計算機系統004 硬體元件概況

2021-09-11 11:32:42 字數 1425 閱讀 1315

有一段時間沒有更新,一來最近事務繁忙,二來也重新整理了下硬體及作業系統相關知識,以便形成部分後續章節內容概要,避免凌亂。希望遲來的更新對大家依然有所幫助,同樣,如有疑慮,歡迎提出以便及時修正。

本篇假設讀者對計算機只是了解有限,將比較細緻地概括計算機中主要單元的外觀及特性,因此濕貨較多,便於形成印象,如已有基礎,可選擇略過本篇內容。

日常生活中,我們能看到的計算機裝置通常如下圖所示(膝上型電腦以及平板電腦可模擬)。

從外觀來看,輸入/輸出單元很直觀,但記憶體、處理以及控制單元卻無法直接看到,為了進一步了解相關知識,不得不掀開機箱(所謂system unit)的蓋頭來。

我國電壓標準是220v 50hz交流電,而計算機裝置內部採用的是高密度積體電路等器件,不可能承受220v的高壓,因此使用前還需要降壓。降壓的原理前面也提過,兩邊的線圈本身存在一定電阻,有電阻就會產生熱能,因此需要風扇參與降溫,保證電源供電的穩定性,從而提供計算機裝置器件穩健執行的基礎。

而光碟機就是為了能夠讀取光碟才存在的,有了光碟機,在未接通網路或網路不佳的電腦上也能夠安裝大資料(4gb以內)的資料,但出現4gb以上軟體時,則不得不分割檔案後使用多個碟片分別儲存,讀入電腦後重新拼接。

如果你要問我為什麼叫做硬碟,那可以看看下圖,從碟片的顏色應該就能知道硬碟的硬,並非浪得虛名。

只有遵循遊戲規則,才能找到願意一起玩耍的朋友,硬體廠商們也是一樣,誰都想壟斷市場制定標準,但誰也不可能單獨完成,因此只好各自博弈,創造出一套遊戲規則,保持正常運轉。

這些介面及擴充套件插槽主要用於支援輸入輸出裝置,鍵盤也好,滑鼠也罷,都通過各自線纜連線到介面上,開始協作。

現在我們對計算機內部硬體已經有了一定了解,實質上計算機完成的功能就是cpu處理ram和介面送入的資料或指令,處理完畢後存放在ram中或通過介面進行輸出。但有乙個問題不能避開不談,那就是,cpu和ram以及介面間是如何協作的?

從圖中可以看出,cpu和ram以及介面間均通過匯流排bus來協作。匯流排是為各計算機元件提供的一種資料傳送和控制邏輯的通用方式,每條線路在同一時間內都僅能負責傳輸乙個位元,因此必須同時採用多條線路(並行)才能傳送更多資料,這樣之後,所有匯流排可同時傳輸的資料數稱為寬度,單位為bit。而匯流排的頻寬則為:匯流排頻寬 = 頻率x寬度(bytes/sec)。

同時,圖中列出了3類匯流排:

這裡只是列出了抽象的概念,讓我們再進一步,看看實際的主機板上的匯流排究竟是如何連線的。

兩個新概念,北橋和南橋。整體而言,北橋連線高速內部裝置,南橋連線低速外部裝置。具體如下:

本篇主要目的是概括性介紹硬體五大元件外觀、基本原理以及協作方式,對於五大元件,後面將分別成篇進行**,這裡只需要了解到,計算機本質上是負責完成計算任務,計算方式(指令)以及資料所構成的任務描述需通過輸入裝置進行輸入,也可以其他方式提前儲存到記憶體中,至於運算結果,即可選擇同樣儲存在記憶體中,也可選擇相應輸出裝置進行輸出。

計算機系統006 硬體元件之RAM

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