python 全栈开发之路 day1

发布时间：2020-12-17 00:06:53 所属栏目：Python 来源：网络整理

导读：本节内容计算机发展介绍计算机硬件组成计算机基本原理计算机如从“结绳记事”中的绳结到算筹、算盘计算尺、机械计算机等。它们在不同的历史时期发挥了各自的历史作用，同时也启发了电子计算机的研制和设计思路。、示波管静电存储器、磁鼓、磁芯；外存

本节内容

计算机发展介绍

计算机硬件组成

计算机基本原理

计算机

如从“结绳记事”中的绳结到算筹、算盘计算尺、机械计算机等。它们在不同的历史时期发挥了各自的历史作用，同时也启发了电子计算机的研制和设计思路。

、示波管静电存储器、磁鼓、磁芯；外存储器采用的是磁带。软件方面采用的是机器语言、汇编语言。应用领域以军事和科学计算为主。

</td>
<td align="left" valign="middle" width="64">
<div class="para">1946年　　2月16日

</td>
<td align="left" valign="middle" width="98">
<div class="para">ENIAC

</td>
<td align="left" valign="middle" width="312">
<div class="para">美国宾夕法尼亚大学研制的人类历史上真正意义的第一台电子计算机，占地170平方米，耗电150千瓦，造价48万美元，每秒可执行5000次加法或400次乘法运算。共使用了18000个电子管。

</td>

</tr>
<tr>
<td align="left" valign="middle" width="64">
<div class="para">1950年

</td>
<td align="left" valign="middle" width="98">
<div class="para">EDVAC

</td>
<td align="left" valign="middle" width="312">
<div class="para">第一台并行计算机，实现了计算机之父“冯.诺伊曼”的两个设想：采用二进制和存储程序。

</td>

</tr>

</td>
<td align="left" valign="middle" width="64">
<div class="para">1954年

</td>
<td align="left" valign="middle" width="98">
<div class="para">TRADIC

</td>
<td align="left" valign="middle" width="312">
<div class="para">IBM公司制造的第一台使用晶体管的计算机，增加了浮点运算，使计算能力有了很大提高

</td>

</tr>
<tr>
<td align="left" valign="middle" width="64" height="27">
<div class="para">1958年

</td>
<td align="left" valign="middle" width="98">
<div class="para">IBM 1401

</td>
<td align="left" valign="middle" width="312">
<div class="para">这是第二代计算机中的代表，用户当时可以租用。

</td>

</tr>

<tr>
<td>
<div class="para">时期

</td>
<td>
<div class="para">时间

</td>
<td>
<div class="para">典型计算机

</td>
<td>
<div class="para">描述

</td>

</tr>
<tr>
<td rowspan="8" align="left" valign="middle" width="35" height="0">
<div class="para">第四代计算机（大规模和超大规模集成电路）

</td>
<td align="left" valign="middle" width="77">
<div class="para">1970年

</td>
<td align="left" valign="middle" width="100">
<div class="para">IBM S/370

</td>
<td align="left" valign="middle" width="414">
<div class="para">这是IBM的更新换代的重要产品，采用了大规模集成电路代替磁芯存储，小规模集成电路作为逻辑元件，并使用虚拟存储器技术，将硬件和软件分离开来，从而明确了软件的价值。

</td>

</tr>
<tr>
<td align="left" valign="middle" width="77">
<div class="para">1975年4月

</td>
<td align="left" valign="middle" width="100">
<div class="para">Altair 8800

</td>
<td align="left" valign="middle" width="414">
<div class="para">MITS制造的，带有1KB存储器。这是世界上第一台微型计算机。

</td>

</tr>
<tr>
<td align="left" valign="middle" width="77">
<div class="para">1977年4月

</td>
<td align="left" valign="middle" width="100">
<div class="para">Apple II

</td>
<td align="left" valign="middle" width="414">
<div class="para">NMOS6500 1MHz CPU，4KB RAM 16KB ROM，这是计算机史上第一个带有彩色图形的个人计算机

</td>

</tr>
<tr>
<td align="left" valign="middle" width="77">
<div class="para">1981年8月12日

</td>
<td align="left" valign="middle" width="100">
<div class="para">IBM PC

</td>
<td align="left" valign="middle" width="414">
<div class="para">采用了主频为4.77MHz的Intel 8088CPU，内存64KB,160KB软驱，操作系统是Microsoft提供的MS-DOS

</td>

</tr>
<tr>
<td align="left" valign="middle" width="77">
<div class="para">1983年1月19日

</td>
<td align="left" valign="middle" width="100">
<div class="para">APPLE LISA

</td>
<td align="left" valign="middle" width="414">
<div class="para">第一台使用了鼠标的电脑，第一台使用图形用户界面的电脑。

</td>

</tr>
<tr>
<td align="left" valign="middle" width="77">
<div class="para">1983年3月8日

