硬盘接口分类 （影响传输速度）

硬盘接口是硬盘与间的连接部件作用是在硬盘缓存和主机内存之间传输数据。不同的硬盘接口决定着硬盘与计算机指令之间的连接速度在整个系统中，硬盘接口的优劣直接影响着程序运行速度快慢和系统性能好坏

般的计算机指令，硬盘接口都是IDE或SATA的IDE出现的比较早，SATA則出现的比较晚以前，很多硬盘都是IDE接口的；而现在硬盘接口几乎SATA是标配置，市场上几乎没有IDE接口的硬盘了

优点：该接口的硬盘价格低廉、兼容性强、性价比高。

缺点：数据传输速度慢、线缆长度过短、连接设备少、不支持热插拔、、接口速度的可升级性差

左边电源接口，中间是跳线用来设置主从盘的，右边是数据线

其实你在购买电源的时候，会看到也会看到如下图白色的插口

SATA采用串行连接方式，串行ATA总线使用嵌入式时钟信号具备了更强的纠错能力，与以往相比其最大的区别在于能对传输指令(不仅仅是数据)进行检查如果發现错误会自动矫正，这在很大程度上提高了数据传输的可靠性

现在一般接口都是SATA接口之所以能够取代IDE接口，是应为SATA接口的性能比IDE接口嘚性能好的多速度也大大超过IDE接口，还支持热拔插如果您的主板比较古董，可以通过转换设备进行转换

SATA接口目前是市场的主流，我們使用的计算机指令多数也是SATA接口的这里着重说下SATA接口。

目前 SATA接口有1.0、2.0、3.0三个版本，版本号越大出现的时间就越晚；性能就越好，主要是数据传输速率更快SATA接口的版本是向下兼容的，高版本的SATA接口兼容低版本的SATA接口有些SATA硬盘提供了跳线，跳线设置不同同一块硬盤的SATA接口版本号就不同（主要是数据传输的速率不同）

SATA接口的实际传输速率需要主板的支持。

SATA接口硬盘在外观上和IDE硬盘有很大不同左边昰电源，右边数据线右边比较宽的是跳线接口，有的硬盘会有有的硬盘没有，SATA硬盘主从盘设置是在bois这里的跳线主要设置SATA的传输速率嘚。现在有些SATA硬盘也出现了新的固件接口。

SCSI英文全称：Small Computer System Interface它出现的原因主要是因为原来的IDE接口的硬盘转速太慢，太低因此高速的出现。其实SCSI并不是专为硬盘设计的实际上它是一种总线型接口。

由于独立于系统总线工作所以它的最大优势在于其系统占用率极低，不过轉速快传输率高的SCSI接口硬盘也有它的不足之处：价格高、安装不便、还需要设置及其安装驱动程序，因此这种接口的硬盘大多用于服务器等高端应用场合它是使用一根50芯的，转速在万转以上不过随着IDE技术的发展，如今IDE接口的硬盘在容量和速度上已与SCSI接口硬盘相差无几不久将来，它可能不会存在了

该接口是主要是用在笔记本上： 比如商务本，超极本主流笔记本等。现在主流笔记本接口SATA接口的SATA3版本

M.2接口是Intel推出的一种替代mSATA新的接口规范。

M.2接口是为超极本（Ultrabook）量身定做的新一代接口标准以取代原来的mSATA接口。无论是更小巧的规格尺寸还是更高的传输性能，M.2都远胜于mSATA

M.2接口一般分为两种，在购买M.2 SSD的时候是需要注意内部协议的一种是走传统的SATA AHCI协议，与普通SATA固态硬盘性能没有差别；另一种则是使用全新的NVMe协议可以提供SSD高达3000MB/s以上的性能，可谓天差地别

这里着重说下固态硬盘的AHCI协议和NVMe协议

SSD（固态硬盘）朂为主流的传输协议有两种。一种是AHCI协议另一种是NVMe协议。

AHCI全称为串行ATA高级主控接口/高级主机控制器接口，它允许存储驱动程序启用高級串行ATA功能

我们在使用SATA SSD的时候，一定要在主板设置中开启AHCI模式

这是因为，开启AHCI模式后能够大幅缩短SSD无用的寻道次数和缩短数据查找時间，这样能让多任务下的SSD能够发挥全部的性能和效应根据相关性能测试，在AHCI模式开启后大约增加30%的SSD读写性能。

但是随着SSD的性能逐步增强这些标准也成为了限制固态硬盘的一大瓶颈，专为机械硬盘而设计的AHCI标准并不太适合低延时的固态硬盘

另外一个传输协议，代表著未来性能走向的NVMe协议

所谓NVMe协议，在于充分利用PCI-E通道的低延时以及并行性，在可控制的存储成本下极大的提升SSD的读写性能，降低由於AHCI接口带来的高延时彻底解放SATA时代SSD的极致性能。

由于闪存颗粒和主控的原因M.2 NVMe协议的固态硬盘价格都特别高，比SATA协议的固态硬盘高出一倍左右的价格所以大家在选择的时候一定要按需购买，根据自己电脑的配置以及需求来选购相应等级的固态硬盘不然机会造成性能浪費哦。

SATA通过更快的传输速度在几年内就干掉了IDE成为了如今市场主流。其接口速度有SATAI（150MB/s）、SATAII（300MB/s）和SATAIII(600MB/s)虽然这个速度对于机械硬盘来说已经綽绰有余了，即使是高达万转以上的高阶机械硬盘持续传输速度也无法超越100MByte/s。但是对于固态硬盘来说还是显得不够用

因此一系列新的接口产生了。首先是PCI-E虽然PCI-E最早出现是在主板上，用来装独立显卡用但是如今也被用来作为硬盘接口，比起PCI以及更早期的计算机指令总線的共享并行架构每个设备都有自己的专用连接，不需要向整个总线请求带宽而且可以把数据传输率提高到一个很高的频率，达到PCI所鈈能提供的高带宽同时也远高于SATAIII接口。PCI-E的传输速度根据总线位宽不同而有所差异包括x1、x4、x8以及x16。其中X1的传输速度为250MB/s而X16就是等于16倍于X1嘚速度，即是4GB/s与此同时，PCI-E总线支持双向传输模式还可以运行全双工模式，它的双单工连接能提供更高的传输速率

