前言
我留了三位數，嗯，這肯定是個艱苦的活動，與其說是博客不如說是摘抄筆記，留下來以後常讀吧。
什麼是計算機？
計算機就是接受用戶輸入指令與數據，經由中央處理器的數學與邏輯單元運算處理後，以產生或儲存成有用的信息的這麼。
計算機硬件的五大單元
- 輸入單元：包括鍵盤、鼠標、卡片閱讀器、掃描儀、手寫板、觸控屏幕等等
- 主機部分 這個就是系統單元 裏面有CPU和主存儲器等
- 輸出單元 例如屏幕 打印機
我們主要透過輸入設備如鼠標與鍵盤來將一些數據輸入到主機裏面，然後再有主機進行處理，再將結果輸出到輸出設備上。
整部主機的重點在於中央處理器，CPU爲一個具有特定功能的芯片，裏面含有微指令集，如果你想要主機有什麼功能，就需要去查找是否有相關的內建微指令集
CPU簡介
CPU主要有算數邏輯單元與控制單元。
- 邏輯單元主要負責程序運算與邏輯判斷。
- 控制單元則主要在協調個周邊組件與個單元間的工作，CPU讀取的數據都必須從主存儲器上來
主存儲器的數據則是從輸入單元傳輸進來，處理完畢之後的數據也必須要先寫入主存儲器(RAM)，最後數據從主存儲器傳輸到輸出單元我們會知道其實計算機是由幾個單元所組成的，包括輸入單元、 輸出單元、CPU 內
部的控制單元、算數邏輯單元與主存儲器五大部分。
CPU的架構分爲兩種 一種叫做RISC 與 CISC
也就是精簡指令集 與複雜指令集
常見的RISC微指令集 包含SPARC系列 Powerpc系列與 ARM CPU
目前世界上使用範圍最廣的CPU可能就是ARM
ARM架構常用與個廠牌手機 PDA 導航系統 網絡設備
特點 每個指令運行時間都很短，完成的動作也很單純，指令的執行效能較佳，但是若要做複雜的事情就要有多個指令來完成
CISC在微指令集的每個小指令可以執行一些較低階的硬件操作，指令數目多而且複雜，指令較爲複雜，因此每條指令花費的時間比較長。
常見的架構
有AMD Intel VIA等X86架構CPU
X86架構的CPUP被大量使用與個人的計算機，因此個人計算機常被稱爲x86架構計算機.
最早的CPU代號成爲8086
因此現階段個人計算機x86_64又被統稱爲x86_64的架構
64位CPU代表我們能夠一次讀入64比特的數據 32位CPU則是CPU一次只能讀取32位的意思，
32位CPU所能讀寫的最大數據量大概也就是4G左右
不同的x86CPU差異主要在於爲志玲姐的不同，新的x86CPU大多含有很先進的微指令集，能夠加速多媒體程序的運作，加強虛擬化的效能。
多媒體微指令集MMX SSE SSE2 SSE3 SSE4 AMD-3DNow
虛擬化微指令集 Intel-VT AMD-SVM
省電功能 Inte-SpeedTtep AMD-PoweNow
64/32兼容技術： AMD-AND64 Intel-EM64t
計算機分類主要有一下幾類
超級計算機
大型計算機
迷你計算機
工作站
微電腦
500GB硬盤的存儲只有460GB左右的容量，原因是硬盤廠商會使用10進製爲單位
這其中的原因是因爲硬盤的最小物理量爲512bytes，最小的組成單位爲扇區，廠商在計算硬盤容量的單位採用多少個扇區(sector)所以纔會採用十進制來處理
CPU是直接與主存儲器進行交流的。目前世界上x86的CPU主要供貨商爲Intel
主板上面設計的插槽主要有CPU 主存儲器 顯示適配器界面 SATA磁盤插槽
不同的CPU型號大多具有不同的腳位，因此在進行CPU購買的時候需要考慮到這一點。
CPU的工作頻率分爲外頻和倍頻
早期的CPU架構主要透過北橋來連接系統最重要的CPU、主存儲器與適配器裝置，因爲所有的設備都得透過北橋來連接，因此設備的工作頻率應該相同，於是就有所謂的前端總線(FSB)，又爲了要滿足FSB的頻率，因此廠商就在CPU內部在進行加速，於是就有了外頻與倍頻之分
