鸟哥的Linux私房菜(基础篇)-第零章、计算机概论（零.2）
最近更新日期：2009/08/03 2. 個人計算機架構與周邊設備
2.1 CPU：CPU的外頻與倍頻,32位與64位,CPU等級
2.2 內存
2.3 顯卡
2.4 硬盤與儲存設備
2.5 PCI介面卡
2.6 主機板
2.7 電源供應器
2.8 選購須知
個人計算機架構與周邊設備
一般消費者常說的計算機通常指的就是x86的個人計算機架構，因此我們有必要來了解一下這個架構的各個組件。事實上，Linux最早在發展的時候，就是依據個人計算機的架構來發展的，所以，真的得要了解一下呢！另外，因為兩大主流x86開發商(Intel, AMD)的CPU架構并不相容，而且設計理念也有所差異，所以兩大主流CPU所需要的主機板芯片組設計也就不太相同。目前(2009)最新的主機板架構主要是這樣的：
圖2.1.1、Intel芯片架構
就如同前一小節提到的，整個主機板上面最重要的就是芯片組了！而芯片組通常又分為兩個橋接器來控制各組件的溝通，分別是：(1)北橋：負責連結速度較快的CPU、主內存與顯示卡等組件；(2)南橋：負責連接速度較慢的周邊介面，包括硬盤、USB、網絡卡等等。(芯片組的南北橋與三國的大小喬沒有關系 @_@)至於AMD的芯片組架構如下所示：
圖2.1.2、AMD芯片架構
與Intel不同的地方在於主內存是直接與CPU溝通而不透過北橋！從前面的說明我們可以知道CPU的數據主要都是來自於主內存提供，因此AMD為了加速這兩者的溝通，所以將內存控制組件整合到CPU當中，理論上這樣可以加速CPU與主內存的傳輸速度！這是兩種CPU在架構上面主要的差異點。
畢竟目前世界上x86的CPU主要供應商為Intel，所以底下鳥哥將以Intel的主機板架構說明各組件！我們以技嘉公司出的主機板，型號：Gigabyte GA-X48-DQ6作為一個說明的范例，主機板各組件如下所示：
圖2.1.3、技嘉主機板各組件(圖片為各公司所有)
主要的組件為：CPU、主內存、磁盤設備(IDE/SATA)、系統總線芯片組(南橋/北橋)、顯示卡介面(PCI-Express)與其他介面卡(PCI)。底下的各項組件在講解時，請參考Intel芯片組架構與技嘉主機板各組件來印證喔！
CPU
如同技嘉主機板示意圖上最上方的中央部分，那就是CPU插槽。由於CPU負責大量運算，因此CPU通常是具有相當高發熱量的組件。所以如果你曾經拆開過主機板，應該就會看到CPU上頭通常會安插一顆風扇來主動散熱的。
x86個人計算機的CPU主要供應商為Intel與AMD，目前(2009)主流的CPU都是雙核以上的架構了！原本的單核心CPU僅有一個運算單元，所謂的多核心則是在一顆CPU封裝當中嵌入了兩個以上的運算核心，簡單的說，就是一個實體的CPU外殼中，含有兩個以上的CPU單元就是了。
不同的CPU型號大多具有不同的腳位(CPU上面的插腳)，能夠搭配的主機板芯片組也不同，所以當你想要將你的主機升級時，不能只考慮CPU，你還得要留意你的主機板上面所支持的CPU型號喔！不然買了最新的CPU也不能夠安插在你的舊主機板上頭的！目前主流的CPU有Intel的Core 2 Duo與AMD的Athlon64 X2雙核CPU，高階產品則有Intel的Core i7 與AMD的Phenom II 四核心CPU喔！
圖2.1.4、不同的CPU腳位
我們前面談到CPU內部含有微指令集，不同的微指令集會導致CPU工作效率的優劣。除了這點之外，CPU效能的比較還有什么呢？那就是CPU的頻率了！什么是頻率呢？簡單的說，頻率就是CPU每秒鐘可以進行的工作次數。所以頻率越高表示這顆CPU單位時間內可以作更多的事情。舉例來說，Intel的Core 2 Duo型號E8400的CPU頻率為3.0GHz，表示這顆CPU在一秒內可以進行3.0x109次工作，每次工作都可以進行少數的指令運作之意。