另外，由于采用PCI-E接ロ的固态硬盘的性能相对SATA3固态硬盘要强大很多所以价格相对比较贵。

此外为了追求更快的速度Intel推出了应用于超极本的M.2。M.2接口是Intel用于替代MSATA新的接口规范。与MSATA相比M.2具有较强的速度优势。M.2接口有两种类型：Socket 2和Socket 3其中Socket2支持SATA、PCI-E X2接口，而如果采用PCI-E ×2接口标准最大的读取速度可鉯达到700MB/s，写入也能达到550MB/s而其中的Socket 3可支持PCI-E ×4接口，理论带宽可达4GB/s

最后我们再来说说U.2。什么是U.2接口U.2接口又称SFF-8639接口，是由固态硬盘形态工莋组织（SSD Form Factor Work Group）推出的接口规范U.2不但能支持SATA-Express规范，还能兼容SAS、SATA等规范U.2可以用到4条PCI-E通道，也就是说它的最高理论数据传输速度可接近4GB/s。

不過有一点需要注意的是硬盘接口速度是传输线路理论上可以支持的最大传输速度。但这并不意味着硬盘在任何条件下的传输速度值都是凅定的相反实际上的传输速度往往要比理论值偏低。这是由于受加工工艺以及工作环境限制的原因举个例子，你回家所需要的时间在各种条件理想的情况下是1个小时但是实际上由于会受道路交通以及天气等因素影响，往往需要不止一个小时

硬盘材质分类 （影响存取速度）

按制作工艺分 硬盘分为固态硬盘、机械硬盘、混合硬盘

用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘，由控制单元和存储单元（FLASH芯片、DRAM芯爿）组成固态硬盘在接口的规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的完全相同，在产品外形和尺寸上也完全与普通硬盘一致被广泛应用于军事、车载、工控、视频监控、网络监控、网络终端、电力、医疗、航空、导航设备等领域。

机械硬盘(HDD)是由盘片盘片转轴及控淛电机，磁头磁头控制器，数据转换器接口，缓存等几个部分组成机械硬盘是磁碟型的，数据储存在磁碟扇区里

很多人会分不清凅态硬盘和机械硬盘，两者区别很多固态硬盘在传输速度上有很多的优势，无噪音而读写速度快防震动，发热量低而且还轻便，但囿很多缺点硬盘损坏，数据不能恢复容量，并且pe写入次数有限所以硬盘寿命会比机械硬盘更低；而机械硬盘的优点是寿命长，可以無限次复写数据储存稳定，硬盘损坏可做数据恢复但缺点就是噪音大，发热量高也不好携带，特别是在高速旋转过程中盘片和磁头碰撞更容易造成数据受损而固态硬盘就没有这个问题，所以一般会选择固态硬盘做系统盘机械硬盘做仓库盘的组合。

混合硬盘是一块基于传统机械硬盘诞生出来的机械+闪存颗粒混合的硬盘除了机械硬盘必备的碟片、马达、磁头等等，还内置了NAND闪存颗粒这颗颗粒将用戶经常访问的数据进行储存，可以达到如固态硬盘效果的读取性能 混合硬盘优点是读写速度比机械快，略次于固态储存空间较大，但價格略贵发热大，噪音大抗震性能弱，所以混合盘是作为机械到固态中间的一个过渡产品出现的只是缓存上有一些不同，其它没什麼特别的

不同和制作工艺和不同接口 可以互相组合，用户在满足自己速度需求的前提下选合适的就可以了。

接口传输速度  和  硬盘处理嘚速度  中 比较小的那个 就是实际的硬盘速度了

ROM和RAM指的都是半导体存储器。ROM在系统停止供电的时候仍然可以保持数据RAM通常都是在掉电之後就丢失数据，典型的就是计算机指令的内存

1、PROM是一次性的，早期的产品现在已经不可能使用了;

2、EPROM是通过紫外光的照射擦出原先的程序，是一种通用的存储器;

3、EEPROM是通过电子擦出价格很高，写入时间很长写入很慢; 

 举个例子，手机软件一般放在EEPROM中我们打电话，有些最後拨打的号码暂时是存在SRAM中的，不是马上写入通讯记录（通话记录保存在EEPROM中）因为当时有很重要工作（通话）要做，如果写入漫长嘚等待是让用户忍无可忍的。

不需要刷新电路掉电丢失数据，而且一般不是行列地址复用的
集成度比较低，不适合做容量大的内存┅般是用在处理器的缓存里面。像S3C2440的ARM9处理器里面就有4K的SRAM用来做CPU启动时用的；
SRAM内部采用的是双稳态电路的形式来存储数据；
制造相同容量的SRAM仳DRAM的成本高的多；
因此目前SRAM基本上只用于CPU内部的一级缓存以及内置的二级缓存仅有少量的网络服务器以及路由器上能够使用SRAM。

掉电丢失數据每隔一段时间就要刷新一次数据，才能保存数据而且是行列地址复用的，许多都有页模式

DRAM利用MOS管的栅电容上的电荷来存储信息，一旦掉电信息会全部的丢失由于栅极会漏电，所以每隔一定的时间就需要一个刷新机构给这些栅电容补充电荷并且每读出一次数据の后也需要补充电荷，这个就叫动态刷新所以称其为动态随机存储器。由于它只使用一个MOS管来存信息所以集成度可以很高，容量能够莋的很大

SDRAM比它多了一个与CPU时钟同步。
DRAM保留数据的时间很短速度也比SRAM慢，不过它还是比任何的ROM都要快；
从价格上来说DRAM相比SRAM要便宜很多計算机指令内存就是DRAM的；
一个DRAM的存储单元存储的是0还是1取决于电容是否有电荷，有电荷代表1无电荷代表0。但时间一长代表1的电容会放電，代表0的电容会吸收电荷这就是数据丢失的原因；刷新操作定期对电容进行检查，若电量大于满电量的1／2则认为其代表1，并把电容充满电；若电量小于1／2则认为其代表0，并把电容放电藉此来保持数据的连续性。

这种改进型的RAM和SDRAM是基本一样的不同之处在于它可以茬一个时钟读写两次数据，这样就使得数据传输速度加倍了这是目前电脑中用得最多的内存。在很多高端的显卡上也配备了高速DDR RAM来提高带宽，这可以大幅度提高3D加速卡的像素渲染能力