</td>
<td align="left" valign="middle" width="100">
<div class="para">IBM PC/XT

</td>
<td align="left" valign="middle" width="414">
<div class="para">采用INTEL8088 4.77MHz的CPU，256K RAM和40K ROM,10MB的硬盘，两部360KB软驱。

</td>

</tr>
<tr>
<td align="left" valign="middle" width="77">
<div class="para">1984年8月

</td>
<td align="left" valign="middle" width="100">
<div class="para">IBM PC/AT

</td>
<td align="left" valign="middle" width="414">
<div class="para">采用Intel 80286 6MHzCPU， 512KB内存，20MB硬盘和1.2M软驱。

</td>

</tr>
<tr>
<td align="left" valign="middle" width="77">
<div class="para">1986年9月

</td>
<td align="left" valign="middle" width="100">
<div class="para">Compaq Desktop PC

</td>
<td align="left" valign="middle" width="414">
<div class="para">采用了Intel 80386 16MHz CPU,640KB内存，20MB硬盘，1.2M软驱，是计算机史上第一台386计算机。

</td>

</tr>
<tr>
<td rowspan="8" align="left" valign="middle" width="35" height="0">
　　</td>
<td align="left" valign="middle" width="77">
<div class="para">1989年4月

</td>
<td align="left" valign="middle" width="100">
<div class="para">DELL 80486

</td>
<td align="left" valign="middle" width="414">
<div class="para">采用Intel 80486DX CPU 640KB内存， 20MB硬盘，1.2M软驱。

</td>

</tr>
<tr>
<td align="left" valign="middle" width="77">
<div class="para">1996年

</td>
<td align="left" valign="middle" width="100">
　　</td>
<td align="left" valign="middle" width="414">
<div class="para">基本配置是奔腾或者奔腾MMX 的CPU，32M EDO或者SDRAM内存，2.1G硬盘，14寸球面显示器为标准配置。

</td>

</tr>
<tr>
<td align="left" valign="middle" width="77">
<div class="para">1997年

</td>
<td align="left" valign="middle" width="100">
　　</td>
<td align="left" valign="middle" width="414">
<div class="para">基本配置开始向赛扬处理器过渡，部分高档的机器开始使用PentiumII CPU，同时内存也由早期的EDO过渡到SDRAM，4.3G左右的硬盘开始成为标准配置。

</td>

</tr>
<tr>
<td align="left" valign="middle" width="77">
<div class="para">1998年

</td>
<td align="left" valign="middle" width="100">
　　</td>
<td align="left" valign="middle" width="414">
<div class="para">带有128K二级高速缓存的赛扬处理器成为广大装机者的最爱，同时64M内存和15寸显示器开始成为标准配置。

</td>

</tr>
<tr>
<td align="left" valign="middle" width="77" height="52">
<div class="para">1999年

</td>
<td align="left" valign="middle" width="100">
　　</td>
<td align="left" valign="middle" width="414">
<div class="para">部分品牌厂商开始将PentiumIII CPU作为电脑的一个卖点，64M内存和6.4G硬盘开始成为电脑的标准配置。

</td>

</tr>
<tr>
<td align="left" valign="middle" width="77">
<div class="para">2000年

</td>
<td align="left" valign="middle" width="100">
　　</td>
<td align="left" valign="middle" width="414">
<div class="para">66M和100M外频的赛扬处理器占领了大部分品牌或兼容机的市场，128M内存，10G以上的硬盘开始成为标准配置，17寸显示器慢慢进入家庭。

</td>

</tr>
<tr>
<td align="left" valign="middle" width="77">
<div class="para">2001年至今

</td>
<td align="left" valign="middle" width="100">
　　</td>
<td align="left" valign="middle" width="414">
<div class="para">Pentium 4 CPU和Pentium 4赛扬CPU开始成为电脑的标准配置，内存由SDRAM实现了向DDR的过渡，同时17寸CRT显示器或者15寸液晶显示器开始成为用户的首选，硬盘逐渐向40G以上的容量发展。

</td>

</tr>
<tr>
<td align="left" valign="middle" width="77" height="77">
　　</td>
<td align="left" valign="middle" width="100">
<div class="para">苹果 iMac G5(M9248CH/A)

</td>
<td align="left" valign="middle" width="414">
<div class="para">处理器类型PowerPC G5配置，主频1600MHz以上，内存容量256MB，硬盘容量80GB，显示器类型17”液晶。这是苹果电脑的创新，将主机的部件全部集成到显示器内部。显示器就是一台电脑。

</td>

</tr>

有内置式和外置式，有线式和无线式。调制解调器是通过电话线上网时必不可少的设备之一。它的作用是将电脑上处理的数字信号转换成电话线传输的模拟信号。随着ADSL宽带网的普及，内置式调制解调器逐渐退出了市场。

<ul class="custom_dot para-list list-paddingleft-1">
<li class="list-dot list-dot-paddingleft">
<div class="para">光驱