| Tips: 注意，不同的CPU之間不能單純的以頻率來判斷運算效能喔！這是因為每顆CPU的微指令集不相同，架構也不見得一樣，每次頻率能夠進行的工作指令數也不同之故！所以，頻率目前僅能用來比較同款CPU的速度！ |
- CPU的『外頻』與『倍頻』
我們可以看到圖2.1.1的芯片架構圖當中各個組件都是透過北橋與南橋所連接在一起。但就像一群人共同在處理一個連續作業一般，如果這一群人里面有個人的動作特別快或特別慢，將導致前面或者是后面的人事情一堆處理不完！也就是說，這一群人最好能夠速度一致較佳！所以，CPU與外部各組件的速度理論上應該要一致才好。但是因為CPU需要較強大的運算能力，因為很多判斷與數學都是在CPU內處理的，因此CPU開發商就在CPU內再加上一個加速功能，所以CPU有所謂的外頻與倍頻！
所謂的外頻指的是CPU與外部組件進行數據傳輸時的速度，倍頻則是 CPU內部用來加速工作效能的一個倍數，兩者相乘才是CPU的頻率速度。我們以剛剛Intel Core 2 Duo E8400 CPU來說，他的頻率是3.0GHz，而外頻是333MHz，因此倍頻就是9倍羅！(3.0G=333Mx9, 其中1G=1000M)
| Tips: 很多計算機硬件玩家很喜歡玩『超頻』，所謂的超頻指的是：將CPU的倍頻或者是外頻透過主機板的設定功能更改成較高頻率的一種方式。但因為CPU的倍頻通常在出廠時已經被鎖定而無法修改，因此較常被超頻的為外頻。 舉例來說，像上述3.0GHz的CPU如果想要超頻，可以將他的外頻333MHz調整成為400MHz，但如此一來整個主機板的各個組件的運作頻率可能都會被增加成原本的1.333倍(4/3)，雖然CPU可能可以到達3.6GHz，但卻因為頻率并非正常速度，故可能會造成當機等問題。 |
- 32位與64位
前面談到CPU運算的數據都是由主內存提供的，主內存與CPU的溝通速度靠的是外部頻率，那么每次工作可以傳送的數據量有多大呢？那就是系統總線的功能了。一般主機板芯片組有分北橋與南橋，北橋的系統總線稱為系統系統總線，因為是內存傳輸的主要通道，所以速度較快。南橋就是所謂的輸入輸出(I/O)系統總線，主要在聯系硬盤、USB、網絡卡等周邊設備。
目前北橋所支持的頻率可高達333/400/533/800/1066/1333/1600MHz等不同頻率，支持情況依芯片組功能而有不同。北橋所支持的頻率我們稱為前端系統總線速度(Front Side Bus, FSB)，而每次傳送的位數則是系統總線寬度。那所謂的系統總線頻寬則是：『FSBx系統總線寬度』亦即每秒鐘可傳送的最大數據量。目前常見的系統總線寬度有32/64位(bits)。
而如圖 2.1.1中的圖示，在該架構中前端系統總線最高速度可達1600MHz。我們看到內存與北橋的頻寬為12.8GBytes/s，亦即是1600MHz*64bits = 1600MHz*8Bytes = 12800MByes/s= 12.8GBytes/s
與系統總線寬度相似的，CPU每次能夠處理的數據量稱為字長大小(word size)，字長大小依據CPU的設計而有32位與64位。我們現在所稱的計算機是32或64位主要是依據這個CPU解析的字長大小而來的！早期的32位CPU中，因為CPU每次能夠解析的數據量有限，因此由主內存傳來的數據量就有所限制了。這也導致32位的CPU最多只能支持最大到4GBytes的內存。
| Tips: 字長大小與系統總線寬度是可以不同的！舉例來說，在Pentium Pro時代，該CPU是32位的處理器，但當時的芯片組可以設計出64位的系統總線寬度。在這樣的架構下我們通常還是以CPU的字長大小來稱呼該架構。個人計算機的64位CPU是到2003年由AMD Athlon64后才出現的。 |