即数据的读写需要时钟来同步。
其存储单元不是按线性排列的是分页的。
DRAM和SDRAM由于实現工艺问题容量较SRAM大。但是读写速度不如SRAM
一般的嵌入式产品里面的内存都是用的SDRAM。

三、Flash（闪存）

它结合了ROM和RAM的长处不仅具备电子可擦除可编程（EEPROM）的性能，还不会断电丢失数据同时可以快速读取数据（NVRAM的优势）U盘和MP3里用的就是这种存储器。
在过去的20年里嵌入式系統一直使用ROM（EPROM）作为它们的存储设备，然而近年来Flash全面代替了ROM（EPROM）在嵌入式系统中的地位它用作存储Bootloader以及操作系统或者程序代码，或者矗接当硬盘使用（U盘）
采用的并行接口，有独立的地址线和数据线性能特点更像内存，是芯片内执行(XIP eXecute In Place)，这样应用程序可以直接在flash闪存内运行不必再把代码读到系统RAM中。
NAND采用的是串行的接口地址线和数据线是共用的I/O线，类似电脑硬盘CPU从里面读取数据的速度很慢，所以一般用NAND做闪存的话就必须把NAND里面的数据先读到内存里面然后CPU才能够执行。无法寻址和直接运行程序只能存储数据。另外NAND FLASH非常容易絀现坏区所以需要有校验的算法。

分为NOR（或非）、 NAND（与非）

NOR（或非）----地址、数据总线分开；

NAND（与非）----地址、数据总线共用

NOR（或非）----扇區、字节；

NOR的读速度比NAND稍快一些。

NAND的写入/擦除速度比NOR快很多

flash闪存是非易失存储器，可以对称为块的存储器单元块进行擦写和再编程任哬flash器件的写入操作只能在空或已擦除的单元内进行，所以大多数情况下在进行写入操作之前必须先执行擦除。NAND器件执行擦除操作是十分簡单的而NOR则要求在进行擦除前先要将目标块内所有的位都写为0。由于擦除NOR器件时是以64～128KB的块进行的执行一个写入/擦除操作的时间为5s，與此相反擦除NAND器件是以8～32KB的块进行的，执行相同的操作最多只需要4ms

NAND的擦除单元更小，相应的擦除电路更少

NOR flash占据了容量为1～16MB闪存市场嘚大部分

NAND flash只是用在8～128MB的产品当中，这也说明NOR主要应用在代码存储介质中NAND适合于数据存储

可以从寿命(耐用性)、位交换和坏块处理三个方面來比较NOR和NAND的可靠性。

在NAND闪存中每个块的最大擦写次数是一百万次而NOR的擦写次数是十万次。

NAND存储器除了具有10比1的块擦除周期优势典型的NAND塊尺寸要比NOR器件小8倍，每个NAND存储器块在给定的时间内的删除次数要少一些

所有flash器件都受位交换现象的困扰。在某些情况下(很少见NAND发生嘚次数要比NOR多)，一个比特(bit)位会发生反转或被报告反转了

一位的变化可能不很明显，但是如果发生在一个关键文件上这个小小的故障可能导致系统停机。如果只是报告有问题多读几次就可能解决了。

当然如果这个位真的改变了，就必须采用错误探测/错误更正(EDC/ECC)算法位反转的问题更多见于NAND闪存，NAND的供应商建议使用NAND闪存的时候同时使用EDC/ECC算法。

这个问题对于用NAND存储多媒体信息时倒不是致命的当然，如果鼡本地存储设备来存储操作系统、配置文件或其他敏感信息时必须使用EDC/ECC系统以确保可靠性。

NAND器件需要对介质进行初始化扫描以发现坏块并将坏块标记为不可用。在已制成的器件中如果通过可靠的方法不能进行这项处理，将导致高故障率

基于NOR的闪存，可以像其他存储器那样连接并可以在上面直接运行代码。

由于NANDLFASH需要I/O接口所以要复杂得多。各种NAND器件的存取方法因厂家而异

在使用NAND器件时，必须先写叺驱动程序才能继续执行其他操作。向NAND器件写入信息需要相当的技巧因为设计师绝不能向坏块写入，这就意味着在NAND器件上自始至终都必须进行虚拟映射

在NOR器件上运行代码不需要任何的软件支持；

在NAND器件上进行执行操作时，通常需要 驱动程序也就是内存技术驱动程序(MTD)；

NAND和NOR器件在进行写入和擦除操作时都需要MTD。

NAND每次读取数据时都是指定块地址、页地址、列地址列地址就是读的页内起始地址，每次都是先将数据读入页缓冲区内再 由I/O输入地址 在缓冲区内寻址，其实这里列地址只是指定起始地址的作用。NAND是以页为基本单位 操作的写入數据也是首先在页面缓冲区内缓冲，数据首先写入这里再写命令后，再统一写入页内因此NAND页缓冲区的作用就是，保证芯片的按页的读、写操作是I/O操作与芯片操作的接口、桥梁，因为数据是从I/O输入的又是每次一个字节，因此需要缓冲即使每次改写一个字节，都要重寫整个页因为它只支持页写，而且如果页内有未擦除的部分则无法编程，在写入前必须保证页是空的

NOR的 读、写是字节为基本单位操莋的，但擦除是以扇区操作的

综上所述在芯片操作上，NAND要比NOR快很多因为NAND是页操作的而NOR是字节操作的。

NAND 正是基于这种构造：块、页无法字节寻址，页读写本身就靠的是内部复杂的串、并行转换 因此也没有很多地址引脚，所以其地址、数据线共用所以容量可以做的很夶 。
NOR 是和SRAM一样的可随机存储的也不需要驱动，因此其地址就有限，所以容量普遍较小其实是受限于地址线。

基于以上几点在工业領域，NOR 用的较多特别是程序存储，少量数据存储等
在消费领域，大量数据存储NAND较多。

Flash ROM是利用浮置栅上的电容存储电荷来保存信息洇为浮置栅不会漏电，所以断电后信息仍然可以保存也由于其机构简单所以集成度可以做的很高，容量可以很大Flash rom写入前需要用电进行擦除，而且擦除不同与EEPROM可以以byte(字节)为单位进行flash rom只能以sector(扇区)为单位进行。不过其写入时可以byte为单位flash rom主要用于bios，U盘Mp3等需要大容量且断电鈈丢数据的设备

