计算机硬件系统
作者：互联网
只有硬件系统而没有软件系统的计算机被称为“裸机”。
计算机一般由控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备五个基本部分组成。
1.控制器（CU）
基本功能：从内存中读取指令、分析指令和向其他部件发出控制信号。控制器一般是由程序计数器（PC）、指令寄存器（IR），指令译码器（ID）、时序控制电路以及微操作控制电路等组成。
2.运算器（ALU）
运算器是计算机中执行各种算术和逻辑运算操作的部件，它主要由算术逻辑单元和各种寄存器等组成。
运算器和控制器共同组成了中央处理器（CPU）。
智能处理器的新特性包括：采用睿频加速技术，按负载提升主屏，高效节能；采用超线程技术，提升CPU的并行处理能力；集成高清显卡，大幅提升3D性能。
3.存储器
计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据。存储器可分为：内存储器和外存储器。
a.内存储器
内存储器是CPU能够直接访问的存储器，用于存放正在运行的程序和数据。可分为：随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）和高速缓冲存储器（Cache）。
RAM就是人们通常所说的内存。RAM里的内容可安其地址随时进行存取，RAM的主要特征是数据存取速度较快，可读可写，但是掉电后数据不能保存。
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b.ROM
ROM主要用于存放计算机启动程序。ROM的数据只能被读取而不能写入，如果要更改 ，一般需要紫外线来擦除。另外，掉电以后ROM中的数据不会消失。
BIOS即基本输入输出系统，实际上它是被固化到主板ROM芯片上的程序，是一组与主板匹配的基本输入输出系统程序。
启动的大致过程：开机——>自检——>执行ROM中的启动程序——>加载操作系统——>执行操作系统
c.高速缓冲存储器（Cache）
高速缓冲存储器（Cache）是位于CPU与内存之间的高速存储器，运行频率极高，一般是和CPU同频运作。Cache能减少CPU从内存读取指令或数据的等待时间。
在内存中有很多的存储单元，每个存储单元都有一个唯一的编号，这些编号称为内存地址。内存是按字节进行编址的，一个字节对应一个地址，一个地址所代表的存储单元的容量为一个字节。
我们也经常将CPU和内存合成为“主机”。
2.外存储器
它一般具有大容量、能长期保存数据的特点。
1.机械硬盘（HDD）
它的主要特点是存储容量很大，经济实惠。机械硬盘由许多盘片叠加组成，每个盘片上有很多磁道，每个磁道有很多扇区，扇区是最基本的读写单位。
主要技术指标有两个：存储容量和转速。
a.储存容量=盘面数*磁道数*扇区数*扇区容量
例如一个机械硬盘有128个盘面，800个磁道，1024个扇区，每个扇区512个字节，则它的容量是128*800*1024*512/1024/1024/1024=50GB
b.转速。转速是指硬盘盘片每分钟转动的圈数，单位为rpm（r/m）。转速越快，表示数据存取速度越快。机械硬盘的转速主要有3种：5400rpm、7200rpm、10000rpm.
2.固态硬盘（SSD）
与机械硬盘相比，固态硬盘读写速度快、容量小、价格高、使用寿命有限。
在实际应用中，硬盘中有一块区域用来存放用户临时删除的文档资料，该区域被称为回收站。
回收站的特点是：回收站的大小可以设置，其中的文件可以恢复。用户在删除文件后，文件一般直接被送到回收站，但若删除文件时配合shift（shift+delete）键，则不会被送到回收站中，而是直接删除。
3.光盘
光盘盘片是在有机塑料基地底上加各种镀膜制作而成的，数据通过激光刻在盘片上。光盘存储器具有体积小、容量大、易于长期保存等优点。CD光盘的容量一般为650MB，DVD光盘的容量为4.7G~50GB。
DVD-RW：可重写式DVD
FD：软磁盘（早期的移动存储器）
CD-ROM：只读CD光盘
基本传输速率（单倍/1倍/标准）150KB/S
4、移动存储
常用的移动存储设备有Flash存储器和移动硬盘等。
Flash存储器是一种新型半导体存储器，它的主要特点是在断电时也能长期保存数据，而且加电后容易擦除和重写，又有很高的存储速度。常见的Flash存储器有U盘和Flash卡。Flash卡一般用作数码相机和手机的存储器，如SD卡。
Flash存储器是一种新型半导体存储器
输入设备
如：键盘、鼠标、扫描仪、手写板、触摸屏、条形码阅读器、A/D转换器、麦克风、摄像头、游戏杆等。
输出设备
如：显示器、打印机、投影仪、音响、绘图仪、D/A转换器等。
显示器通常也被称为监视器，它可以分为CRT（阴极射线管显示器）、LCD（液晶显示器）、3D显示器、PDP（等离子显示器）等多种不同的种类。显示器的性能指标主要有分辨率、颜色质量和响应时间。
a.分辨率。显示器上像素的数量。
b.颜色质量。显示一个像素所占用的位数。单位时位（bit）。颜色位数决定了颜色数量，颜色位数多。如果颜色质量是24位（真彩色），则颜色的数量为224种，达到人眼分辨的极限，所以被称为真彩色。