英文名为“Optical Disk driver”，电脑用来读写光碟内容的机器，也是在台式机和笔记本便携式电脑里比较常见的一个部件。随着多媒体的应用越来越广泛，使得光驱在计算机诸多配件中已经成为标准配置。光驱可分为CD-ROM驱动器、DVD光驱（DVD-ROM）、康宝（COMBO）和DVD刻录机（DVD-RAM）等。读写的能力和速度也日益提升，4× 16× 32× 40× 48×。

知道了计算机的基本组成与周边装置，也知道其实计算机的CPU种类非常的多，再来我们想要了解的是，计算机如何分类？计算机的分类非常多种，如果以计算机的复杂度与运算能力进行分类的话，主要可以分为这几类：

若光以效能来说，目前的个人计算机效能已经够快了，甚至已经比工作站等级以上的计算机运算速度还要快！但是工作站计算机强调的是稳定不当机，并且运算过程要完全正确，因此工作站以上等级的计算机在设计时的考量与个人计算机并不相同啦！这也是为啥工作站等级以上的个人计算机售价较贵的原因。

计算机的运算能力是由速度来决定的，而存放在计算机储存设备当中的数据容量也是有单位的。

计算机依有没有通电来记录信息，所以理论上它只认识 0 与 1 而已。0/1 的单位我们称为 bit。但 bit 实在太小了，并且在储存数据时每份简单的数据都会使用到 8 个 bits 的大小来记录，因此定义出 byte 这个单位，他们的关系为：

不过同样的，Byte 还是太小了，在较大的容量情况下，使用 byte 相当不容易判断数据的大小，举例来说，1000000 bytes 这样的显示方式你能够看得出有几个零吗？所以后来就有一些常见的简化单位表示法，例如 K 代表 1024，M 代表 1024K 等。而这些单位在不同的进位制下有不同的数值表示，底下就列出常见的单位与进位制对应：

</tr>
<tr align="center">
<td>二进位</td>
<td>1024</td>
<td>1024K</td>
<td>1024M</td>
<td>1024G</td>
<td>1024T</td>

</tr>
<tr align="center">
<td>十进位</td>
<td>1000</td>
<td>1000K</td>
<td>1000M</td>
<td>1000G</td>
<td>1000T</td>

</tr>

一般来说，档案容量使用的是二进位的方式，所以 1 GBytes 的档案大小实际上为：1024x1024x1024 Bytes 这么大！速度单位则常使用十进位，例如 1GHz 就是 1000x1000x1000 Hz 的意思。

CPU的运算速度常使用 MHz 或者是 GHz 之类的单位，这个 Hz 其实就是秒分之一。而在网络传输方面，由於网络使用的是 bit 为单位，因此网络常使用的单位为 Mbps 是 Mbits per second，亦即是每秒多少 Mbit。举例来说，大家常听到的 8M/1M ADSL 传输速度，如果转成档案容量的 byte 时，其实理论最大传输值为：每秒 1Mbyte/ 每秒125Kbyte的上传/下载容量喔！

答：
<div class="block2">因为一般硬盘制造商会使用十进位的单位，所以500GByte代表为50010001000*1000Byte之意。转成档案的容量单位时使用二进位(1024为底)，所以就成为466GB左右的容量了。硬盘厂商并非要骗人，只是因为硬盘的最小物理量为512Bytes，最小的组成单位为磁区(sector)，通常硬盘容量的计算采用『多少个sector』，所以才会使用十进位来处理的。相关的硬盘信息在这一章后面会提到的！

</td>

</tr></table>

一般消费者常说的计算机通常指的就是x86的个人计算机架构，因此我们有必要来了解一下这个架构的各个组件。事实上，Linux最早在发展的时候，就是依据个人计算机的架构来发展的，所以，真的得要了解一下呢！另外，因为两大主流x86开发商(Intel,AMD)的CPU架构并不相容，而且设计理念也有所差异，所以两大主流CPU所需要的主机板芯片组设计也就不太相同。目前(2009)最新的主机板架构主要是这样的：

Intel芯片架构

就如同前一小节提到的，整个主机板上面最重要的就是芯片组了！而芯片组通常又分为两个桥接器来控制各组件的沟通，分别是：

AMD芯片架构

与Intel不同的地方在於主内存是直接与CPU沟通而不透过北桥！从前面的说明我们可以知道CPU的数据主要都是来自於主内存提供，因此

毕竟目前世界上x86的CPU主要供应商为Intel，所以底下鸟哥将以Intel的主机板架构说明各组件！我们以技嘉公司出的主机板，型号：Gigabyte GA-X48-DQ6作为一个说明的范例，主机板各组件如下所示：

技嘉主机板各组件

主要的组件为：CPU、主内存、磁盘设备(IDE/SATA)、系统总线芯片组(南桥/北桥)、显示卡介面(PCI-Express)与其他介面卡(PCI)。底下的各项组件在讲解时，请参考Intel芯片组架构与技嘉主机板各组件来印证喔！

