《鳥哥的Linux私房菜》第0章 計算機概覽 讀書筆記
《鳥哥的Linux私房菜》
0計算機概覽
0.1概覽
0.1.1計算機概覽
計算機是什麼
接受命令或資料，經由CPU算術與邏輯運算，輸出或儲存成有用的資訊。
哪些電子裝置屬於計算機
PC、膝上型電腦、平板、智慧手機、電子計算器、微控制器、可穿戴裝置。
0.1.2 五大裝置
計算機是由什麼組成的
運算裝置、控制裝置、儲存裝置、輸入裝置、輸出裝置
五大裝置的關係
黑線：計算機工作流程線
藍線：CPU控制單元控制線
CPU
CPU是計算機中最重要的元件，它包括控制裝置和運算裝置。
控制裝置：協調計算機內各元件工作。
運算裝置：算術運算與邏輯判斷。
儲存裝置
儲存裝置分為記憶體和外存
記憶體是直接和CPU互動的，CPU從記憶體中提取資料，經處理後輸出結果到記憶體中。記憶體是隨機儲存器，隨著計算機斷電，記憶體中的資料會全部消失。所以在人們編輯文件的時候才會經常性的按儲存按鈕。
記憶體的存取速度很快存取速度很快，所有它可以直接和CPU連線傳輸資料，但它的造價高，而且隨機儲存，所以人們用發明了其他的儲存裝置彌補記憶體的缺點。
硬碟是一種大容量的儲存裝置，它不是隨機儲存的，斷電後會繼續儲存資料，而且他的成本相比記憶體非常低廉，所以硬碟常用來作為計算機的資料儲存盤。
U盤是一種便於移動的儲存裝置，人們經常使用它傳輸資料或隨身攜帶資料。
輸入裝置
鍵盤、滑鼠、觸控式螢幕、手寫板
輸出裝置
顯示器、印表機、音響、耳機、HDMI電視、投影儀
0.1.3計算機分類
超級計算機一般用於科學計算。
微控制器用於功能單一的智慧硬體。
這裡的微型機指的就是我們常用的電腦了，pc和筆記本都是x86架構的微型機。
0.1.4計算機的度量衡
儲存
我們知道當我們比較長度，面積，體積時都各有各的單位，那麼我們比較計算機的效能時使用什麼單位呢？
資訊儲存量的單位是bit（位）、byte（位元組）、K、M（ 兆）、G、T
（電力學上，1兆瓦=100萬瓦,資訊位元組學上，1兆位元組 =1MB=1 048 576位元組。）
1bit 用計算機中一個器件的有無電錶示，有電代表1，沒電代表0.
1byte = 8 bit
1K= 2^10 / 1024 byte
1M = 2^10 / 1024 K
速度
CPU 的時鐘頻率
主頻：CPU速度
外頻：CPU與記憶體傳輸資料速度，前段匯流排（FSB front side bus）
倍頻：主頻/外頻
（正斜槓與反斜槓的區別：在Windows系統中，正斜槓/表示除法，用來進行整除運算；反斜槓\用來表示目錄。在Unix系統中，/表示目錄；\表示跳脫字元將特殊字元變成一般字元（如enter,$,空格等）。）
CPU的時鐘頻率並不是衡量CPU速度的唯一標準，二級快取也能影響CPU速度。
Hz 週期/秒
KHz =1000Hz 一千
MHz =1000，000Hz 一百萬
GHz =1000，000，000Hz 十億
Hz是一個頻率單位，讀"赫茲"，指每秒的週期次數，即週期/秒。這個單位是為了紀念發現電磁波的德國物理學家赫茲 (HHertz)。
0.2元件
0.2.1 CPU
CPU的主要區別在於微指令集
微指令集有精簡指令集（RISC）和複雜指令集(CISC)兩種。
使用精簡指令集的計算機有兩種，大型機與ARM架構的電子產品。大型機主要是指用於科學計算的超級計算機。arm架構的優點是省電，低耗。主要用於移動通訊裝置，手機、平板。我們在購買windows平板時會在購物網站上發現x86架構或arm架構的引數。其中的arm架構就是指該電子產品使用精簡指令集中arm架構的CPU。
複雜指令集是指X86架構的指令集，之所以叫x86架構是因為所有的x86架構CPU都可以相容第一個x86架構的CPU intel 8086。（所謂相容是指所有x86 CPU都可以執行intel8086的指令，這就是向下相容，這樣可以使新裝置使用老軟體），第一臺微型計算機（個人計算機pc）使用的就是intel8086的簡化產品intel 8088 CPU。
X86架構在後期發展出x86_64架構，x86_64CPU可以安裝64位的作業系統和執行64位程式，而x86架構只能安裝32位作業系統和執行32位程。X86_64從名字即可看出它能相容x86 CPU，它擁有x86 CPU的全部功能，它與x86的本質區別在與它的指令集比x86架構CPU多出了支援64位的指令集。（這裡的位是指CPU一次可以處理的資料位數。32位一次可以處理32位，64位一次可以處理64位。）
CPU的微指令集不斷升級，各種各樣的微指令集包括多媒體、虛擬化、省電、64位32位相容。
CPU的歷史
因特爾微處理器列表
如何檢視CPU是第幾代