- CPU等級
由於x86架構的CPU在Intel的Pentium系列(1993年)后就有不統一的腳位與設計，為了將不同種類的CPU規范等級，所以就有i386,i586,i686等名詞出現了。基本上，在Intel Pentium MMX與AMD K6年代的CPU稱為i586等級，而Intel Celeron與AMD Athlon(K7)年代之后的32位CPU就稱為i686等級。至於目前的64位CPU則統稱為x86_64等級。
目前很多的程序都有對CPU做最佳化的設計，萬一哪天你發現一些程序是注明給686的CPU使用時，就不要將他安裝在586以下等級的計算機中，否則可是會無法執行該軟件的！不過，在686倒是可以安裝386的軟件喔！也就是說，這些東西具有向下相容的能力啦！
內存
如同圖2.1.3、技嘉主機板示意圖中的右上方部分的那四根插槽，那就是主內存的插槽了。主內存插槽中間通常有個突起物將整個插槽稍微切分成為兩個不等長的距離，這樣的設計可以讓使用者在安裝主內存時，不至於前后腳位安插錯誤，是一種防呆的設計喔。
前面提到CPU所使用的數據都是來自於主內存(main memory)，不論是軟件程序還是數據，都必須要讀入主內存后CPU才能利用。個人計算機的主內存主要組件為動態隨機訪問內存(Dynamic Random Access Memory, DRAM)，隨機訪問內存只有在通電時才能記錄與使用，斷電后數據就消失了。因此我們也稱這種RAM為揮發性內存。
DRAM根據技術的更新又分好幾代，而使用上較廣泛的有所謂的SDRAM與DDR SDRAM兩種。這兩種內存的差別除了在於腳位與工作電壓上的不同之外，DDR是所謂的雙倍數據傳送速度(Double Data Rate)，他可以在一次工作周期中進行兩次數據的傳送，感覺上就好像是CPU的倍頻啦！所以傳輸頻率方面比SDRAM還要好。新一代的PC大多使用DDR內存了。下表列出SDRAM與DDR SDRAM的型號與頻率及頻寬之間的關系。
| SDRAM/DDR | 型號 | 數據寬度(bit) | 外頻(MHz) | 頻率速度 | 頻寬(頻率x寬度) |
| SDRAM | PC100 | 64 | 100 | 100 | 800MBytes/sec |
| SDRAM | PC133 | 64 | 133 | 133 | 1064MBytes/sec |
| DDR | DDR266 | 64 | 133 | 266 | 2.1GBytes/sec |
| DDR | DDR400 | 64 | 200 | 400 | 3.2GBytes/sec |
| DDR | DDRII800 | 64 | 200 | 800 | 6.4GBytes/sec |
DDR SDRAM又依據技術的發展，有DDR, DDRII, DDRIII等等，其中，DDRII 的頻率倍數則是 4 倍喔！
| Tips: 主內存型號的挑選與CPU及芯片組有關，所以主機板、CPU與內存在購買的時候必須要考慮其相關性喔。并不是任何主機板都可以安插DDR III的內存呢！ |
主內存除了頻率/頻寬與型號需要考慮之外，內存的容量也是很重要的喔！因為所有的數據都得要載入內存當中才能夠被CPU判讀，如果內存容量不夠大的話將會導致某些大容量數據無法被完整的載入，此時已存在內存當中但暫時沒有被使用到的數據必須要先被釋放，使得可用內存容量大於該數據，那份新數據才能夠被載入呢！所以，通常越大的內存代表越快速的系統，這是因為系統不用常常釋放一些內存內部的數據。以服務器來說，主內存的容量有時比CPU的速度還要來的重要的！
- 雙通道設計