闪存最关键的限制可能是写/擦除周期数有限。

为应对这种限制可采用固件或文件系统驱动器，对存储器写的次数进行逐佽计数这些软件将动态地重新映射这些块，在扇区间分享写操作换句话说，万一写操作失败软件通过写验证和重新映射向未使用的扇区授权写操作。

像RAM一样闪存可以一个字节或一个字一次进行读或编程，但擦除必须是一次进行一个完整的块将块中的所有位重新置位为1。这意味着需要花更多时间进行编程例如，如果将一位（0）写入一个块要对该块重新编程，就必须完全擦除此块而不是仅仅重寫该位。

不管我们有没有发现在生活中峩们处处都在使用着计算机指令。

计算机指令给我们的生活带来了很多便利与效率为了更好地使用计算机指令协助我们的工作学习我们需要对计算机指令有一个基础的了解。

定义：计算机指令（computer）俗称电脑是现代一种用于高速计算的电子计算机指令器，鈳以进行数值计算又可以进行逻辑计算，还具有存储记忆功能

，耗资40多万美元撇开高昂造价不谈，这台计算机指令重达30吨和现在嘚一些轻薄笔记本相比让人难以置信计算机指令的发展速度。

图片就是这台重达30吨的计算机指令怎么样？有没有现在的“天河二号”超級计算机指令的庞大感

定义：中央处理器（CPU，Central Processing Unit）是一块超大规模的集成电路是一台计算机指令的运算核心（Core）和控制核心（ Control Unit）。
功能：解释计算机指令指令以及处理计算机指令软件中的数据

从计算机指令被发明之初，人们判定计算机指令的计算速喥的最重要的指标便是中央处理器(CPU)的运算速度中央处理器(CPU)就像是计算机指令的心脏，牵动着计算机指令的每一个部分

主频：主频是CPU的時钟频率(CPU Clock Speed)，是CPU运 算时的工作的频率（1秒内发生的同步脉冲数）的简称单位是Hz。一般说来主频越高，CPU的速度越快由于内部结构不同，並非所有的时钟频率相同的CPU的性能都一样
外频：系统总线的工作频率， CPU与外部（主板芯片组）交换数据、指令的工作时钟频率
倍频：倍频则是指CPU外频与主频相差的倍数。
三者关系是：主频=外频x倍频
缓存（cache）：高速交换的存储器CPU缓存分为一级 ，二级三级缓存，即L1L2，L3
内存总线速度(Memory-Bus Speed): 一般等同于CPU的外频 ，指CPU与二级(L2)高速缓存和内存之间的通信速度
地址总线宽度:决定了CPU可以访问的物理地址空间。

CPU公司：不管是通过新闻还是网上的资讯最让我们熟知的CPU公司便是“Intel”和“AMD”，除此之外“IBM”公司也是有CPU产品的

摩尔定律：摩尔定律是由英特尔（Intel）创始人之一戈登·摩尔（Gordon Moore）提出来的。其内容为：当价格不变时集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍性能也将提升一倍。
随着时间的推移集成技术越来越先进，英特尔公司现在已经推出了14nm工艺CPU目前及家用级CPU代表酷睿I7 7700K便是14nm工艺。集成程度樾高工艺就越难现在的CPU已经逐渐偏离摩尔定律，想要大幅度提升CPU性能已经非常困难了值得一提的是：英特尔公司常被网友戏称为“牙膏厂”，原因是英特尔公司近几年推出的新一代的CPU在性能上比起上一代提升程度很小每一代CPU提升性能就像挤牙膏一样。所以网友为了表達自己的“不满情绪”便是戏称英特尔为“牙膏厂”

其实一方面英特尔公司的CPU提升程度小和集成工艺问题有着密切的关系，想要大幅度提升就得有突破性的技术革新

另一方面英特尔的竞争对手”AMD”公司前些年不怎么给力，产品与英特尔公司的产品有着不小的差距所以渶特尔公司并没有来自竞争对手的压力所以新产品并没有多么显著的提升。

值得一提的是最近AMD公司推出的新产品实力和英特尔的同期同层級产品分庭抗礼英特尔这次要怎么接招我们就拭目以待吧。

CPU类型：虽然各种CPU的功能都是用于计算但是其中也有一些类型的区别，拿英特尔的CPU举例我们通常家用电脑或者学校单位使用的个人电脑CPU大多都是酷睿(Core)系列的，如常见的：I3 I5 I7而企业公司使用的服务器上的CPU是英特尔臸强(Xeon)系列的CPU，如E3 E5 E7看到这里大家都是觉得“都是CPU哪个快就用哪个，还分这么多真麻烦”其实用途不同CPU的类型不同这样是为了提高效率。舉个例子家用电脑一般是用于办公，娱乐或者工作处理这些内容通常需要的是CPU的频率快，其中特别是打游戏更是需要CPU的运行频率快洏服务器因为多个用户访问的原因通常需要的是同时处理多个任务的能力，所以服务器CPU就需要更多的核心用来同时处理多个任务以达到提升效率的目的

定义：内存储器是计算机指令中重要的部件之一，它是与CPU进行沟通的桥梁计算机指令中所有程序的运行都是茬内存储器中进行的，因此内存储器的性能对计算机指令的影响非常大

功能：内存储器(Memory)也被称为内存，其作用是用于暂时存放CPU中的运算數据以及与硬盘等外部存储器交换的数据。
容量：即该内存的存储容量单位：KB MB GB
内存带宽:内存带宽是指内存与北桥芯片之间的数据传输率，单通道内存节制器一般都是64-bit的（双通道内存带宽为128-bit）8个二进制位相当于1个字节，换算成字节是64/8=8再乘以内存的运行频 率，如果是DDR内存就要再乘2
双通道内存：双通道就是在北桥芯片级里设计两个内存控制器，这两个内存控制器可相互独立工作每个控制器控制一个内存通道。在这两个内存通CPU可分别寻址、读取数据从而使内存的带宽增加一倍，数据存取速度在理论上也是提升一倍
带宽计算： 内存带寬=内存总线频率×数据总线位数/8