如同上最上方的中央部分，那就是CPU插槽。由於CPU负责大量运算，因此CPU通常是具有相当高发热量的组件。所以如果你曾经拆开过主机板，应该就会看到CPU上头通常会安插一颗风扇来主动散热的。

x86个人计算机的CPU主要供应商为Intel与AMD，目前(2009)主流的CPU都是双核以上的架构了！原本的单核心CPU仅有一个运算单元，所谓的多核心则是在一颗CPU封装当中嵌入了两个以上的运算核心，简单的说，就是一个实体的CPU外壳中，含有两个以上的CPU单元就是了。

不同的CPU型号大多具有不同的脚位(CPU上面的插脚)，能够搭配的主机板芯片组也不同，所以当你想要将你的主机升级时，不能只考虑CPU，你还得要留意你的主机板上面所支持的CPU型号喔！不然买了最新的CPU也不能够安插在你的旧主机板上头的！目前主流的CPU有Intel的Core 2 Duo与AMD的Athlon64 X2双核CPU，高阶产品则有Intel的Core i7 与AMD的Phenom II 四核心CPU喔！

不同的CPU脚位

我们前面谈到CPU内部含有微指令集，不同的微指令集会导致CPU工作效率的优劣。除了这点之外， CPU效能的比较还有什么呢？那就是CPU的频率了！什么是频率呢？简单的说，?9次工作，每次工作都可以进行少数的指令运作之意。

Tips:注意，不同的CPU之间不能单纯的以频率来判断运算效能喔！这是因为每颗CPU的微指令集不相同，架构也不见得一样，每次频率能够进行的工作指令数也不同之故！所以，频率目前仅能用来比较同款CPU的速度！鸟哥的图示

</tr>

</table>

我们可以看到当中各个组件都是透过北桥与南桥所连接在一起。但就像一群人共同在处理一个连续作业一般，如果这一群人里面有个人的动作特别快或特别慢，将导致前面或者是后面的人事情一堆处理不完！也就是说，这一群人最好能够速度一致较佳！所以，CPU与外部各组件的速度理论上应该要一致才好。但是因为CPU需要较强大的运算能力，因为很多判断与数学都是在CPU内处理的，因此CPU开发商就在CPU内再加上一个加速功能，所以CPU有所谓的外频与倍频！

Tips:很多计算机硬件玩家很喜欢玩『超频』，所谓的超频指的是：将CPU的倍频或者是外频透过主机板的设定功能更改成较高频率的一种方式。但因为CPU的倍频通常在出厂时已经被锁定而无法修改，因此较常被超频的为外频。举例来说，像上述3.0GHz的CPU如果想要超频，可以将他的外频333MHz调整成为400MHz，但如此一来整个主机板的各个组件的运作频率可能都会被增加成原本的1.333倍(4/3)，虽然CPU可能可以到达3.6GHz，但却因为频率并非正常速度，故可能会造成当机等问题。鸟哥的图示

</tr>

</table>

前面谈到CPU运算的数据都是由主内存提供的，主内存与CPU的沟通速度靠的是外部频率，那么每次工作可以传送的数据量有多大呢？那就是系统总线的功能了。一般主机板芯片组有分北桥与南桥，?

目前北桥所支持的频率可高达333/400/533/800/1066/1333/1600MHz等不同频率，支持情况依芯片组功能而有不同。?

而如中的图示，在该架构中前端系统总线最高速度可达1600MHz。我们看到内存与北桥的频宽为12.8GBytes/s，亦即是1600MHz*64bits = 1600MHz*8Bytes = 12800MByes/s = 12.8GBytes/s

与系统总线宽度相似的，

Tips:字长大小与系统总线宽度是可以不同的！举例来说，在Pentium Pro时代，该CPU是32位的处理器，但当时的芯片组可以设计出64位的系统总线宽度。在这样的架构下我们通常还是以CPU的字长大小来称呼该架构。个人计算机的64位CPU是到2003年由AMD Athlon64后才出现的。鸟哥的图示

</tr>

</table>

由於x86架构的CPU在Intel的Pentium系列(1993年)后就有不统一的脚位与设计，为了将不同种类的CPU规范等级，所以就有i386,i586,i686等名词出现了。基本上，在Intel Pentium MMX与AMD K6年代的CPU称为i586等级，而Intel Celeron与AMD Athlon(K7)年代之后的32位CPU就称为i686等级。至於目前的64位CPU则统称为x86_64等级。

目前很多的程序都有对CPU做最佳化的设计，万一哪天你发现一些程序是注明给686的CPU使用时，就不要将他安装在586以下等级的计算机中，否则可是会无法执行该软件的！不过，在686倒是可以安装386的软件喔！也就是说，这些东西具有向下相容的能力啦！

如同中的右上方部分的那四根插槽，那就是主内存的插槽了。主内存插槽中间通常有个突起物将整个插槽稍微切分成为两个不等长的距离，这样的设计可以让使用者在安装主内存时，不至於前后脚位安插错误，是一种防呆的设计喔。

前面提到CPU所使用的数据都是来自於主内存(main memory)，不论是软件程序还是数据，都必须要读入主内存后CPU才能利用。?

