01計算機基本組成

2021-07-01 20:47:34 字數 3519 閱讀 2934

cpu的內部整合了一些指令集,所有軟體的執行都需要cpu中的這些指令集來完成。根據指令集的不同,cpu被分為兩類:含有精簡指令集的cpu和含有複雜指令集的cpu。

1.才有精簡指令集的cpu

精簡指令集=reduced instruction set computing,risc

採用精簡指令集的cpu的指令較為精簡,每條指令的執行時間很短,完成的操作也很單純,指令的執行效能較好;但是如果要做一些複雜的操作,則需要多個指令來協同完成。

常見的精簡指令集cpu有:

a)sun公司的sparc系列

常應用於學術領域的大型工作站

b)ibm公司的power architecture(包括power pc)

索尼的ps3

c)ibm公司的arm系列

常用於手機、pda、導航系統、網路裝置等

ps:目前世界上使用最廣泛的cpu事arm。

2.複雜指令集

複雜指令集=complex instruction set computing,cisc

每一條指令較為複雜,因為執行的時間比較長,但是每條指令處理的工作較為豐富。

常見的複雜指令集的cpu:amd、intel、via等x86架構的cpu。

由於這些採用了複雜指令集的x86架構的cpu常常被用在個人計算機上,所以個人計算機常常就被稱為x86計算機。

x86架構的cpu最早由因特爾開發,並且它將cpu從8位提公升為16位、32位。後來,amd公司基於x86架構開發出了64位的cpu。所以64位cpu的架構叫做x86_64,非64位cpu的架構仍然叫做x86。

超級計算機supercomputer

運算速度最快的計算機,運用在軍事、太空等。

大型計算機mainframe computer

功能上不及超級計算機,但也可以用來處理大量資料與複雜計算。如大型企業的主機、大型企業的資料庫。

迷你計算機minicomputer

主機可以放在一般場所,無需像大型計算機一樣要專門搞個空調房給它。

工作站workstation

**比迷你計算機低,效能比個人計算機好。

微電腦microcomputer

就是個人計算機=pc

0/1稱為一位,用bit表示

8個bit=1byte,叫做乙個位元

cpu的運算速度常用mhz、ghz,表示一秒鐘傳輸多少m、多少g。

網路傳輸使用的單位是mbit/s,即每秒鐘傳輸多少mbit。

北橋晶元

負責連線速度較快的cpu、記憶體、顯示卡等。

北橋的匯流排稱為系統匯流排,是記憶體傳輸的主要通道,速度較快。

匯流排中每次傳送的位數稱為匯流排寬度。

北橋支援的頻率稱為前段匯流排速度front side bus=fsb

匯流排頻寬=fsbx匯流排寬度,指的是每秒鐘傳輸的最大資料量。

目前常見的匯流排寬度由32/64位。

南橋晶元

負責連線速度較慢的周邊介面,包括:硬碟、usb、網絡卡等

南橋的匯流排稱為輸入輸出匯流排。

ps:amd和因特爾的不同之處在於,前者的記憶體直接與cpu相連而不同過北橋晶元,而後者是記憶體通過北橋晶元與cpu相連。由於前者不通過北橋晶元,所以cpu和記憶體的傳輸效率相對較高。

外頻 指cpu與外部組建進行資料傳輸時的速度。

倍頻 指cpu內部用來加速工作效能的乙個倍速。

ps:兩者相乘才是cpu 的頻率。

ps:cpu每次能處理的資料量稱為字組大小word size,字組大小依據cpu的設計有32/64位。

我們現在稱計算機是32/64位是根據cpu的字組大小來的。

我們平時所說的記憶體的全名叫做動態隨機訪問儲存器=dynamic random access memory=dram.

dram是一種揮發性記憶體,只有它通電的時候才能被使用,斷電資料就消失。

dram分為:

1. sdram

2. ddr sdram

ddr=double data rate

所以他的傳輸速度比sdram要快。

ps:對伺服器而言,記憶體的容量比cpu的速度更加重要。

ps:cpu與記憶體的外頻應該相同才好。

記憶體的雙通道設計:

匯流排寬度一般是64位,也就是每次匯流排從記憶體中讀寫64位資料,若在主機板上插兩根記憶體條,那麼匯流排寬度就達到128位,從而提公升了記憶體的讀寫速度。在主機板上插兩根記憶體條的設計就叫做雙通道設計。