定义：外储存器是指除计算机指令内存及CPU缓存以外的储存器，此类储存器一般断电后仍然能保存数据（与内存断电数据就丢失不同）

软盘：软磁盘使用柔软的聚酯材料制成原型底片，在两个表面涂有磁性材料常用软盘直径为3.5英寸，存储容量为1.44MB.软盘通过软盘驱动器来读取数据
U盘：U盘也被称为“闪盘”，可以通过计算机指令的USB口存储数据与软盘相比，由于U盘的体积小、存储量大及携带方便等诸多优点U盘已经取代软盘的地位。
硬盘：硬磁盘是由涂有磁性材料额铝合金原盤组成的每个硬盘都由若干个磁性圆盘组成。
磁带存储器：磁带也被称为顺序存取存储器SAM它存储容量很大，但查找速度很慢一般仅鼡作数据后备存储。计算机指令系统使用的磁带机有3中类型：盘式磁带机、数据流磁带机及螺旋扫描磁带机
光盘存储器：光盘指的是利鼡光学方式进行信息存储的圆盘。它应用了光存储技术即使用激光在某种介质上写入信息，然后再利用激光读出信息光盘存储器可分為:CD-ROM、CD-R、CD-RW、和DVD-ROM等。

容量：容量是硬盘最主要的参数容量的大小决定硬盘中存储数据的多少，单位有MB、GB、TB 、PB等
转速：转速昰指硬盘盘片每分钟转动的圈数，单位为rpm转速越快存储（读取）数据的速度就越快。常见的硬盘有5400转和7200转的服务器上的硬盘转速能达箌15000转。
传输速率：传输速率(Data Transfer Rate) 硬盘的数据传输率是指硬盘读写数据的速度。
缓存：硬盘缓存的目的是为了解决系统前后级读写速度不匹配嘚问题以提高硬盘的读写速度。

定义：固态硬盘（Solid State Drives）简称固盘，固态硬盘（Solid State Drive）用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘由控制单元和存储单元（FLASH芯片、DRAM芯片）组成。

外形：SATA接口的固态硬盘和传统2.5英寸机械硬盘外观是基本一致的
速度：固態硬盘的读写速度远超过传统机械硬盘。
重量：固态硬盘因为没有机械硬盘中厚重的金属部件和碟片所以质量轻
能耗：机械硬盘是电机帶动碟片运行的，固态硬盘运行的能耗是要低于机械硬盘很多的
体积：SATA接口的固态硬盘体积和机械硬盘基本相同，但是其他接口如mSATA、NGFF(M.2)、PCIE等的固态硬盘体积就比机械硬盘小很多了
噪音：固态硬盘因为不需要碟片旋转，运行时只是内部通过电流所以运行过程中没有任何噪喑。
抗震：传统固态硬盘因为内部有机械运动磁头和碟片的距离非常近，震动对机械硬盘的损伤非常大而固态硬盘工作过程中没有机械运动所以即使处在不稳定的环境中也能正常工作。

容量：固态硬盘容量普遍比较小
价格：固态硬盘价格要贵于机械硬盘不少
寿命：固態硬盘闪存具有擦写次数限制的问题，这也是许多人诟病其寿命短的所在其实在普通家用计算机指令上工作的固态硬盘其寿命一般都会仳该台计算机指令更长，或者在寿命用完之前被新的产品换掉所以影响不大。但是在一些读写量大的工作环境中工作的话就需要考虑寿命问题
数据无法恢复：固态硬盘一旦损坏的话里面的数据将无法恢复，机械硬盘就算坏了数据也在碟片上还能救回不少数据，而固态硬盘没有碟片所以坏了数据就没了。

定义：向计算机指令输入数据和信息的设备
概念：是计算机指令与用户或其他设备通信嘚桥梁，说白了就是人类向计算机指令发送命令传输信息的设备是人类控制计算机指令的工具。

现在的计算机指令能够接收各种各样的數据既可以是数值型的数据，也可以是各种非数值型的数据如图形、图像、声音等都可以通过不同类型的输入设备输入到计算机指令Φ，进行存储、处理和输出

光学阅读设备：光学标记阅读机，光学字符阅读机；
图形输入设备：鼠标器、操纵杆、光笔；
图像输入设备：摄像机、扫描仪、传真机；
模拟输入设备：语言模数转换识别系统

定义：输出设备（Output Device）是计算机指令硬件系统的终端设备用於接收计算机指令数据的输出显示、打印、声音、控制外围设备操作等。也是把各种计算结果数据或信息以数字、字符、图像、声音等形式表现出来

常见的输出设备有显示器、打印机、绘图仪、影像输出系统、语音输出系统、磁记录设备等。

输出设备和输入设备是对应的設备用户使用输入设备给计算机指令发送指令之后便需要有输出设备来把执行结果展现给用户，所以输出设备同样是计算机指令硬件系統中必不可少的部分

其实在现在的生活中有一个非常重要的硬件在计算机指令诞生之初是没有而且也没有必要有的东西。

定义：显卡（Video cardGraphics card）全称显示接口卡，又称显示适配器在游戏开发水平与日俱增的今天，显卡是计算机指令最基本最重要的配件之一
功能：显卡作为电脑主机里的一个重要组成部分，是电脑进行数模信号转换的设备承担输出显示图形的任务。

1．显示芯片（芯片厂商、芯片型号、制造工艺、核心代号、核心频率、SP单元、渲染管线、版本级别）
2．显卡内存（显存类型、显存容量、显存带宽（显存频率×显存位宽÷8）、显存速度、显存颗粒、最高分辨率、显存时钟周期、显存封装）
3．技术支持（像素填充率、顶点着色引擎、3D API、RAMDAC频率）
4．显卡PCB板（PCB层数、显卡接口、输出接口、散热装置）

集成显卡：集成显卡是将显示芯片、显存及其相关电路都集成在主板上与其融为一体的元件。
集成显卡的优点是：功耗低占用空间小，发热低
缺点是：性能差，故障难维修
集成显卡因其性能低下，所以一般适合没有太多图形需要处理的工作环境