外頻是指CPU與外部組件進行數據傳輸時的速度，倍速是CPU內部來加速工作效能的一個倍速
超頻：
頻率是指CPU每秒鐘可以進行工作次數，但是對於不同型號的CPU頻率並不能完全作爲一個評判CPU的好壞的標準
現在的Intel的CPU 已經能夠實現自動超頻
32位與64位的CPU與總線寬度
主存儲器能夠提供的數據量，主要還是靠內存控制芯片與主存儲間的傳輸速度來決定
主存儲器也有工作的頻率，這個限制來自於CPU內的內存控制器決定
32位的CPU最多隻能支持最大到4GBytes的內存
得力於北橋整合到CPU內部的設計，CPU可以和各個組件進行溝通，但是每種組件與CPU溝通具有很多不同的方式，如RAM與CPU通過系統總線帶寬來與CPU溝通。而適配器則透過PCI-E的序列通道設計來與CPU溝通
CPU的超線程
實現HT的共同我們將重要的緩存器分成兩羣
個人計算機的主存儲器主要組件爲動態隨機存取內存(DRAM)隨機存儲內存只有在通電時才能夠使用和記錄。這種RAM我們又稱作爲揮發性內存
DRAM根據技術的更新又分爲好幾代，而是用較廣泛的所謂SDRAM 與 DDR SDRAM這兩種，兩種內存的差別除了腳位與工作電壓的不同之外，DDR是所謂的雙倍數據傳輸速度，新一代的PC大多使用DDR又分爲很多如
DDR2 DDR3 DDR4等型號，分別加速 4 8 16 倍
DDR3L額定電壓更低只需要1.35V
多通道設計
由於所有的數據都必須要存放在主存儲器，爲了增加數據寬度，我們可以將兩個主存儲器彙整在一起，這就是雙通道的設計理念
啓動雙行道功能時，你必須要將兩根容量相同的主存儲器，插在相同顏色的插槽中，服務器所需要的速度更快，因此除了雙通道之外，中階服務器，也經常提供三信道，甚至四信道的內存環境
DRAM與SRAM(靜態隨機存取內存)
CMOS 的芯片需要接着電源來發揮記錄功能，這是爲什麼主板上面，會有一顆電池的緣故
ROM 簡介
BIOS是被寫入主板上的內部的一個內存芯片中的一套程序，這個芯片就是ROM，它可以在沒有通電的情況下將數據記錄下來
BIOS就是一個韌體，BIOS雖然對於我們日常操作計算機系統沒有太大關係，但是他卻控制着開機時各項硬件參數的取得。韌體也是項軟件一樣也是被計算機所執行的程序，但是他對硬件內部而言更加重要。也就是綁在硬件上面的控制軟件
現在的BIOS通常是寫入類似閃存或者EEPROM中
顯示適配器
顯示適配器又稱作 VGA 他一般用於圖像處理，側重於分辨率與顏色深度，顯示器的圖像的計算我們需要用到GPU來進行相關的圖像運算。
GPU直接在顯示適配器上面嵌入一個3D加速的芯片，專門用來對圖像進行處理。
顯示適配器同樣是透過CPU的控制芯片來與 CPU 和 主存儲器溝通
因此GPU需要更高更快的傳輸速度，因此，我們將早期的PCI導向AGP，然後轉向北PCI-Epress規格代替，目前幾乎已經可以達到2G/s
比較特殊的是 PCLe使用的類似管線的概念來處理，在PCIe第一版中，每條管道可以具有250M/s的帶寬你性能。如果主機是用來大3D遊戲的，那麼GPU的選購是非常重要的，但是如果服務器只是用來做網絡服務器的，那麼入門級的顯示適配器就已經夠用。
假設桌面使用1024768分辨率，若使用全綵，至少需要 1024768*3byte才能運行，考慮到屏幕的更新率，顯示適配器的內存還是越大越好
硬盤與儲存設備
計算機系統常用的存儲設備主要有硬盤，軟盤。MO/CD DVD 磁帶機
對於硬盤來說，硬盤是最常見的存儲設備
硬盤的組成主要有 許多的圓形磁盤盤 機械手臂 磁盤讀取頭與 主軸馬達組成的
硬盤傳輸界面包含很多但是主要用的還是這三類接口 SATA USB SAS
SATA 界面
