计算硬件知识整理

电脑的组成

电脑的五大单元包括：输入单元、输出单元、控制单元、算数逻辑单元、存储单元五大部分。其中 CPU 占有控制、算术逻辑单元，存储单元又包含内存与辅助内存；

Linux 中所有的硬件设备文件都会在 /dev 这个目录内

下面列出几个常见的设备与其在 Linux 当中的文件名啰：

设备	设备在Linux内的文件名
无限数据接收设备,相当于黑洞	/dev/null
SCSI/SATA/USB硬盘机	/dev/sd[a-p]
本地回环设备	/dev/loop[0-7]
虚拟终端	/dev/tty[0-63]
串口	/dev/ttyS[0-3]

硬盘设备

如果 PC 上面有两个 SATA 磁盘以及一个 USB 磁盘，而主板上面有六个 SATA 的插槽。这两个 SATA 磁盘分别安插在主板上的 SATA1, SATA5 插槽上， 请问这三个磁盘在 Linux 中的设备文件名为何？

答：由于是使用侦测到的顺序来决定设备文件名，并非与实际插槽代号有关，因此设备的文件名如下：

• SATA1插槽上的文件名：/dev/sda
• SATA5插槽上的文件名：/dev/sdb
• USB磁盘（开机完成后才被系统捉到）：/dev/sdc

Tip: SATA，全称Serial Advanced Technology Attachment，又叫串口硬盘，是将主机总线适配器连接到硬盘的总线接口。SATA 是硬盘接口的标准规范，也是目前应用最多的硬盘接口，从最初的 SATA 1.0 进化如今的 SATA 3.0 ，普通 2.5 英寸 SSD 以及 HDD 硬盘都使用这种接口，理论传输带宽 6Gbps，其最大的优势就是成熟，兼容的设备多，普及程度也比较高。

而这里 sdb 后面跟的数字是什么呢？

后面的数字表示设备上的分区，而这个分区是主分区，一般都会挂载着某个目录

上图中假设我的硬盘分为两个分区，partition 1是挂载到根目录，至于partition 2则是挂载到 /home 这个目录。所谓的“挂载”就是利用一个目录当成进入点，将磁盘分区的数据放置在该目录下； 也就是说，进入该目录就可以读取该分区的意思。

CPU 基础知识

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。Hz 是时钟频率单位，叫赫兹（Hertz），是 CPU 运算时的工作的频率（1 秒内发生的同步脉冲数）的简称，CPU 使用的是 GHz，GigaHertz，对于 CPU 和 GPU 来说，越高的时钟频率对应越高的性能以及更高的耗电量和更多的发热量。

一般而言，制造工艺的纳米数越小，能量的使用效率越高。

那一般的 CPU 是多少 HZ 呢？如下图所示

不过这个频率并非定死的，现在 Intel 的 CPU 会自动超频与降频，如果有大量运算会自动的超频，反之会自动降频借此达到节能省电的目的

ARM 和 X86 架构

CPU 依设计理念主要分为：精简指令集（RISC）与复杂指令集（CISC）系统；

X86：复杂指令集（CISC：Complex Instruction Set Computer） ARM：精简指令集（RISC：Reduced Instruction Set Computer）

X86指令集中的指令是复杂的，一条很长指令就可以很多功能，而 ARM 指令集的指令是很精简的，需要几条精简的短指令完成很多功能。

X86 的方向是高性能方向，因为它追求一条指令完成很多功能，而 ARM 的方向是面向低功耗，要求指令尽可能精简。目前 X86 的市场主要是 PC 和服务器，因为需要高性能。ARM 的市场主要是手机和平板，因为需要低功耗。

• Intel i7处理器平均发热率为45瓦。
• 基于 ARM 的片上系统（其中包括图形处理器）的发热率最大瞬间峰值大约是3瓦

64 位和 32 位

所谓的位指的是 CPU 一次数据读取的最大量！64 位 CPU 代表 CPU 一次可以读写 64bits 这么多的数据，32 位 CPU 则是 CPU 一次只能读取 32 位的意思。 因为 CPU 读取数据量有限制，因此能够从内存中读写的数据也就有所限制。所以，一般 32 位的 CPU 所能读写的最大数据量，大概就是 4GB 左右。

内存 RAM

随机存取存储器（英语：Random Access Memory，缩写：RAM）是与 CPU 直接交换数据的内部存储器。

不论是软件程序还是数据，都必须要读入内存后 CPU 才能使用。个人电脑的内存主要元件为动态随机存取内存（Dynamic Random Access Memory, DRAM）， 随机存取内存只有在通电时才能记录与使用，断电后数据就消失了。因此也称这种 RAM 为挥发性内存。

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。这个 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

# 检查内存型号
$ sudo dmidecode -t memory

速度如下

SDRAM/DDR	型号	数据宽度（bit）	内部频率（MHz）	频率速度	带宽（频率x宽度）
SDRAM	PC100	64	100	100	800MBytes/sec
SDRAM	PC133	64	133	133	1064MBytes/sec
DDR	DDR-266	64	133	266	2.1GBytes/sec
DDR	DDR-400	64	200	400	3.2GBytes/sec
DDR	DDR2-800	64	200	800	6.4GBytes/sec
DDR	DDR3-1600	64	200	1600	12.8GBytes/sec

References

随机存取存储器