LINUX学习之一基础篇

1、计算机硬件五大单元：运算器、控制器、存储器、I/O设备

2、CPU种类：精简指令集（RISC）和复杂指令集（CISC）

3、1Byte=8bit，扇区大小为512bytes

4、芯片组通常分为两个桥接器来控制各组件：（1）北桥负责连接速度较快的CPU、内存、显卡等，北桥总线称为系统总线；（2）南桥负责连接速度较慢的周边接口，包括硬盘、USB、网卡等，南桥就是所谓的输入输出（I/O）总线。

　　北桥所支持的频率称为前端总线速度（Front Side Bus,FSB）,而每次传送的位数则是总线宽度（一般为32/64bit）。

　　总线频宽=FSB*总线宽度，即每秒可传送的最大数据量。

5、CPU的外频是指CPU与外部组件进行数据传输/运算时的速度，倍频则是CPU内部用来加速工作性能的一个倍数。两者相乘才是CPU的频率。

6、内存：个人计算机的内存主要组件为动态随机访问内存（Dynamic Random Access Memory,DRAM）,随机访问内存只有在通电时才能记录与使用，断电后数据就消失了，因为称这种RAM为挥发性内存。

　　（1）DRAM技术更新分好几代，使用广泛的是SDRAM和DDR SDRAM两种。DDR SDRAM是双倍数据传输速度（Double Data Rate），可以一次工作周期中进行两次数据的传送（感觉类似CPU的倍频~）。所以DDR SDRAM在传输频率方面比SDRAM好，广泛应用于新一代PC。

　　下表是主要的参数：

SDRAM/DDR SDRAM	型号	数据宽度（bit）	外频（MHz）	频率（MHz）	频宽
SDRAM	PC100	64	100	100	800MB/s
SDRAM	PC133	64	133	133	1064MB/s
DDR SDRAM	DDR266	64	133	266	2.1GB/s
DDR SDRAM	DDR400	64	200	400	3.2GB/s
DDR SDRAM	DDRII800	64	400	800	6.4GB/s

　　（2）内存处理频率/频宽与型号需要考虑，容量也很重要。因为所有数据都要加载到内存中才能被CPU读取，如果内存容量不够大将会导致某些大容量数据无法被完整加载，此时已存在内存当中但暂时没有被使用到的数据必须要先被释放，使得可用内存容量大于该数据，那份新数据才能被加载。通常内存容量越大表示系统越快，因为系统不用常常释放一些内存内部的数据。对服务器而言，内存的容量有时比CPU的速度还要重要。

　　（3）双通道设计：内存的数据宽度越大越好。但传统的总线宽度一般仅64位，双通道设计就是两个内存汇整在一起，如果一条内存64位，那么两条就128位。

　　（4）理论上，CPU与内存的外频应该相同才好。

7、(1)一级缓存：在计算机存储系统的层次结构中，介于中央处理器和主存储器之间的高速小容量存储器。它和主存储器一起构成一级的存储器。高速缓冲存储器和主存储器之间信息的调度和传送是由硬件自动进行的。

　　某些机器甚至有二级三级缓存，每级缓存比前一级缓存速度慢且容量大。而这时，一开始的高速小容量存储器就被人称为一级缓存。

　　高速缓冲存储器最重要的技术指标是它的命中率。

　　高速缓冲存储器是存在于主存与CPU之间的一级存储器， 由静态存储芯片(SRAM)组成，容量比较小但速度比主存高得多， 接近于CPU的速度。

主要由三大部分组成：

Cache存储体：存放由主存调入的指令与数据块。

地址转换部件：建立目录表以实现主存地址到缓存地址的转换。

替换部件：在缓存已满时按一定策略进行数据块替换，并修改地址转换部件。

(2)第二层缓存：CPU的数据都是由内存提供的，但内存的数据要由北桥系统总线送到CPU内部。如果某些很常用的程序或数据可以放在CPU内部，那么CPU的数据读取就不需要通过北桥了，性能自然大大提升。于是就有了第二层缓存（L2 Cache）。

　　第二层缓存集成到CPU内部，速度必须要与CPU频率相同，使用DRAM无法达到这个速度，需要静态随机访问内存（SRAM）。SRAM晶体管多，价格高，不易做出大容量，但速度快。

8、主板上组件非常多，而每个组件的参数又具有可调性。组件的信息被记录到CMOS芯片，这个芯片需要借着额外的电源来发挥记录功能，所以主板上面会有一个电源。

　　CMOS是记录各项硬件参数且嵌入在主板上的存储器，BIOS则是一个写入到主板上的韧体（韧体，即写入到硬件上的软件程序）。BIOS就是开机时计算机系统会主动执行的第一个程序。CMOS内的数据如何读取与更新？BIOS（Basic Input Output System）程序是写死到主板上一个内存芯片中，是只读存储器（ROM）。

　　此外，固件（fireware）很多也使用ROM进行软件的写入。

　　小提示：BIOS原本使用ROM，但因为计算机发展太快，BIOS也需要更新，所以现在的BIOS通常写入闪存（Flash Memory）或EEPROM中。