計算機硬體的五大單元以及CPU的種類

2021-07-30 16:57:03 字數 2547 閱讀 2315

計算機硬體的五大單元

輸入單元:包括鍵盤、滑鼠、卡片閱讀器、掃瞄器、手寫板、觸控螢幕等等一大堆;

主機部分:這個就是系統單元,被主機機殼包住了,裡面有cpu與住儲存器等;

輸出單元:例如螢幕印表機等;

我們主要透過輸入裝置如滑鼠與鍵盤來將一些資料輸入到主機裡面,然後再由主機的功能處理成圖示或者文章等資訊後,將結果傳輸到輸出裝置,如螢幕或者印表機上面,重點在於主機裡面含有什麼元件呢?如果你曾今拆開過計算機主機殼,會發現其實主機裡面最重要的是一塊主機板,上面安插了**處理器(cpu)以及住儲存器還有一些介面卡裝置而已。

整個主機的重點在於**處理器(central processing unit,cpu),cpu為乙個具有特定功能的晶元,裡面含有微指令集,如果你想要主機進行什麼特異的功能,就要參考這顆cpu是否有相關內建的微指令集才可以。由於cpu的工作主要在於管理與運算,因此cpu內又可以分為兩個主要單元,分別是算數邏輯單元與控制單元。其中邏輯單元主要負責程式運算與邏輯判斷,控制單元則主要是在協調各周邊元件與個單元的工作。

既然cpu的重點是在進行運算與判斷,那麼要被運算與判斷的資料是從**來的?cpu讀取資料時從主儲存器來的。主儲存器中的資料則是從輸入單元所傳輸進來的。而cpu處理完畢的資料也必須要先寫回主儲存器中,最後資料才從主儲存器到輸出單元。

綜合上面所說,我們會知道其實計算機是由幾個單元所組成的,包括輸入單元、輸出單元、cpu內部控制單元,算數邏輯單元與主儲存器五大部分。如下圖所示:

上圖中的系統單元,其實是指計算機機殼內的主要元件,而重點在於cpu與主儲存器。特別是實線部分的傳輸方向,基本上資料都是進過主儲存器再轉出去,至於資料會流入流出記憶體則是cpu所發布的控制命令,而cpu所處理的資料則完全來自於主儲存器。

cpu的種類

如前面所說,cpu其實內部已近含有一些小指令集,我們所使用的軟體都要經過cpu內部的微指令集來達成才行。那這些微指令集的設計主要又被分為兩種種類:分別是精簡指令集(risc)與複雜指令集(cisc)系統。

精簡指令集(reduced instruction set computing, risc)

這種cpu的設計中,微指令集較為精簡,每個指令的執行時間都很短,完成的動作也很單純,指令的

執行效能較佳; 但是若要做複雜的事情,就要由多個指令來完成。常見的 risc 微指令集 cpu 主要例

如昇陽(sun)公司的 sparc 系列、 ibm 公司的 power architecture(包括 powerpc)系列、與 arm 系

列等。

在應用方面,sparc 架構的計算機常用於學術領域的大型工作站中,包括銀行金融體系的主伺服器也

都有這類的計算機架構; 至於 powerpc 架構的應用上,例如新力(sony)公司出產的 play station

3(ps3)就是使用 powerpc 架構的 cell 處理器; 那 arm 呢?你常使用的各廠牌手機、pda、導航系

統、網路裝置(交換器、路由器等)等,幾乎都是使用 arm 架構的 cpu 喔! 老實說,目前世界上使用

範圍最廣的 cpu 可能就是 arm 呢!

複雜指令集(complex instrcution set computer,sisc)

與risc不同的,cisc在微指令集的每個小指令集可以執行一些較低階的硬體操作,指令數目多而且複雜,每條指令的長度並不相同。因為指令執行較為複雜所以每條指令花費的時間較長,但每條個別指令可以處理的工作較為豐富。常見的cisc微指令集cpu主要有cmd、inter、via等的x86架構的cpu。

由於amd、intel、via所開發出來的x86架構被大量適用於個人計算機,因此個人計算機常被稱為x86架構的計算機。為何被稱為x86計算機呢。這是因為最早那顆intel發展出來的cpu代號稱為8086,後來依次架構又開發出80286,80386…,因此這種架構的cpu就被稱為x86架構了。

在 2003 年以前由 intel 所開發的 x86 架構 cpu 由 8 位公升級到 16、32 位,後來 amd 依此架構修改新一代的 cpu 為 64 位, 為了區別兩者的差異,因此 64 位的個人計算機 cpu 又被統稱為 x86_64 的架構喔!

介面裝置

單有 cpu 也無法運作計算機的,所以計算機還需要其他的介面裝置才能夠實際運作。 除了前面稍微提

到的輸入/輸出裝置,以及 cpu 與主儲存器之外,還有什麼介面裝置呢? 其實最重要的介面裝置是主

板!因為主機板負責將所有的裝置通通連線在一起,讓所有的裝置能夠進行協調與溝通。 而主機板上面最

重要的元件就是主板晶元組!這個晶元組可以將所有的裝置匯集在一起!

其他重要的裝置還有:

儲存裝置:儲存裝置包括硬碟、軟盤、光碟、磁帶等等;

顯示裝置:顯示介面卡對於玩 3d 遊戲來說是非常重要的一環,他與顯示的精緻度、色彩與分辨

率都有關係;

網路裝置:沒有網路活不下去啊!所以網路卡對於計算機來說也是相當重要的!

一天幾個linux命令 計算機硬體的五大單元

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