DRAM根据技术的更新又分好几代，而使用上较广泛的有所谓的SDRAM与DDR SDRAM两种。这两种内存的差别除了在於脚位与工作电压上的不同之外，DDR是所谓的双倍数据传送速度(Double Data Rate)，他可以在一次工作周期中进行两次数据的传送，感觉上就好像是CPU的倍频啦！所以传输频率方面比SDRAM还要好。新一代的PC大多使用DDR内存了。下表列出SDRAM与DDR SDRAM的型号与频率及频宽之间的关系。

<tr align="center" bgcolor="#182448">
<td><span style="color: #ffffff;">SDRAM/DDR</td>
<td><span style="color: #ffffff;">型号</td>
<td><span style="color: #ffffff;">数据宽度(bit)</td>
<td><span style="color: #ffffff;">外频(MHz)</td>
<td><span style="color: #ffffff;">频率速度</td>
<td><span style="color: #ffffff;">频宽(频率x宽度)</td>

</tr>
<tr align="center">
<td>SDRAM</td>
<td>PC100</td>
<td>64</td>
<td>100</td>
<td>100</td>
<td>800MBytes/sec</td>

</tr>
<tr align="center">
<td>SDRAM</td>
<td>PC133</td>
<td>64</td>
<td>133</td>
<td>133</td>
<td>1064MBytes/sec</td>

</tr>
<tr align="center">
<td>DDR</td>
<td>DDR266</td>
<td>64</td>
<td>133</td>
<td>266</td>
<td>2.1GBytes/sec</td>

</tr>
<tr align="center">
<td>DDR</td>
<td>DDR400</td>
<td>64</td>
<td>200</td>
<td>400</td>
<td>3.2GBytes/sec</td>

</tr>
<tr align="center">
<td>DDR</td>
<td>DDRII800</td>
<td>64</td>
<td>200</td>
<td>800</td>
<td>6.4GBytes/sec</td>

</tr>

DDR SDRAM又依据技术的发展，有DDR,DDRII,DDRIII等等，其中，DDRII 的频率倍数则是 4 倍喔！

Tips:主内存型号的挑选与CPU及芯片组有关，所以主机板、CPU与内存在购买的时候必须要考虑其相关性喔。并不是任何主机板都可以安插DDR III的內存呢！鸟哥的图示

</tr>

</table>

主内存除了频率/频宽与型号需要考虑之外，內存的容量也是很重要的喔！因为所有的数据都得要载入內存当中才能够被CPU判读，如果內存容量不够大的话将会导致某些大容量数据无法被完整的载入，此时已存在內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於该数据，那份新数据才能够被载入呢！所以，通常越大的内存代表越快速的系统，这是因为系统不用常常释放一些内存内部的数据。以

由於所有的数据都必须要存放在主内存，所以主内存的数据宽度当然是越大越好。但传统的系统总线宽度一般大约仅达64位，为了要加大这个宽度，因此芯片组厂商就将两个主内存汇整在一起，如果一支内存可达64位，两支内存就可以达到128位了，这就是双通道的设计理念。

如上所述，要启用双通道的功能你必须要安插两支(或四支)主内存，这两支内存最好连型号都一模一样比较好，这是因为启动双通道内存功能时，数据是同步写入/读出这一对主内存中，如此才能够提升整体的频宽啊！所以当然除了容量大小要一致之外，型号也最好相同啦！

你有没有发现上那四根内存插槽的颜色呢？是否分为两种颜色，且两两成对？为什么要这样设计？答出来了吗？是啦！这种颜色的设计就是为了双通道来的！要启动双通道的功能时，你必须要将两根容量相同的主内存插在相同颜色的插槽当中喔！

理论上，CPU与主内存的外频应该要相同才好。不过，因为技术方面的提升，因此这两者的频率速度不会相同，但外频则应该是一致的较佳。举例来说，上面提到的Intel E8400 CPU外频为333MHz，则应该选用DDR II 667这个型号，因为该内存型号的外频为333MHz之故喔！

除了主内存之外，事实上整部个人计算机当中还有许许多多的内存存在喔！最为我们所知的就是CPU内的第二层缓存内存。我们现在知道CPU的数据都是由主内存提供，但主内存的数据毕竟得经由北桥送到CPU内。如果某些很常用的程序或数据可以放置到CPU内部的话，那么CPU数据的读取就不需要透过北桥了！对於效能来说不就可以大大的提升了？这就是第二层缓存的设计概念。第二层缓存与主内存及CPU的关系如下图所示：