但是要啟動雙通道功能,安插的兩根記憶體條必須型號一樣,大小一樣,這樣才能整體上提公升記憶體的讀寫速度。

dram與sram

dram就是我們平時所說的記憶體,它的全稱叫做動態隨機訪問儲存器。而sram的全程叫做靜態隨機訪問儲存器,他就是cpu中的第二層快取記憶體l2 cache。

sram可以用在很多不同的地方,而cpu中的第二層快取記憶體就是選擇sram作為儲存器。由於l2 cache整合在cpu內部,cpu讀取資料無需再經過北橋從記憶體中獲取,直接從l2 cache中獲取,從而能提公升效能。

rom=read only memory唯讀儲存器

ram分為dram和sram,他們都是揮發性儲存器,計算機沒電的時候他們的資料也就丟失。而rom是一種非揮發性儲存器,因為它含有一塊電池,當計算機斷電時仍能夠儲存資料。

cmos和bios都是唯讀儲存器rom。cmos中記錄了一些配置資訊,bios中記錄了一套程式。他們在斷電的情況下通過電池供電,從而這些資料一直被儲存著。

ps:由於現在的計算機發展太快,bios中的程式也需要更新,若仍然採用唯讀儲存器rom,那麼無法更新bios中的程式,所以現在的bios一般使用快閃儲存器flash memory貨eeprom儲存。

顯示卡又叫做vga=video graphics array。

圖形影響的顯示質量的好壞重點在於解析度和色彩深度。

由於顯示的每乙個畫素都會占用記憶體,因此顯示卡上面也有個儲存器,而這個儲存器的大小直接影響顯示的效果。

早期時候3d的運算是交給cpu去處理的,為了減少cpu的負擔,所以在顯示卡上設定乙個處理器,這個處理器就是gpu。

硬碟執行時,主軸馬達讓碟片轉動,機械手臂可以伸縮,讓讀取頭在碟片上面進行讀寫操作。

由於單一碟片容量有限,因此往往乙個硬碟由多個碟片構成。

硬碟的最小儲存單位是扇區,每個扇區的大小是512bytes,這個值是不可改變的。

扇區組成的環叫做磁軌。上下的所有磁軌構成柱面。

柱面是分割硬碟的最小單位。

硬碟的介面有三種:

1. ide

每秒傳輸133兆

2. sata

sata-1每秒傳輸150兆,sata-2每秒傳輸300兆,目前個人計算機都已使用sata。

3. scsi

這個介面含有乙個處理器,硬碟的讀寫操作由這個處理器完成,從而提公升計算機整體效能。

常用的英文編碼表是askii,每個字元佔1b,因此總共有2的8次方中變化=256。

中文編碼表常用gb2312,每個字元佔2b,定義了一萬三千多個字。但是,這個編碼表對於資料庫儲存有問題,從資料庫讀出資料的時候有些字會被讀錯。

為了解決這個問題,出現了unicode編碼表,就是utf-8。

計算機的基本組成

計算機的基本組成 計算機的工作過程 馮 諾依曼機制 計算機系統的體系結構 原碼,反碼,補碼,bcd碼 二進位制的原碼,反碼及補碼 補碼 邏輯運算 邏輯運算 與 非 異或 定義 連線計算機各部件之間或各計算機直接的一束公共資訊線,它是計算機中傳送資訊 的公共途徑 特點 分類 資訊分類 物件位置分類 匯...

計算機的基本組成

在馮諾依曼提出 儲存程式 的概念時,人們便以此概念為基礎將各類計算機統稱為馮諾依曼機,他的特點可以歸納為如下幾點 1 計算機由運算器 儲存器 控制器 輸入裝置和輸出裝置五大部件組成。2 指令和資料以同等地位存放於儲存器內,並且可按位址尋找並訪問。3 指令和資料均以二進位制數表示。4 指令由操作碼和位...

計算機的基本組成

一 馮.諾依曼計算機的特點 注 馮.諾依曼是美籍匈牙利人,被譽為現代計算機之父 1 運算器 控制器 儲存器 輸入裝置 輸出裝置 運算器 alu 和控制器 cu 組成cpu 2 指令和資料以同等地位存放於儲存器,可按位址尋訪 3 指令和資料用二進位制表示 4 指令由操作碼和位址碼組成 5 核心部分是儲...