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1、第2章 计算机基本硬件及选购,计算机的硬件由很多部分组成，其中主要的是CPU、主板以及内存，本章介绍这些基本硬件的主要功能以及选购知识。,2.1 CPU,CPU品质的高低直接决定一台计算机的档次和性能，一台计算机性能的好坏跟CPU自身的性能有着最直接的关系，当然也没有必要唯CPU论，计算机的性能是一个综合考虑的结果。如图所示即为CPU。,2.1.1 CPU概述,CPU是中央处理单元（Central Processing Unit）的缩写，它可以被简称为微处理器（Microprocessor），不过经常被人们直接称为处理器。CPU是计算机的核心，其重要性好比大脑对于人一样，负责处理、运算计算机内
2、部的所有数据。CPU主要由运算器、控制器、寄存器组和内部总线等构成，是计算机的核心。目前CPU的制造商，主要有英特尔（Intel）和超威半导体（AMD）两家公司,2.1.2 CPU的性能指标,CPU的性能大致上反映出所配置计算机的性能，因此CPU的性能指标十分重要。 CPU主要的性能指标有以下几点。,1主频,主频也叫时钟频率，单位是MHz（或GHz），用来表示CPU的运算、处理数据的速度。CPU的主频外频倍频系数。主频和实际的运算速度存在一定的关系，但并不是一个简单的线性关系。所以，CPU的主频与CPU实际的运算能力是没有直接关系的，主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度。CPU的运算速度还
3、要看CPU的流水线、总线等各方面的性能指标。主频和实际的运算速度是有关的，只能说主频仅仅是CPU性能表现的一个方面，而不代表CPU的整体性能。,外频 、前端总线（FSB）频率,外频是CPU的基准频率，单位是MHz。CPU的外频决定着整块主板的运行速度。在台式机中，所说的超频，往往都是超CPU的外频（因为有时CPU的倍频都是被锁住的）。 前端总线（FSB）频率（即总线频率）直接影响CPU与内存直接数据交换速度。有一条公式可以计算，即数据带宽（总线频率数据位宽）/8，数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率。需要指出的是，前端总线的速度指的是数据传输的速度，外频是指CPU与主板之间
4、同步运行的速度。,倍频,倍频系数是指CPU主频与外频之间的相对比例关系。在相同的外频下，倍频越高CPU的频率也越高。但实际上，在相同外频的前提下，高倍频的CPU本身意义并不大，这是因为CPU与系统之间数据传输速度是有限的，一味追求高主频而得到高倍频的CPU就会出现明显的“瓶颈”效应CPU从系统中得到数据的极限速度不能够满足CPU运算的速度。调节倍频的超频方式比调节外频稳定得多。,2CPU的字长,字长是指CPU在单位时间内（同一时间）能一次同时处理的二进制数的位数。能处理字长为8位数据的CPU通常就叫8位的CPU，同理64位的CPU就能在单位时间内处理字长为64位的二进制数据。,3缓存,缓存大小
5、也是CPU的重要指标之一，而且缓存的结构和大小对CPU速度的影响非常大，CPU内缓存的运行频率极高，一般是和处理器同频运作，工作效率远远大于系统内存和硬盘。实际工作时，CPU往往需要重复读取同样的数据块，而缓存容量的增大，可以大幅度提升CPU内部读取数据的命中率，而不用再到内存或者硬盘上寻找，以此提高系统性能。但是从CPU芯片面积和成本的因素来考虑，缓存都很小。缓存往往有一级缓存（L1 Cache）、二级缓存（L2 Cache）和三级缓存（L3 Cache）。,4CPU扩展指令集,CPU依靠指令来计算和控制系统，每款CPU在设计时都规定了一系列与其硬件电路相配合的指令系统。指令的多少也是CPU
6、的重要指标，指令集是提高微处理器效率的最有效工具之一。从现阶段的主流体系结构讲，指令集可分为复杂指令集和精简指令集两部分。,5制造工艺,制造工艺的单位是mm（或nm），指的是集成电路（IC）内电路与电路之间的距离，它影响到单位面积可以集成的晶体管的数量。制造工艺的趋势是向密集度愈高的方向发展，密度愈高的IC电路设计，意味着在同样大小面积的IC中，可以拥有密度更高、功能更复杂的电路设计。现在主要制造工艺有180nm、130nm、90nm、65nm、45nm，Intel已经有32nm的制造工艺的酷睿i3/i5/i7系列CPU，而AMD则表示自己的产品将会直接跳过32nm工艺，于2011年中期初发布
7、28nm的产品。,6多核心,多核心是指单芯片多处理器（Chip Multiprocessors，CMP）。CMP是由美国斯坦福大学提出的，其思想是将大规模并行处理器中的SMP（对称多处理器）集成到同一芯片内，各个处理器并行执行不同的进程。 除上面的指标之外，还有超流水线与超标量、封装形式、多线程和非一致访问分布共享存储技术（NUMA）等性能指标，在这里不一一叙述。,2.1.3 CPU的选购,CPU的选购主要是考虑价格因素，用户根据自己对计算机性能的要求，选择相应厂商的CPU就可以了。如果用户需要更加详尽的考虑，那么主要参考的就是CPU的性能指标，当然这些指标还是关联到价格的。,2.2 主板,主