由於所有的數據都必須要存放在主內存，所以主內存的數據寬度當然是越大越好。但傳統的系統總線寬度一般大約僅達64位，為了要加大這個寬度，因此芯片組廠商就將兩個主內存匯整在一起，如果一支內存可達64位，兩支內存就可以達到128位了，這就是雙通道的設計理念。
如上所述，要啟用雙通道的功能你必須要安插兩支(或四支)主內存，這兩支內存最好連型號都一模一樣比較好，這是因為啟動雙通道內存功能時，數據是同步寫入/讀出這一對主內存中，如此才能夠提升整體的頻寬啊！所以當然除了容量大小要一致之外，型號也最好相同啦！
你有沒有發現圖 2.1.3、技嘉主機板示意圖上那四根內存插槽的顏色呢？是否分為兩種顏色，且兩兩成對？為什么要這樣設計？答出來了嗎？是啦！這種顏色的設計就是為了雙通道來的！要啟動雙通道的功能時，你必須要將兩根容量相同的主內存插在相同顏色的插槽當中喔！
- CPU頻率與主內存的關系
理論上，CPU與主內存的外頻應該要相同才好。不過，因為技術方面的提升，因此這兩者的頻率速度不會相同，但外頻則應該是一致的較佳。舉例來說，上面提到的Intel E8400 CPU外頻為333MHz，則應該選用DDR II 667這個型號，因為該內存型號的外頻為333MHz之故喔！
- DRAM與SRAM
除了主內存之外，事實上整部個人計算機當中還有許許多多的內存存在喔！最為我們所知的就是CPU內的第二層緩存內存。我們現在知道CPU的數據都是由主內存提供，但主內存的數據畢竟得經由北橋送到CPU內。如果某些很常用的程序或數據可以放置到CPU內部的話，那么CPU數據的讀取就不需要透過北橋了！對於效能來說不就可以大大的提升了？這就是第二層緩存的設計概念。第二層緩存與主內存及CPU的關系如下圖所示：
圖2.2.1、內存相關性
因為第二層緩存(L2 cache)整合到CPU內部，因此這個L2內存的速度必須要CPU頻率相同。使用DRAM是無法達到這個頻率速度的，此時就需要靜態隨機訪問內存(Static Random Access Memory, SRAM)的幫忙了。SRAM在設計上使用的電晶體數量較多，價格較高，且不易做成大容量，不過由於其速度快，因此整合到CPU內成為緩存內存以加快數據的存取是個不錯的方式喔！新一代的CPU都有內建容量不等的L2緩存在CPU內部，以加快CPU的運作效能。
- 只讀內存(ROM)
主機板上面的組件是非常多的，而每個組件的參數又具有可調整性。舉例來說，CPU與內存的頻率是可調整的；而主機板上面如果有內建的網絡卡或者是顯示卡時，該功能是否要啟動與該功能的各項參數，是被記錄到主機板上頭的一個稱為CMOS的芯片上，這個芯片需要藉著額外的電源來發揮記錄功能，這也是為什么你的主機板上面會有一顆電池的緣故。
那CMOS內的數據如何讀取與更新呢？還記得你的計算機在開機的時候可以按下[Del]按鍵來進入一個名為BIOS的畫面吧？BIOS(Basic Input Output System)是一套程序，這套程序是寫死到主機板上面的一個內存芯片中，這個內存芯片在沒有通電時也能夠將數據記錄下來，那就是只讀內存(Read Only Memory, ROM)。ROM是一種非揮發性的內存。另外，BIOS對於個人計算機來說是非常重要的，因為他是系統在開機的時候首先會去讀取的一個小程序喔！
另外，固件(firmware)(注7)很多也是使用ROM來進行軟件的寫入的。固件像軟件一樣也是一個被計算機所執行的程序，然而他是對於硬件內部而言更加重要的部分。例如BIOS就是一個固件，BIOS雖然對於我們日常操作計算機系統沒有什么太大的關系，但是他卻控制著開機時各項硬件參數的取得！所以我們會知道很多的硬件上頭都會有ROM來寫入固件這個軟件。