目前酷睿i3處理器已經到五代了，可以從後面型號上來進行區分：
一代I3處理器，型號就三位數字，例如：I3 380，I3 490M等。
二代I3處理器，型號為I3 2XXX這類，例如：I3 2130，I3 2330m等。
三代I3處理器，型號為I3 3XXX這類，例如：I3 3330，I3 3340m等。
四代I3處理器，型號為I3 4XXX這類，例如：I3 4150，I3 4010U等。
五代I3處理器，型號為I3 5XXX這類，例如：I3 5130等。
I3 M350 只有3位數字，是第一代CPU。於2010年年初發布，Core i3可看作是Core i5的進一步精簡版
0.2.2記憶體
記憶體（DRAM, dynamic random access memory）由SDRAM(synchronous dynamic random access memory) 進步到DDRRAM。(double date rate random access memory) DDRRAM又有1，2，3代的技術更新進步。
當我們使用CPU-z讀取計算機硬體資訊時會發現通道數這條引數，
多通道是說主機板上指定的記憶體插槽中安裝了多個同型號、同容量、同出場日期的記憶體條時，主機板與記憶體傳輸資料時開啟了多通道技術，幾個記憶體條可同時存取，大大提升了記憶體資料的傳輸速度。
除了記憶體條之外，計算機中還有其他的記憶體裝置，如CPU二級快取，主機板的ROM（read only memory）儲存器,ROM中儲存BOIS（base output input system）資訊，用於計算機在開機時OS（operate system）讀取硬體差數，硬體引數是固定的所以儲存在只讀儲存器中，但隨著技術進步，BOIS資訊變得可更改，BOIS儲存在flash裡了，以便擦除重新寫入。
0.2.3顯示卡
顯示卡也是衡量計算機效能的一個重要指標，尤其是圖形、影象領域和3D遊戲需要高效能的顯示卡，顯示卡與主機板的介面是PCI e（PCI express）.
0.2.4外存
硬碟
硬碟的介面是 SATA（Serial Advanced Technology Attachment）。
硬碟的升級換代產品是 SSD (solid state disk)
0.2.5擴充卡
為了便於計算機的升級和擴充，主機板擁有很多的擴充卡槽。比如擁有雙網絡卡的計算機。
0.2.6主機板
主機板是計算機的血脈和神經，它溝通和承載著計算機的元件。
主機板的晶片組分為南橋和北橋，北橋連線速度快的裝置，CPU、記憶體、顯示卡。上圖之所以沒有北橋是因為CPU中內建了北橋晶片，這樣CPU可以直接和記憶體、顯示卡連線，省去了主機板的北橋晶片在中間可以提示傳輸速度。
南橋晶片連線速度較慢的裝置，顯示卡、USB、網絡卡、BIOS、硬碟、音效卡。
0.2.7電源
電壓的穩定決定計算機系統的穩定。
0.2.8選購須知
水桶的容量由最短的一塊決定，計算機的效能也由計算機各元件中速度最慢的裝置決定，所以不要片面的追求單個裝置的高參數。
0.3編碼
在現實世界中我們使用語言和文字和表達和交流資訊，在計算機中使用2進製表示資訊。
0.3.1數字
計算機中所有的數字在計算機內部都是由0和1表示的，所有的10進位制數字都被轉換成2進位制儲存在計算機中。
0.3.2文字
計算機中所有的文字也被儲存成2進位制，計算機使用字元表對應文字和二進位制數字的關係。
常用的字元編碼系統有ASCII（American Standard Code for Information Interchange，美國標準資訊交換程式碼）
用於表示英語和西歐語言
Unicode（統一碼、萬國碼、單一碼）可表示世界上所有國家的語言，拼音語言和字元語言。
UTF-8（8-bit Unicode Transformation Format）是一種針對Unicode的可變長度字元編碼，又稱萬國碼
0.4軟體
0.4.1語言
計算機中資料由字元編碼系統表示，指令則由計算機語言表示。
機器語言：0、1程式碼。
組合語言：計算機微處理器的指令集。
高階語言：接近人類思維的語言，由編譯器轉換為機器語言。
0.4.2作業系統
計算機是複雜的，使用者直接操作機器是十分低效的，所以電腦科學家們為我們設計了可以操作計算機的殼作業系統，作業系統分為核心和使用者層兩部分，核心用來管理電腦硬體，使用者層用來提供使用者操作介面和程式設計師程式設計API（Application Programming Interface,應用程式程式設計介面）,方便程式設計師進行程式設計。
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