内存相关性

因为第二层缓存(L2 cache)整合到CPU内部，因此这个L2内存的速度必须要CPU频率相同。使用DRAM是无法达到这个频率速度的，此时就需要静态随机访问内存(Static Random Access Memory,SRAM)的帮忙了。 SRAM在设计上使用的电晶体数量较多，价格较高，且不易做成大容量，不过由於其速度快，因此整合到CPU内成为缓存内存以加快数据的存取是个不错的方式喔！新一代的CPU都有内建容量不等的L2缓存在CPU内部，以加快CPU的运作效能。

主机板上面的组件是非常多的，而每个组件的参数又具有可调整性。举例来说，CPU与内存的频率是可调整的；而主机板上面如果有内建的网络卡或者是显示卡时，该功能是否要启动与该功能的各项参数，是被记录到主机板上头的一个称为CMOS的芯片上，这个芯片需要藉著额外的电源来发挥记录功能，这也是为什么你的主机板上面会有一颗电池的缘故。

那CMOS内的数据如何读取与更新呢？还记得你的计算机在开机的时候可以按下[Del]按键来进入一个名为BIOS的画面吧？

另外，固件(firmware)()很多也是使用ROM来进行软件的写入的。固件像软件一样也是一个被计算机所执行的程序，然而他是对於硬件内部而言更加重要的部分。例如BIOS就是一个固件， BIOS虽然对於我们日常操作计算机系统没有什么太大的关系，但是他却控制著开机时各项硬件参数的取得！所以我们会知道很多的硬件上头都会有ROM来写入固件这个软件。

BIOS 对计算机系统来讲是非常重要的，因为他掌握了系统硬件的详细信息与开机设备的选择等等。但是计算机发展的速度太快了，因此 BIOS 程序码也可能需要作适度的修改才行，所以你才会在很多主机板官网找到 BIOS 的更新程序啊！但是 BIOS 原本使用的是无法改写的 ROM ，因此根本无法修正 BIOS 程序码！为此，现在的 BIOS 通常是写入类似快闪内存 (flash) 或 EEPROM () 中。()

显示卡插槽如同所示，是在中央较长的插槽！这张主机板中提供了两个显示卡插槽喔！

显示卡又称为VGA(Video Graphics Array)，他对於图形影像的显示扮演相当关键的角色。一般对於图形影像的显示重点在於解析度与色彩深度，因为每个图像显示的颜色会占用掉内存，因此显示卡上面会有一个内存的容量，

除了显示卡内存之外，现在由於三度空间游戏(3D game)与一些3D动画的流行，因此显示卡的『运算能力』越来越重要。一些3D的运算早期是交给CPU去运作的，但是CPU并非完全针对这些3D来进行设计的，而且CPU平时已经非常忙碌了呢！所以后来显示卡厂商直接在显示卡上面嵌入一个3D加速的芯片，这就是所谓的GPU称谓的由来。

显示卡主要也是透过北桥芯片与CPU、主内存等沟通。如前面提到的，对於图形影像(尤其是3D游戏)来说，显示卡也是需要高速运算的一个组件，所以数据的传输也是越快越好！因此显示卡的规格由早期的PCI导向AGP，近期AGP又被PCI-Express规格所取代了。如前面图示当中看到的就是PCI-Express的插槽。这些插槽最大的差异就是在数据传输的频宽了！如下所示：

</tr>
<tr align="center">
<td>PCI</td>
<td>32 bits</td>
<td>33 MHz</td>
<td>133 MBytes/s</td>

</tr>
<tr align="center">
<td>PCI 2.2</td>
<td>64 bits</td>
<td>66 MHz</td>
<td>533 MBytes/s</td>

</tr>
<tr align="center">
<td>PCI-X</td>
<td>64 bits</td>
<td>133 MHz</td>
<td>1064 MBytes/s</td>

</tr>
<tr align="center">
<td>AGP 4x</td>
<td>32 bits</td>
<td>66x4 MHz</td>
<td>1066 MBytes/s</td>

</tr>
<tr align="center">
<td>AGP 8x</td>
<td>32 bits</td>
<td>66x8 MHz</td>
<td>2133 MBytes/s</td>

</tr>
<tr align="center">
<td>PCIe x1</td>
<td>无</td>
<td>无</td>
<td>250 MBytes/s</td>

</tr>
<tr align="center">
<td>PCIe x8</td>
<td>无</td>
<td>无</td>
<td>2 GBytes/s</td>

</tr>
<tr align="center">
<td>PCIe x16</td>
<td>无</td>
<td>无</td>
<td>4 GBytes/s</td>

</tr>

比较特殊的是，PCIe(PCI-Express)使用的是类似管线的概念来处理，每条管线可以具有250MBytes/s的频宽效能，管线越大(最大可达x32)则总频宽越高！目前显示卡大多使用x16的PCIe规格，这个规格至少可以达到4GBytes/s的频宽！比起AGP是快很多的！此外，新的PCIe 2.0规格也已经推出了，这个规格又可将每个管线的效能提升一倍呢！好可怕的传输量....