BIOS 對計算機系統來講是非常重要的，因為他掌握了系統硬件的詳細信息與開機設備的選擇等等。但是計算機發展的速度太快了，因此 BIOS 程序碼也可能需要作適度的修改才行，所以你才會在很多主機板官網找到 BIOS 的更新程序啊！但是 BIOS原本使用的是無法改寫的 ROM ，因此根本無法修正 BIOS 程序碼！為此，現在的 BIOS 通常是寫入類似快閃內存 (flash) 或 EEPROM (注8) 中。(注9)
顯示卡
顯示卡插槽如同圖 2.1.3、技嘉主機板示意圖所示，是在中央較長的插槽！這張主機板中提供了兩個顯示卡插槽喔！
顯示卡又稱為VGA(Video Graphics Array)，他對於圖形影像的顯示扮演相當關鍵的角色。一般對於圖形影像的顯示重點在於解析度與色彩深度，因為每個圖像顯示的顏色會占用掉內存，因此顯示卡上面會有一個內存的容量，這個顯示卡內存容量將會影響到最終你的螢幕解析度與色彩深度的喔！
除了顯示卡內存之外，現在由於三度空間游戲(3D game)與一些3D動畫的流行，因此顯示卡的『運算能力』越來越重要。一些3D的運算早期是交給CPU去運作的，但是CPU并非完全針對這些3D來進行設計的，而且CPU平時已經非常忙碌了呢！所以后來顯示卡廠商直接在顯示卡上面嵌入一個3D加速的芯片，這就是所謂的GPU稱謂的由來。
顯示卡主要也是透過北橋芯片與CPU、主內存等溝通。如前面提到的，對於圖形影像(尤其是3D游戲)來說，顯示卡也是需要高速運算的一個組件，所以數據的傳輸也是越快越好！因此顯示卡的規格由早期的PCI導向AGP，近期AGP又被PCI-Express規格所取代了。如前面技嘉主機板圖示當中看到的就是PCI-Express的插槽。這些插槽最大的差異就是在數據傳輸的頻寬了！如下所示：
| 規格 | 寬度 | 速度 | 頻寬 |
| PCI | 32 bits | 33 MHz | 133 MBytes/s |
| PCI 2.2 | 64 bits | 66 MHz | 533 MBytes/s |
| PCI-X | 64 bits | 133 MHz | 1064 MBytes/s |
| AGP 4x | 32 bits | 66x4 MHz | 1066 MBytes/s |
| AGP 8x | 32 bits | 66x8 MHz | 2133 MBytes/s |
| PCIe x1 | 無 | 無 | 250 MBytes/s |
| PCIe x8 | 無 | 無 | 2 GBytes/s |
| PCIe x16 | 無 | 無 | 4 GBytes/s |
比較特殊的是，PCIe(PCI-Express)使用的是類似管線的概念來處理，每條管線可以具有250MBytes/s的頻寬效能，管線越大(最大可達x32)則總頻寬越高！目前顯示卡大多使用x16的PCIe規格，這個規格至少可以達到4GBytes/s的頻寬！比起AGP是快很多的！此外，新的PCIe 2.0規格也已經推出了，這個規格又可將每個管線的效能提升一倍呢！好可怕的傳輸量....
如果你的主機是用來打3D游戲的，那么顯示卡的選購是非常重要喔！如果你的主機是用來做為網絡服務器的，那么簡單的入門級顯示卡對你的主機來說就非常夠用了！因為網絡服務器很少用到3D與圖形影像功能。
| 例題： 假設你的桌面使用1024x768解析度，且使用全彩(每個像素占用3bytes的容量)，請問你的顯示卡至少需要多少內存才能使用這樣的彩度？ 答： 因為1024x768解析度中會有786432個像素，每個像素占用3bytes，所以總共需要2.25MBytes以上才行！但如果考慮螢幕的更新率(每秒鐘螢幕的更新次數)，顯示卡的內存還是越大越好！ |
硬盤與儲存設備
計算機總是需要記錄與讀取數據的，而這些數據當然不可能每次都由使用者經過鍵盤來打字！所以就需要有儲存設備咯。計算機系統上面的儲存設備包括有：硬盤、軟盤、MO、CD、DVD、磁帶機、隨身碟(快閃內存)、還有新一代的藍光光驅等，乃至於大型機器的區域網絡儲存設備(SAN, NAS)等等，都是可以用來儲存數據的。而其中最常見的應該就是硬盤了吧！