8、板又称主机板、系统板或母板，是计算机最基本、也是最重要的部件之一。主板一般为矩形电路板，上面安装了组成计算机的主要电路系统，一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、键盘和面板控制开关接口、指示灯插接件、扩充插槽、主板及插卡的直流电源供电接插件等元件。,2.2.1 主板的作用,计算机的主板作为计算机最基本的硬件组成设备，其作用和地位是毋庸置疑的，根据主板的主要功能来划分，主板的作用主要有以下几点。 1为内部设备供电 2为内部设备联络 3内外数据传递 4总管诸多设备,2.2.2 主板的结构与分类,主板的结构，可以从两个角度来理解，第一是主板的组成结构，第二是主板的结构标准。主板的组成结构如图所示。,2
9、.2.3 主板的CPU插槽,主板的CPU插槽根据CPU的品牌不同主要有LGA 775、LGA 1366、LGA 1156和Socket AM3、Socket AM2+、Socket AM2等。,2.2.4 主板的芯片组,常见的芯片组根据生产厂商的不同分为三家。,1Intel,Intel以前的845、848、865、875芯片组支持478针的CPU和DDR内存，如Pentium 4、Celeron 4系列CPU；Intel 915、945、955、965、975芯片组支持LGA 775针封装的 CPU和DDR2内存，如Pentium D、Celeron D、Pentium E和Celeron E
10、系列双核处理器，例如E2140、2180、4500、5200、6500；Intel 965P、975芯片组的高端主板能支持Core 2 双核/四核处理器。,2AMD,AMD的芯片组有890GX、785G、790GX、770/790X/790FX。以下以AMD 890GX芯片组为例进行介绍。,3NVIDIA,NVIDIA的芯片组有MCP7A和MCP78。,2.2.5 主板的选购,主板上连接着众多设备，并且主板还是各种数据沟通的桥梁，主板的稳定性直接关系着整台计算机能否稳定地工作，因此如何选购一块主板对计算机至关重要。在选择主板时，主要关注以下几点。,1CPU是基础 2品牌和档次 3用料和制造工艺
11、 4升级和扩充,2.3 内存,内存（Memory）是计算机中重要的部件之一，它是与CPU进行沟通的桥梁。计算机中几乎所有程序的运行都是在内存中进行的，因此内存的性能对计算机的影响非常大。内存也被称为内存储器或者主存储器，其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。只要计算机在运行中，CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运算，当运算完成后CPU再将结果传送出来，内存的运行也决定了计算机的稳定运行。,2.3.1 内存的分类,内存从标准上可以分为SIMM与DIMM。SIMM（单边接触类型）是指内存条与内存插槽之间靠一侧的引线；DIMM（双边接触类型）是指内存条与内存
12、插槽之间靠两侧的引脚相接触来完成电路的连接。内存从外观上可以分为30线、64线、72线、100线、144线、168线、184线、240线和卡式、插座式。,现在的主流内存芯片均采用同步动态随机存取存储器SDRAM（Synchronous Dynamic Random Access Memory），同步是指Memory工作需要步时钟，内部命令的发送与数据的传输都以它为基准；动态是指存储阵列需要不断的刷新来保证数据不丢失；随机是指数据不是线性依次存储，而是由指定地址进行数据读写。 SDRAM发展到现在已经经历了四代,第一代SDR SDRAM（Single Date Rate，单数据率SDRAM），仅
13、在时钟脉冲的下降沿传输数据。SDR SDRAM的引脚为168线。很多情况下，第一代SDR SDRAM被简称为SDRAM。 第二代DDR SDRAM（Double Date Rate，上下行双数据率SDRAM），在时钟脉冲的上升沿和下降沿都可传输数据，因此相对于传统的SDRAM，DDR SDRAM相当于同一个时钟频率内执行了双倍于SDR SDRAM的操作。DDR SDRAM的引脚为184线。 第三代DDR2 SDRAM，DDR2与DDR相比最主要的改进是在内存模块速度相同的情况下，可以提供相当于DDR内存两倍的带宽。DDR2的引脚为240线。 第四代DDR3 SDRAM。DDR3发热量低，功耗小，延时低。DDR3的引脚为240线，但是缺口位置不同。 第一代与第二代SDRAM均采用单端（Single-Ended）时钟信号，第三代与第四代由于工作频率比较快，所以采用可降低干扰的差分时钟信号作为同步时钟。,2.3.2 内存的性能指标,1速度 2容量 3内存的奇偶校验 4内存电压 5数据宽度和带宽 6内存的线数 7CAS 8额定可用频率（GUF）,2.3.3 内存的选购,内存在选购时，除了选择合适的品牌和价格外，还要注意和主板的融合性等方面的因素。 1容量 2频率 3兼容 4PCB板层数,
