计算机组装与维护教程 第2版 教学课件 作者 袁启昌 等 02.ppt

第2章 计算机基本硬件及选购 计算机的硬件由很多部分组成，其中主要的是CPU、主板以及内存，本章介绍这些基本硬件的主要功能以及选购知识。 2.1 CPU CPU品质的高低直接决定一台计算机的档次和性能，一台计算机性能的好坏跟CPU自身的性能有着最直接的关系，当然也没有必要唯CPU论，计算机的性能是一个综合考虑的结果。如图所示即为CPU。 2.1.1 CPU概述 CPU是中央处理单元（Central Processing Unit）的缩写，它可以被简称为微处理器（Microprocessor），不过经常被人们直接称为处理器。CPU是计算机的核心，其重要性好比大脑对于人一样，负责处理、运算计算机内部的所有数据。CPU主要由运算器、控制器、寄存器组和内部总线等构成，是计算机的核心。目前CPU的制造商，主要有英特尔（Intel）和超威半导体（AMD）两家公司 2.1.2 CPU的性能指标 CPU的性能大致上反映出所配置计算机的性能，因此CPU的性能指标十分重要。 CPU主要的性能指标有以下几点。 1．主频 主频也叫时钟频率，单位是MHz（或GHz），用来表示CPU的运算、处理数据的速度。CPU的主频＝外频×倍频系数。主频和实际的运算速度存在一定的关系，但并不是一个简单的线性关系。所以，CPU的主频与CPU实际的运算能力是没有直接关系的，主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度。CPU的运算速度还要看CPU的流水线、总线等各方面的性能指标。主频和实际的运算速度是有关的，只能说主频仅仅是CPU性能表现的一个方面，而不代表CPU的整体性能。 外频 、前端总线（FSB）频率 外频是CPU的基准频率，单位是MHz。CPU的外频决定着整块主板的运行速度。在台式机中，所说的超频，往往都是超CPU的外频（因为有时CPU的倍频都是被锁住的）。 前端总线（FSB）频率（即总线频率）直接影响CPU与内存直接数据交换速度。有一条公式可以计算，即数据带宽＝（总线频率×数据位宽）/8，数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率。需要指出的是，前端总线的速度指的是数据传输的速度，外频是指CPU与主板之间同步运行的速度。 倍频 倍频系数是指CPU主频与外频之间的相对比例关系。在相同的外频下，倍频越高CPU的频率也越高。但实际上，在相同外频的前提下，高倍频的CPU本身意义并不大，这是因为CPU与系统之间数据传输速度是有限的，一味追求高主频而得到高倍频的CPU就会出现明显的“瓶颈”效应—CPU从系统中得到数据的极限速度不能够满足CPU运算的速度。调节倍频的超频方式比调节外频稳定得多。 2．CPU的字长 字长是指CPU在单位时间内（同一时间）能一次同时处理的二进制数的位数。能处理字长为8位数据的CPU通常就叫8位的CPU，同理64位的CPU就能在单位时间内处理字长为64位的二进制数据。 3．缓存 缓存大小也是CPU的重要指标之一，而且缓存的结构和大小对CPU速度的影响非常大，CPU内缓存的运行频率极高，一般是和处理器同频运作，工作效率远远大于系统内存和硬盘。实际工作时，CPU往往需要重复读取同样的数据块，而缓存容量的增大，可以大幅度提升CPU内部读取数据的命中率，而不用再到内存或者硬盘上寻找，以此提高系统性能。但是从CPU芯片面积和成本的因素来考虑，缓存都很小。缓存往往有一级缓存（L1　Cache）、二级缓存（L2 Cache）和三级缓存（L3 Cache）。 4．CPU扩展指令集 CPU依靠指令来计算和控制系统，每款CPU在设计时都规定了一系列与其硬件电路相配合的指令系统。指令的多少也是CPU的重要指标，指令集是提高微处理器效率的最有效工具之一。从现阶段的主流体系结构讲，指令集可分为复杂指令集和精简指令集两部分。 5．制造工艺 制造工艺的单位是mm（或nm），指的是集成电路（IC）内电路与电路之间的距离，它影响到单位面积可以集成的晶体管的数量。制造工艺的趋势是向密集度愈高的方向发展，密度愈高的IC电路设计，意味着在同样大小面积的IC中，可以拥有密度更高、功能更复杂的电路设计。现在主要制造工艺有180nm、130nm、90nm、65nm、45nm，Intel已经有32nm的制造工艺的酷睿i3/i5/i7系列CPU，而AMD则表示自己的产品将会直接跳过32nm工艺，于2011年中期初发布28nm的产品。 6．多核心 多核心是指单芯片多处理器（Chip Multiprocessors，CMP）。CMP是由美国斯坦福大学提出的，其思想是将大规模并行处理器中的SMP（对称多处理器）集成到同一芯片内，各个处理器并行执行不同的进程。 除上面的指标之外，还有超流水线与超标量、封装形式、多线程和非一致访问分布共享存储技术