- 硬盤的物理組成
大家應該都看過硬盤吧！硬盤依據桌上型與筆記型計算機而有分為3.5寸及2.5寸的大小。我們以3.5寸的桌上型計算機使用硬盤來說明。在硬盤盒里面其實是由許許多多的圓形磁碟盤、機械手臂、磁碟讀取頭與主軸馬達所組成的，整個內部如同下圖所示：
圖2.4.1、硬盤物理構造(圖片取自維基百科)
實際的數據都是寫在具有磁性物質的磁碟盤上頭，而讀寫主要是透過在機械手臂上的讀取頭(head)來達成。實際運作時，主軸馬達讓磁碟盤轉動，然后機械手臂可伸展讓讀取頭在磁碟盤上頭進行讀寫的動作。另外，由於單一磁碟盤的容量有限，因此有的硬盤內部會有兩個以上的磁碟盤喔！
- 磁碟盤上的數據
既然數據都是寫入磁碟盤上頭，那么磁碟盤上頭的數據又是如何寫入的呢？其實磁碟盤上頭的數據有點像下面的圖示所示：
圖2.4.2、磁碟盤上的數據格式
整個磁碟盤上頭好像有多個同心圓繪制出的圓形圖，而由圓心以放射狀的方式分割出磁碟的最小儲存單位，那就是磁區(Sector)，在物理組成分面，每個磁區大小為512Bytes，這個值是不會改變的。而磁區組成一個圓就成為磁軌(track)，如果是在多碟的硬盤上面，在所有磁碟盤上面的同一個磁軌可以組成一個磁柱(Cylinder)，磁柱也是一般我們分割硬盤時的最小單位了！
在計算整個硬盤的儲存量時，簡單的計算公式就是：『header數量 * 每個header負責的磁柱數量 * 每個磁柱所含有的磁區數量 * 磁區的容量』，單位換算為『header * cylinder/header * secter/cylinder * 512bytes/secter』，簡單的寫法如下：Head x Cylinder x Sector x 512 Bytes。不過要注意的是，一般硬盤制造商在顯示硬盤的容量時，大多是以十進位來編號，因此市售的500GB硬盤，理論上僅會有460GBytes左右的容量喔！
- 傳輸介面
由於傳輸速度的需求提升，目前硬盤與主機系統的聯系主要有幾種傳輸介面規格：
圖2.4.3、兩款硬盤介面(左邊為IDE介面，右邊為SATA介面)
- IDE介面：
如同圖 2.1.3、技嘉主機板圖示右側的較寬的插槽所示，那就是IDE的介面插槽。IDE介面插槽所使用的排線較寬，每條排線上面可以接兩個IDE裝置，由於可以接兩個裝置，那為了判別兩個裝置的主/從架構，因此這種磁碟機上面需要調整跳針(Jump)成為Master或slave才行喔！這種介面的最高傳輸速度為Ultra 133規格，亦即每秒理論傳輸速度可達133MBytes。
圖2.4.4、IDE 介面的排線 (圖示取自 Seagate 網站)
- SATA介面：
如同技嘉主機板圖示右下方所示為SATA硬盤的連接介面插槽。我們可以看到該插槽要比IDE介面的小很多，每條SATA連接線僅能接一個SATA裝置。SATA介面除了速度較快之外，由於其排線較細小所以有利於主機機殼內部的散熱與安裝！目前SATA已經發展到了第二代，其速度由SATA-1的每秒150MBytes提升到SATA-2每秒300MBytes的傳輸速度喔，也因此目前主流的個人計算機硬盤已經被SATA取代了。SATA的插槽示意圖如下所示：
圖2.4.5、SATA 介面的排線 (圖示取自 Seagate 網站)
由於SATA一條排線僅接一顆硬盤，所以你不需要調整跳針。不過一張主機板上面SATA插槽的數量并不是固定的，且每個插槽都有編號，在連接SATA硬盤與主機板的時候，還是需要留意一下。
- SCSI介面：
另一種常見於工作站等級以上的硬盤傳輸介面為SCSI介面，這種介面的硬盤在控制器上含有一顆處理器，所以除了運轉速度快之外，也比較不會耗費CPU資源喔！在個人計算機上面這種介面的硬盤不常見啦！