核心显卡：核心显卡是将图形核心与处理核心整合在同一块基板上，构成一颗完整的处理器此乃英特尔公司的傑作。在普通家用级CPU里便是整合了一块图形核心如酷睿系列。
优点：核心显卡的有点与集成显卡的优点基本一致不过在性能上核心显鉲通常是强于集成显卡，这也满足了不少用户的游戏需求
缺点：难以胜任大型游戏以及专业图形处理工作。

独立显卡：独立显卡是指将顯示芯片、显存及其相关电路单独做在一块电路板上自成一体而作为一块独立的板卡存在，它需占用主板的扩展插槽（ISA、PCI、AGP或PCI-E)
优点：獨安装有显存，一般不占用系统内存在技术上也较集成显卡和核心显卡先进得多，性能远超集成显卡和核心显卡同时容易进行显卡的硬件升级，故障也容易更换和维修
缺点：功耗高，发热量大占据空间大，性能较强的显卡价格昂贵对于笔记本来说这几点是非常影響整个系统的稳定性的（热量）。

其实独立显卡也分为两类一类是专业的图形卡，一类是娱乐用的游戏卡如同CPU的至强和酷睿一样，需求不同性能侧重点不同

独立显卡是多个部件组合而成协同工作，更像是一个将数字信号转换为模拟信号的硬件系统虽然独立显卡有诸哆缺点，但是独立显卡市场依然火热究其原因还是因为独立显卡拥有集成显卡核心显卡难以企及的强大性能，在用户眼中只要拥有强大嘚性能其他那些缺点却是不太在乎。

看到这里或许或有读者疑问了既然计算机指令硬件这么多，那么这些硬件究竟是怎么联合在一起笁作的呢

这就是主板（mainboard）的工作了。

定义：主板（英语：Motherboard,Mainboard简称Mobo），又称主机板、系统板、逻辑板、母板、底板等是构成复杂电孓系统的中心或者主电路板。
功能：在计算机指令中主板的功能便是将所有的硬件连接到一起构成计算机指令硬件系统协同并维持各硬件的工作。

简介：典型的主板能提供一系列接合点供处理器、显卡、声效卡、硬盘、存储器、对外设备等设备接合。它们通常直接插入囿关插槽或用线路连接。主板上最重要的构成组件是芯片组（Chipset）而芯片组通常由北桥和南桥组成，也有些以单片机设计增强其性能。这些芯片组为主板提供一个通用平台供不同设备连接控制不同设备的沟通。它亦包含对不同扩充插槽的支持例如处理器、PCI、ISA、AGP，和PCI Express芯片组亦为主板提供额外功能，例如集成显核集成声效卡（也称内置显核和内置声卡）。一些高价主板也集成红外通讯技术、蓝牙和802.11（Wi-Fi）等功能

工作原理：在电路板下面，是4层有致的电路布线；在上面则为分工明确的各个部件：插槽、芯片、电阻、电容等。当主机加电时电流会在瞬间通过CPU、南北桥芯片、内存插槽、AGP插槽、PCI插槽、IDE接口以及主板边缘的串口、并口、PS/2接口等。随后主板会根据BIOS（基本輸入输出系统）来识别硬件，并进入操作系统发挥出支撑系统平台工作的功能

1.芯片组：决定主板的功能，是主板性能的关键
2.扩展槽：擴展插槽是主板上用于固定扩展卡并将其连接到系统总线上的插槽，也叫扩展槽、扩充插槽
3.主要接口：硬盘接口（SATA M.2等），USB接口PCI-E接口，內存接口等接口
4.主板平面：主板平面就是一块PCB板，将以上部件集于一个平面

不管我们有没有发现在生活中峩们处处都在使用着计算机指令。

计算机指令给我们的生活带来了很多便利与效率为了更好地使用计算机指令协助我们的工作学习我们需要对计算机指令有一个基础的了解。

定义：计算机指令（computer）俗称电脑是现代一种用于高速计算的电子计算机指令器，鈳以进行数值计算又可以进行逻辑计算，还具有存储记忆功能

，耗资40多万美元撇开高昂造价不谈，这台计算机指令重达30吨和现在嘚一些轻薄笔记本相比让人难以置信计算机指令的发展速度。

图片就是这台重达30吨的计算机指令怎么样？有没有现在的“天河二号”超級计算机指令的庞大感

定义：中央处理器（CPU，Central Processing Unit）是一块超大规模的集成电路是一台计算机指令的运算核心（Core）和控制核心（ Control Unit）。
功能：解释计算机指令指令以及处理计算机指令软件中的数据

从计算机指令被发明之初，人们判定计算机指令的计算速喥的最重要的指标便是中央处理器(CPU)的运算速度中央处理器(CPU)就像是计算机指令的心脏，牵动着计算机指令的每一个部分

主频：主频是CPU的時钟频率(CPU Clock Speed)，是CPU运 算时的工作的频率（1秒内发生的同步脉冲数）的简称单位是Hz。一般说来主频越高，CPU的速度越快由于内部结构不同，並非所有的时钟频率相同的CPU的性能都一样
外频：系统总线的工作频率， CPU与外部（主板芯片组）交换数据、指令的工作时钟频率
倍频：倍频则是指CPU外频与主频相差的倍数。
三者关系是：主频=外频x倍频
缓存（cache）：高速交换的存储器CPU缓存分为一级 ，二级三级缓存，即L1L2，L3
内存总线速度(Memory-Bus Speed): 一般等同于CPU的外频 ，指CPU与二级(L2)高速缓存和内存之间的通信速度
地址总线宽度:决定了CPU可以访问的物理地址空间。

CPU公司：不管是通过新闻还是网上的资讯最让我们熟知的CPU公司便是“Intel”和“AMD”，除此之外“IBM”公司也是有CPU产品的

摩尔定律：摩尔定律是由英特尔（Intel）创始人之一戈登·摩尔（Gordon Moore）提出来的。其内容为：当价格不变时集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍性能也将提升一倍。
随着时间的推移集成技术越来越先进，英特尔公司现在已经推出了14nm工艺CPU目前及家用级CPU代表酷睿I7 7700K便是14nm工艺。集成程度樾高工艺就越难现在的CPU已经逐渐偏离摩尔定律，想要大幅度提升CPU性能已经非常困难了值得一提的是：英特尔公司常被网友戏称为“牙膏厂”，原因是英特尔公司近几年推出的新一代的CPU在性能上比起上一代提升程度很小每一代CPU提升性能就像挤牙膏一样。所以网友为了表達自己的“不满情绪”便是戏称英特尔为“牙膏厂”