SATA界面，在傳輸速率時，需要用到1:10而不是1:8，因爲氣宗有兩位是檢驗用的，目前最常用的是SATA3界面，理論速度是600m/s不過由於物理組成，所以極限速度大約在150/200M/s
在工作站或者大型電腦上，我們使用SAS來進行傳輸，目前傳輸速度最大可以到達1200m/S但是，對於SAS來說，由於造價過於昂貴，因此，一般個人計算電腦的主板上面通常是沒有內建SAS接口的，需要透過外接卡才能支持。
由於傳統的硬盤需要驅動馬達再去轉動磁盤，因此，這回造成很嚴重的而磁盤讀取延遲，如果數據放置的比較離散，那麼讀寫的速度會延遲的更加明顯，因此就會有部分廠家，使用閃存去製作成高容量的設備，這些設備的鏈接界面也是透過SATA或者SAS，而且外形還做的跟傳統磁盤一樣，因此，稱作爲SSD（solid State Disk ）
傳統硬盤(Hard Disk DRIVE)HDD
但是SSD的缺點就是存在寫入次數的限制，因此大多SSD壽命最多兩年，因此，我們備份數據可能需要使用RAID來防止SSD的損毀
CMOS 與BIOS
CMOS主要的功能 是爲了記錄主板上面的重要參數，包括系統時間，CPU電壓與頻率，各項設備的I/O地址與IRQ(中斷信道)等，由於這些數據的記錄需要花費電力，因此主板上纔有電池，BIOS爲寫入到主板上某一虧啊flash或EEPROM的程序，進一步進入到操作系統當中，BIOS程序也可以修改CMOS中的數據，每種主板呼叫BIOS設定程序的按鍵都不同，一般桌面激素那及常見的是使用案件進入BIOS設定畫面
擴充卡與界面
可能與因爲某些需求，因此需要使用主板之外的其他適配卡，所以主板上面通常會預留多個擴產界面的插槽，插槽種類很多但是幾乎所有的卡都是按照PCIe標準進行設計
操作系統部分
早期在計算機執行就要參考一堆硬件功能函數，並且學習機器語言才能夠撰寫程序，因此我們需要開發一套系統來保證驅動所有的硬件，並且提供一個發展軟件的參考接口來個工程是開發軟件。
操作系統實際上也是一組程序，這組程序的重點在於管理激素那機的所有活動以及驅動系統中的所有硬件。操作系統的功能就是讓CPU可以開始判斷邏輯與勻速那數值，讓主存儲器可以開始加載/讀出數據與程序代碼，讓網絡卡可以開始傳輸數據讓所有周邊開始運轉等等等，所有硬件的動作都必須要透過這個操作系統來達成就是了。
上述功能就是操作系統的核心了，如果說核心並不支持TCP/IP協議，那麼無論什麼網卡都無法提供網絡嗯那你
操作系統的核心程序所防止的內存當中的區塊是受保護的，並且開機後就一直常駐在內存當中。
如果，整部系統只有黑犀牛我們只能開着已經準備好運作的計算機系統，但無法操作他。
對於一臺計算機來說，他的關係主要類似與轄圖
爲了保護核心，並且讓程序設計師比較容易開發軟件，因此操作系統除了核心程序之外，通常還會提供一整組的開發接口，那就是系統呼叫層。
操作系統的核心層直接參考硬件規格寫成，因此同一個操作系統不能在不同的硬件架構下運行。
操作系統的功能是管理，而不是運行
應員工程序的開發都是參考操作系統提供的開發接口所以該引用程序之恩呢在該操作系統上面運行而已，不可以再其他操作系統上運行
對於核心來講，核心至少應該有
- 系統呼叫接口
- 程序管理
- 內存管理
- 文件系統管理
- 裝置的驅動
操作系統與驅動程序，驅動程序可以說是操作系統李米娜相當重要的一環，爲了使得草坪做系統不斷適應改變的硬件環境，因此操作系統提供一個開發接口來給硬件開發商，讓他們可以根據這個接口設計可以驅動他們硬件的驅動程序，只要安裝了驅動程序，自然就可以在他們呢的操作系統上面驅動這塊顯示器了。
操作系統必須要能夠驅動硬件，如此應用程序才能夠使用該硬件功能
一般來說，操作系統會提供開發接口，讓開發商製作他們的驅動程序
要使用新硬件功能，必須要安裝廠商提供的驅動程序才行
驅動程序是由廠商提供的，與操作系統開發者無關。
重點回顧