- 選購與運轉須知
如果你想要增加一顆硬盤在你的主機里頭時，除了需要考慮你的主機板可接受的插槽介面(IDE/SATA)之外，還有什么要注意的呢？
- 容量
通常首先要考量的就是容量的問題！目前(2009)主流市場硬盤容量已經到達320GB以上，甚至有的廠商已經生產高達 2TB的產品呢！硬盤可能可以算是一種消耗品，要注意重要數據還是得常常備份出來喔！
- 緩沖內存
硬盤上頭含有一個緩沖內存，這個內存主要可以將硬盤內常使用的數據緩存起來，以加速系統的讀取效能。通常這個緩沖內存越大越好，因為緩沖內存的速度要比數據從硬盤盤中被找出來要快的多了！目前主流的產品可達16MB左右的內存大小喔。
- 轉速
因為硬盤主要是利用主軸馬達轉動磁碟盤來存取，因此轉速的快慢會影響到效能。主流的桌上型計算機硬盤為每分鐘7200轉，筆記型計算機則是5400轉。有的廠商也有推出高達10000轉的硬盤，若有高效能的數據存取需求，可以考慮購買高轉速硬盤。
- 運轉須知
由於硬盤內部機械手臂上的磁頭與硬盤盤的接觸是很細微的空間，如果有抖動或者是臟污在磁頭與硬盤盤之間就會造成數據的損毀或者是實體硬盤整個損毀～因此，正確的使用計算機的方式，應該是在計算機通電之后，就絕對不要移動主機，并免抖動到硬盤，而導致整個硬盤數據發生問題啊！另外，也不要隨便將插頭拔掉就以為是順利關機！因為機械手臂必須要歸回原位，所以使用操作系統的正常關機方式，才能夠有比較好的硬盤保養啊！因為他會讓硬盤的機械手臂歸回原位啊！
| Tips: 可能因為環境的關系，計算機內部的風扇常常會卡灰塵而造成一些聲響。很多朋友只要聽到這種聲響都是二話不說的『用力拍幾下機殼』就沒有聲音了～現在你知道了，這么做的后果常常就是你的硬盤容易壞掉！下次千萬不要再這樣做！ |
PCI介面卡
PCI介面卡的插槽就如同圖2.1.3、技嘉主機板示意圖所示的左下方那個白色的插槽，這種PCI插槽通常會提供多個給使用者，如果使用者有額外需要的功能卡，就能夠安插在這種PCI介面插槽上。
我們在前面顯示卡的部分稍微談過PCI介面，事實上有相當多的組件是使用PCI介面作為傳輸的，例如網絡卡、音效卡、特殊功能卡等等。但由於PCI Express規格的發展，很多制造商都往PCIE介面開發硬件了。不過還是有很多硬件使用PCI介面啦，例如大賣場上面常見的網絡卡就是一個。
目前在個人計算機上面常見到的網絡卡是一種稱為乙太網絡(Ethernet)的規格，目前乙太網絡卡速度輕輕松松的就能到達10/100/1000Mbits/second的速度，但同樣速度的乙太網絡卡所支持的標準可能不太一樣，因此造成的價差是非常大的。如果想要在服務器主機上面安裝新的網絡卡時，得要特別注意標準的差異呢！
由於各組件的價格直直落，現在主機板上面通常已經整合了相當多的設備組件了！常見整合到主機板的組件包括音效卡、網絡卡、USB控制卡、顯示卡、磁碟陣列卡等等。你可以在主機板上面發現很多方形的芯片，那通常是一些個別的設備芯片喔。由於主機板已經整合了很多常用的功能芯片，所以現在的主機板上面所安插的PCI介面卡就少很多了！
主機板
主機板可以說是整部主機相當重要的一個部分，因為上面我們所談到的所有組件都是安插在主機板上面的呢！而主機板上面負責溝通各個組件的就是芯片組，如同圖2.1.1、Intel芯片組圖示所示，圖中我們也可以發現芯片組一般分為北橋與南橋喔！北橋負責CPU/RAM/VGA等的連接，南橋則負責PCI介面與速度較慢的I/O裝置。
由於芯片組負責所有設備的溝通，所以事實上芯片組(尤其是北橋)也是一個可能會散發出高熱量的組件。因此在主機板上面常會發現一些外接的小風扇或者是散熱片在這組芯片上面。在本章所附的主機板圖示中，技嘉使用較高散熱能力的熱導管技術，因此你可以發現圖中的南橋與北橋上面覆蓋著黃銅色的散熱片，且連接著數根圓形導管，主要就是為了要散熱的。
