1 Linux學習筆記 計算機概論

2021-06-19 14:19:29 字數 1588 閱讀 2401

1、計算機組成:輸入單元、輸出單元、cpu內部的控制單元、算數邏輯單元以及主記憶體(還有外部儲存裝置)。最重要的是cpu和記憶體,也是最容易理解錯誤的。

cpu 為乙個具有特定功能的晶元, 裡頭含有微指令集,如果你想要讓主機進行什麼特異的功能,就得要參考這顆 cpu 是否有相關內建的微指令集才可以。 由於 cpu 的工作主要在於管理與運算,因此在 cpu 內又可分為兩個主要的單元,分別是: 算數邏輯單元與控制單元。(注1) 其中算數邏輯單元主要負責程式運算與邏輯判斷,控制單元則主要在協調各周邊元件與各單元間的工作。

既然 cpu 的重點是在進行運算與判斷,那麼要被運算與判斷的資料是從**來的? cpu 讀取的資料都是從主記憶體來的! 主記憶體內的資料則是從輸入單元所傳輸進來!而 cpu 處理完畢的資料也必須要先寫回主記憶體中, 最後資料才從主記憶體傳輸到輸出單元。

cpu處理的資料基本上都是流經過主記憶體再轉出去的! 至於資料會流進/流出記憶體則是cpu所發布的控制命令!而cpu實際要處理的資料則完全來自於主記憶體!

2、cpu的種類

cpu其實內部已經含有一些小指令集,我們所使用的軟體都要經過cpu內部的微指令集來達成才行。 那這些指令集的設計主要又被分為兩種設計理念,這就是目前世界上常見到的兩種主要cpu種類: 分別是精簡指令集(risc)與複雜指令集(cisc)系統。

精簡指令集(reduced instruction set computer, risc):這種cpu的設計中,微指令集較為精簡,每個指令的執行時間都很短,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,就要由多個指令來完成。常見的risc微指令集cpu主要例如昇陽(sun)公司的sparc系列、 ibm公司的power architecture(包括powerpc)系列、與arm系列等。

複雜指令集(complex instruction set computer, cisc):與risc不同的,cisc在微指令集的每個小指令可以執行一些較低階的硬體操作,指令數目多而且複雜, 每條指令的長度並不相同。因為指令執行較為複雜所以每條指令花費的時間較長, 但每條個別指令可以處理的工作較為豐富。常見的cisc微指令集cpu主要有amd、intel、via等的x86架構的cpu。

最新的intel/amd的x86架構中,多**、虛擬化、省電功能的重要微指令集:

多**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:intel-speedstep, amd-powernow! 

64/32位相容技術:amd-amd64, intel-em64t 

3、計算機上面常用的計算單位 (容量、速度等)

3.1、容量單位

計算機依有沒有通電來記錄資訊,所以理論上它只認識 0 與 1 而已。0/1 的單位我們稱為 bit。但 bit 實在太小了, 並且在儲存資料時每份簡單的資料都會使用到 8 個 bits 的大小來記錄,因此定義出 byte 這個單位,他們的關係為:

1 byte = 8 bits

一般來說,檔案容量使用的是二進位的方式,所以 1 gbytes 的檔案大小實際上為:1024x1024x1024 bytes 這麼大! 速度單位則常使用十進位,例如 1ghz 就是 1000x1000x1000 hz 的意思。

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