電腦專業(yè)知識2

1、中央處理器1.CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與工作原理CPU是CentralProcessingUnit中央處理器的縮寫，它由運(yùn)算器和控制器組成，CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為控制單元，邏輯單元和存儲單元三大部分。CPU的工作原理就象一個工廠對產(chǎn)品的加工過程：進(jìn)入工廠的原料(指令)，經(jīng)過物資分配部門(控制單元)的調(diào)度分配，被送往生產(chǎn)線(邏輯運(yùn)算單元)，生產(chǎn)出成品(處理后的數(shù)據(jù))后，再存儲在倉庫(存儲器)中，最后等著拿到市場上去賣(交由應(yīng)用程序使用)。2.CP

2、U的相關(guān)技術(shù)參數(shù)(1)主頻主頻也叫時鐘頻率，單位是MHz，用來表示CPU的運(yùn)算速度。CPU的主頻＝外頻倍頻系數(shù)。很多人以為認(rèn)為CPU的主頻指的是CPU運(yùn)行的速度，實(shí)際上這個認(rèn)識是很片面的。CPU的主頻表示在CPU內(nèi)數(shù)字脈沖信號震蕩的速度，與CPU實(shí)際的運(yùn)算能力是沒有直接關(guān)系的。當(dāng)然，主頻和實(shí)際的運(yùn)算速度是有關(guān)的，但是目前還沒有一個確定的公式能夠?qū)崿F(xiàn)兩者之間的數(shù)值關(guān)系，而且CPU的運(yùn)算速度還要看CPU的流水線的各方面的性能指標(biāo)。由于主頻并

3、不直接代表運(yùn)算速度，所以在一定情況下，很可能會出現(xiàn)主頻較高的CPU實(shí)際運(yùn)算速度較低的現(xiàn)象。因此主頻僅僅是CPU性能表現(xiàn)的一個方面，而不代表CPU的整體性能。(2)外頻外頻是CPU的基準(zhǔn)頻率，單位也是MHz。外頻是CPU與主板之間同步運(yùn)行的速度，而且目前的絕大部分電腦系統(tǒng)中外頻也是內(nèi)存與主板之間的同步運(yùn)行的速度，在這種方式下，可以理解為CPU的外頻直接與內(nèi)存相連通，實(shí)現(xiàn)兩者間的同步運(yùn)行狀態(tài)。外頻與前端總線(FSB)頻率很容易被混為一談，下

4、面的前端總線介紹我們談?wù)剝烧叩膮^(qū)別。(3)前端總線(FSB)頻率前端總線(FSB)頻率(即總線頻率)是直接影響CPU與內(nèi)存直接數(shù)據(jù)交換速度。由于數(shù)據(jù)傳輸最大帶寬取決于所有同時傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的寬度和傳輸頻率，即數(shù)據(jù)帶寬＝(總線頻率數(shù)據(jù)帶寬)8。外頻與前端總線(FSB)頻率的區(qū)別：前端總線的速度指的是數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?，外頻是CPU與主板之間同步運(yùn)行的速度。也就是說，100MHz外頻特指數(shù)字脈沖信號在每秒鐘震蕩一千萬次；而100MHz前端總線指的是

5、每秒鐘CPU可接受的數(shù)據(jù)傳輸量是100MHz64bit8Bytebit=800MBs。(4)倍頻系數(shù)倍頻系數(shù)是指CPU主頻與外頻之間的相對比例關(guān)系。在相同的外頻下，倍頻越高CPU的頻率也越高。但實(shí)際上，在相同外頻的前提下，高倍頻的CPU本身意義并不大。這是因?yàn)镃PU與系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)傳輸速度是有限的，一味追求高倍頻而得到高主頻的CPU就會出現(xiàn)明顯的“瓶頸”效應(yīng)——CPU從系統(tǒng)中得到數(shù)據(jù)的極限速度不能夠滿足CPU運(yùn)算的速度。(5)緩存緩存是指

6、可以進(jìn)行高速數(shù)據(jù)交換的存儲器，它先于內(nèi)存與CPU交換數(shù)據(jù)，因此速度很快。L1Cache(一級緩存)是CPU第一層高速緩存。內(nèi)置的L1高速緩存的容量和結(jié)構(gòu)對CPU的性能影響較大，不過高速緩沖存儲器均由靜態(tài)RAM組成，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，在CPU管芯面積不能太大的情況下，L1級高速緩存的容量不可能做得太大。一般L1緩存的容量通常在32～256KB.L2Cache(二級緩存)是CPU的第二層高速緩存，分內(nèi)部和外部兩種芯片。內(nèi)部的芯片二級緩存運(yùn)行速度與