如果你的主机是用来打3D游戏的，那么显示卡的选购是非常重要喔！如果你的主机是用来做为网络服务器的，那么简单的入门级显示卡对你的主机来说就非常够用了！因为网络服务器很少用到3D与图形影像功能。

答：
<div class="block2">因为1024x768解析度中会有786432个像素，每个像素占用3bytes，所以总共需要2.25MBytes以上才行！但如果考虑萤幕的更新率(每秒钟萤幕的更新次数)，显示卡的内存还是越大越好！

</td>

</tr></table>

计算机总是需要记录与读取数据的，而这些数据当然不可能每次都由使用者经过键盘来打字！所以就需要有储存设备咯。计算机系统上面的储存设备包括有：硬盘、软盘、MO、CD、DVD、磁带机、随身碟(快闪内存)、还有新一代的蓝光光驱等，乃至於大型机器的区域网络储存设备(SAN,NAS)等等，都是可以用来储存数据的。而其中最常见的应该就是硬盘了吧！?

大家应该都看过硬盘吧！硬盘依据桌上型与笔记型计算机而有分为3.5寸及2.5寸的大小。我们以3.5寸的桌上型计算机使用硬盘来说明。在硬盘盒里面其实是由

硬盘物理构造

实际的数据都是写在具有磁性物质的磁碟盘上头，而读写主要是透过在机械手臂上的读取头(head)来达成。?

既然数据都是写入磁碟盘上头，那么磁碟盘上头的数据又是如何写入的呢？其实磁碟盘上头的数据有点像下面的图示所示：

磁碟盘上的数据格式

整个磁碟盘上头好像有多个同心圆绘制出的圆形图，而由圆心以放射状的方式分割出

在计算整个硬盘的储存量时，简单的计算公式就是：『header数量 * 每个header负责的磁柱数量 * 每个磁柱所含有的磁区数量 * 磁区的容量』，单位换算为『header * cylinder/header * secter/cylinder * 512bytes/secter』，简单的写法如下：?

由於传输速度的需求提升，目前硬盘与主机系统的联系主要有几种传输介面规格：

两款硬盘介面(左边为IDE介面，右边为SATA介面)

如果你想要增加一颗硬盘在你的主机里头时，除了需要考虑你的主机板可接受的插槽介面(IDE/SATA)之外，还有什么要注意的呢？

Tips:可能因为环境的关系，计算机内部的风扇常常会卡灰尘而造成一些声响。很多朋友只要听到这种声响都是二话不说的『用力拍几下机壳』就没有声音了～现在你知道了，这么做的后果常常就是你的硬盘容易坏掉！下次千万不要再这样做！鸟哥的图示

</tr>

</table>

PCI介面卡的插槽就如同所示的左下方那个白色的插槽，这种PCI插槽通常会提供多个给使用者，如果使用者有额外需要的功能卡，就能够安插在这种PCI介面插槽上。

我们在前面的部分稍微谈过PCI介面，事实上有相当多的组件是使用PCI介面作为传输的，例如网络卡、音效卡、特殊功能卡等等。但由於PCI Express规格的发展，很多制造商都往PCIE介面开发硬件了。不过还是有很多硬件使用PCI介面啦，例如大卖场上面常见的网络卡就是一个。

目前在个人计算机上面常见到的网络卡是一种称为乙太网络(Ethernet)的规格，目前乙太网络卡速度轻轻松松的就能到达10/100/1000 Mbits/second的速度，但同样速度的乙太网络卡所支持的标准可能不太一样，因此造成的价差是非常大的。如果想要在服务器主机上面安装新的网络卡时，得要特别注意标准的差异呢！

由於各组件的价格直直落，现在主机板上面通常已经整合了相当多的设备组件了！常见整合到主机板的组件包括音效卡、网络卡、USB控制卡、显示卡、磁碟阵列卡等等。你可以在主机板上面发现很多方形的芯片，那通常是一些个别的设备芯片喔。由於主机板已经整合了很多常用的功能芯片，所以现在的主机板上面所安插的PCI介面卡就少很多了！

主机板可以说是整部主机相当重要的一个部分，因为上面我们所谈到的所有组件都是安插在主机板上面的呢！而主机板上面负责沟通各个组件的就是芯片组，如同所示，图中我们也可以发现芯片组一般分为北桥与南桥喔！北桥负责CPU/RAM/VGA等的连接，南桥则负责PCI介面与速度较慢的I/O装置。

由於芯片组负责所有设备的沟通，所以事实上芯片组(尤其是北桥)也是一个可能会散发出高热量的组件。因此在主机板上面常会发现一些外接的小风扇或者是散热片在这组芯片上面。在本章所附的主机板图示中，技嘉使用较高散热能力的热导管技术，因此你可以发现图中的南桥与北桥上面覆盖著黄铜色的散热片，且连接著数根圆形导管，主要就是为了要散热的。