c.响应时间。屏幕上的像素由亮转暗或由暗转亮所需要的时间，单位是毫秒（ms）。响应时间越短，显示器闪动就越少，在观看动态画面 时就不会由尾影。目前，液晶显示器的响应时间是16ms和12ms。
输入设备和输出设备统称为I/O设备，把外存和I/O设备合称为外部设备，简称外设。
总线
总线的分类
1.根据数据传输方式
总线可分为串行总线和并行总线，二进制数据逐位通过一根数据线发送到目的部件（或设备），常用的串行总线有USB、PS/2等。在并行总线中，数据线有多少根，可以一次发送多个二进制位数据，常用的并行总线有PCI总线（连接计算机中的声卡、显卡、网卡）等。
2.根据连接部件
总线分为片内总线和系统总线。片内总线是指CPU芯片内部的总线，系统总线是指CPU、内存、外部设备（通过I/O接口）各功能部件之间的信息传输总线。计算机的系统总线安传输信息的不同分为3类：数据总线（Data Bus）、地址总线（Address Bus）、控制总线（Control Bus）。
a.数据总线（DB）。数据总线传送系统中的数据或指令，它是双向传输总线。数据总线的位数与CPU的字长有关。
b.地址总线（AB）。地址总线传送地址信息，它是自CPU向外传输的单向总线。它的位数反映了计算机的直接寻址能力。（N位地址总线，其寻址能力为2nB）
c.控制总线（CB）。控制总线传送控制信息，在控制总线中，有些是CPU送往存储器和I/O设备的，有些是其他部件向CPU发出请求信号的，对任一控制线而言，它的传输是单向的，但对于总体而言，它的信息传递是双向进行的。
总线的主要技术指标（bps、Bps、KBps、MBps）
1.总线带宽
总线带宽是指时间内总线上传送的数据量，表示总线数据传输速率。
2.总线位宽
总线位宽是指总线能够同时传送的二进制数据位数，如32位总线、64位总线等。总线位宽越宽，总线带宽越大。
3.工作频率
总线的工作频率以Hz为单位，工作频率越高，总线工作速度越快，总线带宽越大。
总线带宽与位宽和工作频率之间的关系是‘：
总线带宽=总线工作频率*总线位宽*传输次数/8
例如，某总线的工作频率为33MHz，总线位宽为64位，一个时周期内数据传输一次，则该总线带宽=33pMHz*64位*1次/8=264MBps
一个数据包含80位数据，分为两个时钟或四次传输，每个时钟传输两次，每次传输20位，其中有效位数为16位，其中4位用于冗余校验
QPI（快速通道互联）总线：UPC内核与内核之间，内核与内存之间的总线。
接口（GHz、MHz、KHz、Hz）（1GHz=1000GHz）
主板上常见接口有USB接口、HDMI（高清多媒体接口）接口和显示接口。
USB（通用串行总线）接口是一种串行总线接口，由于其支持热插拔、传输速率高等优点，成为目前外部设备的主流接口设备。USB接口目前有两个规范：USB2.0（黑色）（标准5V 900mA），理论上传输速率可达480Mbps；USB3.0（蓝色）（5V 500mA），理论传输速率可达5Gbps，USB3.0可以向下兼容USB2.0。
HDMI（高清晰度多媒体接口）是一种数字化视频/音频接口，可同时传送和音频信号，最高数据传输速度为18Gbps。HDMI接口是替代DVI（数字显示接口）的高清显示输出的新接口。
| 键盘鼠标 | USB | 打印机 | USB |
|
PS/2 |
网卡 | RJ-45 | |
| 显示器 | VGA | 硬盘 | SATA |
| DVI | 外围器件互联接口 | PCI接口 | |
| HDMI |
计算机性能指标
1.CPU的性能指标
a.主频
主频是指CPU的时钟频率，也是CPU的工作频率，单位是Hz。主频越高，运算速度越快。
b.字长
作为一个整体参与运算、处理和传送的一串二进制数的位数称为字长，字长等于通用寄存器的位数。通常所说的CPU位数就是CPU的字长，也是CPU中通用寄存器的位数。字长越长，计算精度越高，运算速度越快。
c.高速缓冲存储器容量
高速缓冲存储容量（Cache）是位于CPU和内存之间的高速存储器，一般和CPU同频工作。Cache能够减少CPU从内存读取指令或数据的等待时间。大容量的Cache可以大幅度地提高CPU内读取数据的命中率，从而提升系统性能。
d.多核和多线程
多核技术的开发是因为单一提高CPU的主频无法带来相应的性能提高，反而会使CPU更快地产生更多的热量，在短时间内就会烧毁CPU。在一个芯片上集成多个核心，通过提高程序的并发性从而提高系统的性能。CPU里的每个核心包含控制器和运算器，控制器在读取和分析指令时，运算器闲置。增加一个控制器，共享运算器，这样就组成另一个功能完整的核心，这就时多线程。多线程减少了CPU的闲置时间，提高了CPU的运行效率。
2.内存存储器的容量
内存的容量大小反映了计算机即使存储信息的能力，内存容量越大，系统功能就越强大，能处理的数据就越庞大。
3.硬盘的容量和转速
硬盘容量越大，可存储的信息越多，可安装的应用软件就越丰富；硬盘转速的快慢是决定硬盘内部传输率的关键因素之一，在很大程度上直接影响到硬盘的速度。
标签：计算机硬件,存储器,总线,接口,系统,CPU,硬盘,内存 来源： https://www.cnblogs.com/ao555/p/16609305.html