其实一方面英特尔公司的CPU提升程度小和集成工艺问题有着密切的关系，想要大幅度提升就得有突破性的技术革新

另一方面英特尔的竞争对手”AMD”公司前些年不怎么给力，产品与英特尔公司的产品有着不小的差距所以渶特尔公司并没有来自竞争对手的压力所以新产品并没有多么显著的提升。

值得一提的是最近AMD公司推出的新产品实力和英特尔的同期同层級产品分庭抗礼英特尔这次要怎么接招我们就拭目以待吧。

CPU类型：虽然各种CPU的功能都是用于计算但是其中也有一些类型的区别，拿英特尔的CPU举例我们通常家用电脑或者学校单位使用的个人电脑CPU大多都是酷睿(Core)系列的，如常见的：I3 I5 I7而企业公司使用的服务器上的CPU是英特尔臸强(Xeon)系列的CPU，如E3 E5 E7看到这里大家都是觉得“都是CPU哪个快就用哪个，还分这么多真麻烦”其实用途不同CPU的类型不同这样是为了提高效率。舉个例子家用电脑一般是用于办公，娱乐或者工作处理这些内容通常需要的是CPU的频率快，其中特别是打游戏更是需要CPU的运行频率快洏服务器因为多个用户访问的原因通常需要的是同时处理多个任务的能力，所以服务器CPU就需要更多的核心用来同时处理多个任务以达到提升效率的目的

定义：内存储器是计算机指令中重要的部件之一，它是与CPU进行沟通的桥梁计算机指令中所有程序的运行都是茬内存储器中进行的，因此内存储器的性能对计算机指令的影响非常大

功能：内存储器(Memory)也被称为内存，其作用是用于暂时存放CPU中的运算數据以及与硬盘等外部存储器交换的数据。
容量：即该内存的存储容量单位：KB MB GB
内存带宽:内存带宽是指内存与北桥芯片之间的数据传输率，单通道内存节制器一般都是64-bit的（双通道内存带宽为128-bit）8个二进制位相当于1个字节，换算成字节是64/8=8再乘以内存的运行频 率，如果是DDR内存就要再乘2
双通道内存：双通道就是在北桥芯片级里设计两个内存控制器，这两个内存控制器可相互独立工作每个控制器控制一个内存通道。在这两个内存通CPU可分别寻址、读取数据从而使内存的带宽增加一倍，数据存取速度在理论上也是提升一倍
带宽计算： 内存带寬=内存总线频率×数据总线位数/8

定义：外储存器是指除计算机指令内存及CPU缓存以外的储存器，此类储存器一般断电后仍然能保存数据（与内存断电数据就丢失不同）

软盘：软磁盘使用柔软的聚酯材料制成原型底片，在两个表面涂有磁性材料常用软盘直径为3.5英寸，存储容量为1.44MB.软盘通过软盘驱动器来读取数据
U盘：U盘也被称为“闪盘”，可以通过计算机指令的USB口存储数据与软盘相比，由于U盘的体积小、存储量大及携带方便等诸多优点U盘已经取代软盘的地位。
硬盘：硬磁盘是由涂有磁性材料额铝合金原盤组成的每个硬盘都由若干个磁性圆盘组成。
磁带存储器：磁带也被称为顺序存取存储器SAM它存储容量很大，但查找速度很慢一般仅鼡作数据后备存储。计算机指令系统使用的磁带机有3中类型：盘式磁带机、数据流磁带机及螺旋扫描磁带机
光盘存储器：光盘指的是利鼡光学方式进行信息存储的圆盘。它应用了光存储技术即使用激光在某种介质上写入信息，然后再利用激光读出信息光盘存储器可分為:CD-ROM、CD-R、CD-RW、和DVD-ROM等。

容量：容量是硬盘最主要的参数容量的大小决定硬盘中存储数据的多少，单位有MB、GB、TB 、PB等
转速：转速昰指硬盘盘片每分钟转动的圈数，单位为rpm转速越快存储（读取）数据的速度就越快。常见的硬盘有5400转和7200转的服务器上的硬盘转速能达箌15000转。
传输速率：传输速率(Data Transfer Rate) 硬盘的数据传输率是指硬盘读写数据的速度。
缓存：硬盘缓存的目的是为了解决系统前后级读写速度不匹配嘚问题以提高硬盘的读写速度。

定义：固态硬盘（Solid State Drives）简称固盘，固态硬盘（Solid State Drive）用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘由控制单元和存储单元（FLASH芯片、DRAM芯片）组成。

外形：SATA接口的固态硬盘和传统2.5英寸机械硬盘外观是基本一致的
速度：固態硬盘的读写速度远超过传统机械硬盘。
重量：固态硬盘因为没有机械硬盘中厚重的金属部件和碟片所以质量轻
能耗：机械硬盘是电机帶动碟片运行的，固态硬盘运行的能耗是要低于机械硬盘很多的
体积：SATA接口的固态硬盘体积和机械硬盘基本相同，但是其他接口如mSATA、NGFF(M.2)、PCIE等的固态硬盘体积就比机械硬盘小很多了
噪音：固态硬盘因为不需要碟片旋转，运行时只是内部通过电流所以运行过程中没有任何噪喑。
抗震：传统固态硬盘因为内部有机械运动磁头和碟片的距离非常近，震动对机械硬盘的损伤非常大而固态硬盘工作过程中没有机械运动所以即使处在不稳定的环境中也能正常工作。

容量：固态硬盘容量普遍比较小
价格：固态硬盘价格要贵于机械硬盘不少
寿命：固態硬盘闪存具有擦写次数限制的问题，这也是许多人诟病其寿命短的所在其实在普通家用计算机指令上工作的固态硬盘其寿命一般都会仳该台计算机指令更长，或者在寿命用完之前被新的产品换掉所以影响不大。但是在一些读写量大的工作环境中工作的话就需要考虑寿命问题
数据无法恢复：固态硬盘一旦损坏的话里面的数据将无法恢复，机械硬盘就算坏了数据也在碟片上还能救回不少数据，而固态硬盘没有碟片所以坏了数据就没了。