所有的芯片组几乎都是参考CPU的能力去规划的，而CPU能够接受的主内存规格也不相同，因此

至於独立型芯片组虽然可能具有较高的效能，不过你可能必须要额外负担周边设备的金錢呢！例如显示卡、网络卡、音效卡等等。但独立型芯片组也有一定程度的好处，那就是你可以随时抽换周边设备。

主机板是负责各个计算机组件之间的沟通，但是计算机组件实在太多了，有输出/输入/不同的储存装置等等，主机板芯片组怎么知道如何负责沟通啊？这个时候就需要用到所谓的I/O位址与IRQ

I/O位址有点类似每个装置的门牌号码，每个装置都有他自己的位址，一般来说，不能有两个装置使用同一个I/O位址，否则系统就会不晓得该如何运作这两个装置了。而除了I/O位址之外，还有个IRQ中断(Interrupt)这个咚咚。

如果I/O位址想成是各装置的门牌号码的话，那么IRQ就可以想成是各个门牌连接到邮件中心(CPU)的专门路径罗！各装置可以透过IRQ中断通道来告知CPU该装置的工作情况，以方便CPU进行工作分配的任务。老式的主机板芯片组IRQ只有15个，如果你的周边介面太多时可能就会不够用，这个时候你可以选择将一些没有用到的周边介面关掉，以空出一些IRQ来给真正需要使用的介面喔！当然，也有所谓的sharing IRQ的技术就是了！

前面内存的地方我们有提过CMOS与BIOS的功能，在这里我们再来强调一下：?

主机板与各项输出/输入设备的连结主要都是在主机机壳的后方，主要有：

其他过时介面：包括早期的用来连结鼠标的九针序列埠(com1)，以及连结印表机的25针并列埠(LPT1)等等。

我们以技嘉主机板的连结介面来看的话，主要有这些：

连接周边介面

除了上面这些组件之外，其实还有一个很重要的组件也要来谈一谈，那就是电源供应器(Power)。在你的机壳内，有个大大的铁盒子，上头有很多电源线会跑出来，那就是电源供应器了。我们的CPU/RAM/主机板/硬盘等等都需要用电，而近来的计算机组件耗电量越来越高，以前很古早的230W电源已经不够用了，有的系统甚至得要有500W以上的电源才能够运作～真可怕～

电源供应器的价差非常大！贵一点的300W可以到4000 NT，便宜一点的300W只要500 NT不到！怎么差这么多？没错～因为Power的用料不同，电源供应的稳定度也会差很多。如前所述，电源供应器相当於你的心脏，心脏差的话，活动力就会不足了！所以，稳定度差的电源供应器甚至是造成计算机不稳定的元凶呢！所以，尽量不要使用太差的电源供应器喔！

目前主机板与电源供应器的连接介面主要有20pin与24pin两种规格，购买时也需要考虑你的主机板所需要的规格喔！

在购买主机时应该需要进行整体的考量，很难依照某一项标准来选购的。老实说，如果你的公司需要一部服务器的话，建议不要自行组装，买品牌计算机的服务器比较好！这是因为自行组装的计算机虽然比较便宜，但是每项设备之间的适合性是否完美则有待自行检测。

另外，在效能方面并非仅考量CPU的能力而已，速度的快慢与『

除此之外，到底那个组件特别容易造成系统的不稳定呢？有几个常见的系统不稳定的状态是：

系统超频：这个行为很不好！不要这么做！
电源供应器不稳：这也是个很严重的问题，当您测试完所有的组件都没有啥大问题时，记得测试一下电源供应器的稳定度！
内存无法负荷：现在的内存品质差很多，差一点的内存，可能会造成您的主机在忙碌的工作时，产生不稳定或当机的现象喔！
系统过热：『热』是造成电子零件运作不良的主因之一，如果您的主机在夏天容易当机，冬天却还好，那么考虑一下加几个风扇吧！有助於机壳内的散热，系统会比较稳定喔！『这个问题也是很常见的系统当机的元凶！』(鸟哥之前的一台服务器老是容易当机，后来拆开机壳研究后才发现原来是北桥上面的小风扇坏掉了，导致北桥温度太高。后来换掉风扇就稳定多了。)

Tips:事实上，要了解每个硬件的详细架构与构造是很难的！这里鸟哥仅是列出一些比较基本的概念而已。另外，要知道某个硬件的制造商是哪间公司时，可以看该硬件上面的信息。举例来说，主机板上面都会列出这个主机板的开发商与主机板的型号，知道这两个信息就可以找到驱动程序了。另外，显示卡上面有个小小的芯片，上面也会列出显示卡厂商与芯片信息喔 </tr></table>

进制

进制也就是进位制，是人们规定的一种进位方法。对于任何一种进制---X进制，就表示某一位置上的数运算时是逢X进一位。十进制是逢十进一，是逢十六进一，二进制就是逢二进一，以此类推，x进制就是逢x进位。

<div class="para-title level-2">
<h2 class="title-text">编码

更多关于编码的文章?http://www.cnblogs.com/skynet/archive/2011/05/03/2035105.html?

（编辑：李大同）

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