7、主頻詳圖，而外部的二級緩存則只有主頻的一半。L2高速緩存容量也會影響CPU的性能，原則是越大越好，現(xiàn)在家庭用CPU容量最大的是512KB，而服務(wù)器和工作站上用CPU的L2高速緩存更高達(dá)1MB3MB。(6)CPU擴(kuò)展指令集CPU擴(kuò)展指令集指的是CPU增加的多媒體或者是3D處理指令，這些擴(kuò)展指令可以提高CPU處理多媒體和3D圖形的能力。著名的有MMX(多媒體擴(kuò)展指令)、SSE(因特網(wǎng)數(shù)據(jù)流單指令擴(kuò)展)和3DNow!指令集。(7)CPU內(nèi)核和

8、IO工作電壓從586CPU開始，CPU的工作電壓分為內(nèi)核電壓和IO電壓兩種。其中內(nèi)核電壓的大小是根據(jù)CPU的生產(chǎn)工藝而定，一般制作工藝越小，內(nèi)核工作電壓越低；IO電壓一般都在1.6~3V。低電壓能解決耗電過大和發(fā)熱過高的問題。(8)制造工藝指在硅材料上生產(chǎn)CPU時內(nèi)部各元器材的連接線寬度，一般用微米表示。微米值越小制作工藝越先進(jìn)，CPU可以達(dá)到的頻率越高，集成的晶體管就可以更多。目前Intel的P4和AMD的XP都已經(jīng)達(dá)到了0.13微米

9、的制造工藝，明年將達(dá)到0.09微米的制作工藝。從上面我們了解了CPU的邏輯結(jié)構(gòu)以及一些基本技術(shù)參數(shù)，本文將繼續(xù)全面的了解影響CPU性能的有關(guān)技術(shù)參數(shù)。1.指令集(1)X86指令集要知道什么是指令集還要從當(dāng)今的X86架構(gòu)的CPU說起。X86指令集是Intel為其第一塊16位CPU(i8086)專門開發(fā)的，IBM1981年推出的世界第一臺PC機(jī)中的CPU—i8088(i8086簡化版)使用的也是X86指令，同時電腦中為提高浮點(diǎn)數(shù)據(jù)處理能力而

10、增加的X87芯片系列數(shù)學(xué)協(xié)處理器則另外使用X87指令，以后就將X86指令集和X87指令集統(tǒng)稱為X86指令集。雖然隨著CPU技術(shù)的不斷發(fā)展，Intel陸續(xù)研制出更新型的i80386、i80486直到今天的PentiumⅢ(以下簡為PⅢ)系列，但為了保證電腦能繼續(xù)運(yùn)行以往開發(fā)的各類應(yīng)用程序以保護(hù)和繼承豐富的軟件資源，所以Intel公司所生產(chǎn)的所有CPU仍然繼續(xù)使用X86指令集，所以它的CPU仍屬于X86系列。由于IntelX86系列及其兼容

11、CPU都使用X86指令集，所以就形成了今天龐大的X86系列及兼容CPU陣容。(2)RISC指令集RISC指令集是以Bank。單、雙面內(nèi)存本身并無好壞之分，區(qū)別也很小，從技術(shù)上來考慮的話，對于同等容量的內(nèi)存，單面內(nèi)存要比雙面內(nèi)存的集成度更高。3、內(nèi)存容量要按需購買，128MB已經(jīng)完全能夠滿足一般普通家庭用戶的需要，如果是WindowsXP需要256MB為宜，如果是平面設(shè)計和多媒體制作，那512MB或更大容量的內(nèi)存就更好了。五、內(nèi)存的級別內(nèi)

12、存顆粒和成品內(nèi)存是不同的，使用現(xiàn)代內(nèi)存顆粒但并非現(xiàn)代制造的成品內(nèi)存不是現(xiàn)代內(nèi)存，因?yàn)閮?nèi)存質(zhì)量并不完全取決于顆粒質(zhì)量，與PCB板的質(zhì)量以及線路設(shè)計等都有非常密切的關(guān)系。內(nèi)存品質(zhì)被分為三個等級：1、作坊級別內(nèi)存：指使用4層PCB板制造、在PC133下可以使CAS=3的內(nèi)存，僅經(jīng)過初級檢測未發(fā)現(xiàn)重大缺陷，可能無法在所有的系統(tǒng)上使用，不推薦在INTEL銅礦600MHZ以上以及AMDATHLON（包括K7和雷鳥）的系統(tǒng)中使用。2、標(biāo)準(zhǔn)級別：使用6

13、層PCB板制造、在PC133下可以使CAS=3的內(nèi)存，通過制造者自訂標(biāo)準(zhǔn)的測試，在兼容性方面沒有大問題，但不建議使用在AMDATHLON系統(tǒng)中。3、精密級別內(nèi)存：使用低干擾6層板和A級的DRAM顆粒制造，能夠在PC133下使CAS=2并穩(wěn)定工作，可以兼容所有的系統(tǒng)，并且通過相關(guān)電氣標(biāo)準(zhǔn)測試，強(qiáng)烈建議在AMDATHLON以及所有系統(tǒng)總線為133MHZ系統(tǒng)中使用。不同級別內(nèi)存的差價極大，最低等級和最高等級的相差一倍價格，如果你自己對于穩(wěn)定性