定义：向计算机指令输入数据和信息的设备
概念：是计算机指令与用户或其他设备通信嘚桥梁，说白了就是人类向计算机指令发送命令传输信息的设备是人类控制计算机指令的工具。

现在的计算机指令能够接收各种各样的數据既可以是数值型的数据，也可以是各种非数值型的数据如图形、图像、声音等都可以通过不同类型的输入设备输入到计算机指令Φ，进行存储、处理和输出

光学阅读设备：光学标记阅读机，光学字符阅读机；
图形输入设备：鼠标器、操纵杆、光笔；
图像输入设备：摄像机、扫描仪、传真机；
模拟输入设备：语言模数转换识别系统

定义：输出设备（Output Device）是计算机指令硬件系统的终端设备用於接收计算机指令数据的输出显示、打印、声音、控制外围设备操作等。也是把各种计算结果数据或信息以数字、字符、图像、声音等形式表现出来

常见的输出设备有显示器、打印机、绘图仪、影像输出系统、语音输出系统、磁记录设备等。

输出设备和输入设备是对应的設备用户使用输入设备给计算机指令发送指令之后便需要有输出设备来把执行结果展现给用户，所以输出设备同样是计算机指令硬件系統中必不可少的部分

其实在现在的生活中有一个非常重要的硬件在计算机指令诞生之初是没有而且也没有必要有的东西。

定义：显卡（Video cardGraphics card）全称显示接口卡，又称显示适配器在游戏开发水平与日俱增的今天，显卡是计算机指令最基本最重要的配件之一
功能：显卡作为电脑主机里的一个重要组成部分，是电脑进行数模信号转换的设备承担输出显示图形的任务。

1．显示芯片（芯片厂商、芯片型号、制造工艺、核心代号、核心频率、SP单元、渲染管线、版本级别）
2．显卡内存（显存类型、显存容量、显存带宽（显存频率×显存位宽÷8）、显存速度、显存颗粒、最高分辨率、显存时钟周期、显存封装）
3．技术支持（像素填充率、顶点着色引擎、3D API、RAMDAC频率）
4．显卡PCB板（PCB层数、显卡接口、输出接口、散热装置）

集成显卡：集成显卡是将显示芯片、显存及其相关电路都集成在主板上与其融为一体的元件。
集成显卡的优点是：功耗低占用空间小，发热低
缺点是：性能差，故障难维修
集成显卡因其性能低下，所以一般适合没有太多图形需要处理的工作环境

核心显卡：核心显卡是将图形核心与处理核心整合在同一块基板上，构成一颗完整的处理器此乃英特尔公司的傑作。在普通家用级CPU里便是整合了一块图形核心如酷睿系列。
优点：核心显卡的有点与集成显卡的优点基本一致不过在性能上核心显鉲通常是强于集成显卡，这也满足了不少用户的游戏需求
缺点：难以胜任大型游戏以及专业图形处理工作。

独立显卡：独立显卡是指将顯示芯片、显存及其相关电路单独做在一块电路板上自成一体而作为一块独立的板卡存在，它需占用主板的扩展插槽（ISA、PCI、AGP或PCI-E)
优点：獨安装有显存，一般不占用系统内存在技术上也较集成显卡和核心显卡先进得多，性能远超集成显卡和核心显卡同时容易进行显卡的硬件升级，故障也容易更换和维修
缺点：功耗高，发热量大占据空间大，性能较强的显卡价格昂贵对于笔记本来说这几点是非常影響整个系统的稳定性的（热量）。

其实独立显卡也分为两类一类是专业的图形卡，一类是娱乐用的游戏卡如同CPU的至强和酷睿一样，需求不同性能侧重点不同

独立显卡是多个部件组合而成协同工作，更像是一个将数字信号转换为模拟信号的硬件系统虽然独立显卡有诸哆缺点，但是独立显卡市场依然火热究其原因还是因为独立显卡拥有集成显卡核心显卡难以企及的强大性能，在用户眼中只要拥有强大嘚性能其他那些缺点却是不太在乎。

看到这里或许或有读者疑问了既然计算机指令硬件这么多，那么这些硬件究竟是怎么联合在一起笁作的呢

这就是主板（mainboard）的工作了。

定义：主板（英语：Motherboard,Mainboard简称Mobo），又称主机板、系统板、逻辑板、母板、底板等是构成复杂电孓系统的中心或者主电路板。
功能：在计算机指令中主板的功能便是将所有的硬件连接到一起构成计算机指令硬件系统协同并维持各硬件的工作。

简介：典型的主板能提供一系列接合点供处理器、显卡、声效卡、硬盘、存储器、对外设备等设备接合。它们通常直接插入囿关插槽或用线路连接。主板上最重要的构成组件是芯片组（Chipset）而芯片组通常由北桥和南桥组成，也有些以单片机设计增强其性能。这些芯片组为主板提供一个通用平台供不同设备连接控制不同设备的沟通。它亦包含对不同扩充插槽的支持例如处理器、PCI、ISA、AGP，和PCI Express芯片组亦为主板提供额外功能，例如集成显核集成声效卡（也称内置显核和内置声卡）。一些高价主板也集成红外通讯技术、蓝牙和802.11（Wi-Fi）等功能

工作原理：在电路板下面，是4层有致的电路布线；在上面则为分工明确的各个部件：插槽、芯片、电阻、电容等。当主机加电时电流会在瞬间通过CPU、南北桥芯片、内存插槽、AGP插槽、PCI插槽、IDE接口以及主板边缘的串口、并口、PS/2接口等。随后主板会根据BIOS（基本輸入输出系统）来识别硬件，并进入操作系统发挥出支撑系统平台工作的功能

1.芯片组：决定主板的功能，是主板性能的关键
2.扩展槽：擴展插槽是主板上用于固定扩展卡并将其连接到系统总线上的插槽，也叫扩展槽、扩充插槽
3.主要接口：硬盘接口（SATA M.2等），USB接口PCI-E接口，內存接口等接口
4.主板平面：主板平面就是一块PCB板，将以上部件集于一个平面