s;
网络单位Mbps   Mbits per second  12M/s

扇区sector
磁盘上的每个磁道被等分为若干个弧段，这些弧段便是磁盘的扇区。
磁道
        当磁盘旋转时，磁头若保持在一个位置上，则每个磁头都会在磁盘表面划出一个圆形轨迹，这些圆形轨迹就叫做磁道。

相邻磁道之间并不是紧挨着的，这是因为磁化单元相隔太近时磁性会产生相互影响，同时也为磁头的读写带来困难，硬盘的一面通常有成千上万个磁道。在一些硬盘的参数描述如373～746，这表示最外圈的磁道有746个扇区，而最里面的磁道有373个扇区。
       在硬盘中无法被正常访问或不能被正确读写的扇区都称为Badsector。一个扇区能存储512Bytes的数据，如果在某个扇区中有任何一个字节不能被正确读写，则这个扇区为Badsector。每个扇区自身带有数十个Bytes信息数据，包括标识（ID）、校验值和其它信息。

Intel 芯片架构：

整个主板上面最重要的就是芯片组了！而芯片组通常又分为两个网桥来控制各组件的沟通， 分别是： (1)北桥：负责链接速度快的 CPU、主存储器、显卡等组件； (2)南桥：负责连接速度慢的硬盘、 USB、网卡等等。

AMD 芯片架构：

与Intel不同的地方在于主存储器是直接与 CPU 沟通而不通过北桥！ CPU的数据都是来自于主存储器，因此 AMD 为了加速这两者的沟通，所以将内存控制组件整合到 CPU当中， 理论上这样可以加速 CPU 不主存储器的传输速度。


  多核心则是在一颗 CPU 外壳中嵌入了两个以上的运算单元；不同的微指令集会导致 CPU 工作效率的优劣。CPU频率也是效能的重要指标，频率就是 CPU 每秒钟可以进行的工作次数。 所以频率越高表示这颗 CPU 单位时间内可以作更多的事情。不同的 CPU 之间不能单纯的以频率来判断运算效能，因为每颗 CPU的微指令集不相同，架构不同，频率目前仅能用来比较同款 CPU 的速度！

cpu外频、倍频、超频
        外频是cpu与外部组件进行数据传输时的速度，倍频是cpu内部用来加速工作效能的一个倍数,两者相乘是cpu的频率速度，
        如3.2Ghz的cpu,他的外频是333MHZ，那他的倍频就是3.2/0.333=9.6GHZ
        超频是将cpu的倍频或者是外频透过主板设定成较高频率的一种方式(一般只能设置外频，倍频是厂家固定)，比如9.6GHZ的倍频，将333设置为400，这时的cpu频率为：0.4*9.6GHZ=3.84GHZ的cpu频率。

        北桥称为系统总线，是内存、显卡数据交换的主要信道，速度较快。
        南桥称为IO总线，是联系硬盘、USB、网卡、打印机等接口设备。
        北桥支持的频率称为前端总线速度(front side bus,fsb，1600MHZ),每次传送的位数是总线宽度(32/64位)；
        总线带宽=fsb*总线宽度，即每秒传送的最大数据量。
        如：北桥带宽=1600MHZ*64bits=1600mhz*6bytes=12800MBytes/s=12.8GB/s

        cpu每次能够处理的数据量称为字组大小/数据宽度(word size 32/64位),32/64位计算机主要依据cpu字组大小确定；总线宽度与cpu字组大小可以不同。
        内存:Dynamic Random Access Memory DRAM  动态随机访问内存
        DDR：Double Data Rate 双倍数据速度，一次工作周期中进行两次数据传送；新一代内存大多采用DDR内存；
        cpu读取内存数据速度：字组大小*外频* 速度倍数，如：64bits*400MHZ*2=8bytes*400m/s*2=6.4GB/s
        挑选内存卡时，要考虑cpu，北桥，主板方面的考虑；
        1.cpu外频与内存外频一致性；

        内存的容量也是很重要的，如果内存容量不够大的话将会导致某些大容量数据无法被完整的加载， 此时内存中暂时没有使用的数据必须先释放，使可用内存大于该数据，新数据才能够被加载，所以，通常内存越大代表系统越快，这是因为系统不用常常释放内存。 以服务器来说，内存容量有时比 CPU 速度还要重要。

内存：双通道设计
          两条或2的倍数条内存就可以增加北桥总线宽度，从而增加cpu读取内存的速度。最好在配置时选择内存 品牌大小型号一致的内存。
二级高速缓存：cpu将常用的数据放在cpu的内存中，就不在经过北桥了，从而提升cpu读取速度；

  CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor），互补金属氧化物半导体，CMOS是Complementary Metal Oxide Semiconductor（互补金属氧化物半导体）的缩写。它是指制造大规模集成电路芯片用的一种技术或用这种技术制造出来的芯片。是电脑主板上的一块可读写的RAM芯片。因为可读写的特性，所以在电脑主板上用来保存BIOS设置完电脑硬件参数后的数据，这个芯片仅仅是用来存放数据的。
         BIOS(Basic Input Output System)是一套程序，这套程序是写死到主板上面的一个内存芯片中， 这个内存芯片在没有通电时也能够将数据记弽下来，那就是只读存储器(Read Only Memory, ROM)。  BIOS 对于个人计算机来说是非常重要的， 因为系统在开机时首先会去读取的一个小程序。
         显示适配器又称为 VGA(Video Graphics Array)，他对于图形影像的显示扮演相当关键的角色。 一般对于图形影像的显示重点在于分辨率与颜色深度，因为每个图像显示的颜色会占用掉内存， 因此显示适配器上面会有一个内存的容量， 这个显示适配器内存容量将会影响到最终屏幕分辨率与颜色深度。
         现在三度空间游戏(3D game)癿流行，因此显示适配器的『运算能力』越来越重要。 早期 3D 运算是交给 CPU 去处理的，但是 CPU 并非完全针对这些3D 来运行来设计的，且 CPU 已经非常忙碌了， 所以后来显示适配器厂商直接在显示适配器上面嵌入一个 3D 加速芯片，这就是所谓的 GPU 。
         显示适配器主要也是透过北桥芯片与 CPU、主存储器等沟通。

硬盘的物理组成
在硬盘盒里面其由圆形磁盘、机械手臂、 磁盘读取头、主轴马达所组成；