14、的要求不高，使用普通的兼容內(nèi)存也行；如果你自己對于穩(wěn)定性的要求很高，至少要選用(金士頓)這種級別的內(nèi)存。額看到這就感覺到確實(shí)很老了竟然還是SD和DDR條子```現(xiàn)在最好買800MHZ的條子````顯示適配器(顯卡)顯示卡(videocard)是系統(tǒng)必備的裝置，它負(fù)責(zé)將CPU送來的影像資料(data)處理成顯示器(monit)可以了解的格式，再送到螢光幕(screen)上形成影像。它是我們從電腦獲取資訊最重要的管道。因此顯示卡及顯示器是電

15、腦最重要的部份之一，我們應(yīng)該要好好愛護(hù)。影像品質(zhì)(picturequality)非常重要，這樣才不會對眼睛造成傷害。這些是影像品質(zhì)的因子:清晰度(Sharpness)明亮度(Brightness)穩(wěn)定度(Stableness)色彩解析度(ColourResolution)螢?zāi)唤馕龆?Screenresolution)顯示器在清晰度(sharpness)，明亮度(brightness)，穩(wěn)定度(stableness)和最大解析度方面扮演十

16、分重大的角色。假如你想要有高品質(zhì)的影像，你需要一臺高品質(zhì)的的大螢?zāi)伙@示器，至少17寸，你的顯示卡要盡可能挑最好的。顯示器如果很爛，螢?zāi)豢雌饋砭蜁懿皇娣Ｔ陲@示卡方面，RAMDAC是負(fù)責(zé)將資料送到顯示器的部份。有兩個重要的因素，如RAMDAC的品質(zhì)，他是單獨(dú)存在或并入顯示晶片(videochipset)之中還有最大像素頻率(pixelfrequency)，以MHz為單位。220MHz的RAMDAC不一定但通常比135MHz來的好。他確實(shí)

17、了提供較高的更新率(refreshrate)－在後面會再告訴你為什麼。顯示記憶體(VideoRAM)的數(shù)量跟螢?zāi)唤馕龆?screenresolution)和色彩解析度(colresolution)有關(guān)。顯示記憶體和顯示晶片的種類跟效能有關(guān)。但是我們不應(yīng)該忘記匯流排系統(tǒng)(PCIVLISAEISAMCANuBus)也有關(guān)，因此主機(jī)板還有它的晶片組都跟資料送達(dá)顯示卡的速度有關(guān)。最後跟顯示卡的效能有關(guān)的就是Pentium(P55C)Pentiu

18、mPro(Klamath)6x86(M2)CPU新增的MMX指令集－它能增進(jìn)顯示卡的效能，可能比現(xiàn)在任何的顯示卡技術(shù)幫助還要大。首先我要提出，我不想討論最新的UMAshared記憶體架構(gòu)，因?yàn)?9%以上的使用者仍然使用它們原有的videoRAM。UMA使系統(tǒng)成本降低，但顯示卡的效能也會跟著降低.我們必須了解，資料(data)一旦離開CPU，必須通過4個步驟，最後才會到達(dá)螢?zāi)蛔?以下所指的顯示記憶體與顯示晶片是指顯示卡上的記憶體(vide

19、oRAM)及晶片(videochipset)，勿跟主機(jī)板上的主記憶體和晶片組搞混)1.從匯流排(bus)進(jìn)入顯示晶片－將CPU送來的資料送到顯示晶片里面進(jìn)行處理。(數(shù)位資料)2.從videochipset進(jìn)入videoRAM－將晶片處理完的資料送到記憶體。(數(shù)位資料)3.從顯示記憶體進(jìn)入DigitalAnalogConverter(=RAMDAC)，由顯示記憶體讀取出資料再送到RAMDAC進(jìn)行資料轉(zhuǎn)換的工作(數(shù)位轉(zhuǎn)類比)。(數(shù)位資料)4

20、.從DAC進(jìn)入顯示器(Monit)－將轉(zhuǎn)換完的類比資料送到螢?zāi)?類比資料)如同你所看到的，除了最後一步，每一步都是關(guān)鍵，并且對整體的顯示效能(graphicperfmance)關(guān)系十分重大(注:顯示效能是系統(tǒng)效能的一部份，其效能的高低由以上四步所決定，它與顯示卡的效能(videoperfmance)不太一樣，如要嚴(yán)格區(qū)分，顯示卡的效能應(yīng)該受中間兩步所決定，因?yàn)檫@兩步的資料傳輸都是在顯示卡的內(nèi)部。第一步是由CPU比較低。(注:PCIbus

21、是32bitdatapath，也就是說CPU跟顯示卡之間是以一次4byte的資料在對傳，其他的bus應(yīng)該是16bitdatapath)。但是PCIbus的速度并非全部都是33MHz。以Pentium75為例，速度只有25MHz，而P90P120P150只有30MHz，所以顯示效能肯定會降低。(注:如果你對這個不懂，請參考外頻的重要性一文)比較新的晶片組，他的PCI效能比較快，所以Intel430HX的效能比Intel430FX來的快。最