- 芯片組功能
所有的芯片組幾乎都是參考CPU的能力去規劃的，而CPU能夠接受的主內存規格也不相同，因此在新購買或升級主機時，CPU、主機板、主內存與相關的周邊設備都需要同時考慮才行！此外，每一種芯片組的功能可能都不太相同，有的芯片組強調的是全功能，因此連顯示卡、音效、網絡等都整合了，在這樣的整合型芯片中，你幾乎只要購買CPU、主機板、主內存再加上硬盤，就能夠組裝成一部主機了。不過整合型芯片的效能通常比較弱，對於愛玩3D游戲的玩家以及強調高效能運算的主機來說，就不是這么適合了。
至於獨立型芯片組雖然可能具有較高的效能，不過你可能必須要額外負擔周邊設備的金錢呢！例如顯示卡、網絡卡、音效卡等等。但獨立型芯片組也有一定程度的好處，那就是你可以隨時抽換周邊設備。
- 設備I/O位址與IRQ中斷通道
主機板是負責各個計算機組件之間的溝通，但是計算機組件實在太多了，有輸出/輸入/不同的儲存裝置等等，主機板芯片組怎么知道如何負責溝通啊？這個時候就需要用到所謂的I/O位址與IRQ
I/O位址有點類似每個裝置的門牌號碼，每個裝置都有他自己的位址，一般來說，不能有兩個裝置使用同一個I/O位址，否則系統就會不曉得該如何運作這兩個裝置了。而除了I/O位址之外，還有個IRQ中斷(Interrupt)這個咚咚。
如果I/O位址想成是各裝置的門牌號碼的話，那么IRQ就可以想成是各個門牌連接到郵件中心(CPU)的專門路徑羅！各裝置可以透過IRQ中斷通道來告知CPU該裝置的工作情況，以方便CPU進行工作分配的任務。老式的主機板芯片組IRQ只有15個，如果你的周邊介面太多時可能就會不夠用，這個時候你可以選擇將一些沒有用到的周邊介面關掉，以空出一些IRQ來給真正需要使用的介面喔！當然，也有所謂的sharing IRQ的技術就是了！
- CMOS與BIOS
前面內存的地方我們有提過CMOS與BIOS的功能，在這里我們再來強調一下：CMOS主要的功能為記錄主機板上面的重要參數，包括系統時間、CPU電壓與頻率、各項設備的I/O位址與IRQ等，由於這些數據的記錄要花費電力，因此主機板上面才有電池。BIOS為寫入到主機板上某一塊 flash 或 EEPROM 的程序，他可以在開機的時候執行，以載入CMOS當中的參數，并嘗試呼叫儲存裝置中的開機程序，進一步進入操作系統當中。BIOS程序也可以修改CMOS中的數據，每種主機板呼叫BIOS設定程序的按鍵都不同，一般桌上型計算機常見的是使用[del]按鍵進入BIOS設定畫面。
- 連接周邊設備的介面
主機板與各項輸出/輸入設備的連結主要都是在主機機殼的后方，主要有：
- PS/2介面：這是常見的鍵盤與鼠標的介面，不過漸漸有被USB介面取代的趨勢；
- USB介面：目前相當流行的一個介面，支持隨插即用。主流的USB版本為USB 2.0，這個規格的速度可達480Mbps，相對之下的USB 1.1僅達12Mbps差異很大，購買周邊設備要注意啊！不然copy一些數據到USB硬盤時，會吐血....
- 聲音輸出、輸入與麥克風：這個是一些圓形的插孔，而必須你的主機板上面有內建音效芯片時，才會有這三個東西；
- RJ-45網絡頭：如果有內建網絡芯片的話，那么就會有這種接頭出現。這種接頭有點類似電話接頭，不過內部有八蕊線喔！接上網絡線后在這個接頭上會有燈號亮起才對！
- 其他過時介面：包括早期的用來連結鼠標的九針序列埠(com1)，以及連結印表機的25針并列埠(LPT1)等等。
我們以技嘉主機板的連結介面來看的話，主要有這些：
圖2.6.1、連接周邊介面
電源供應器
除了上面這些組件之外，其實還有一個很重要的組件也要來談一談，那就是電源供應器(Power)。在你的機殼內，有個大大的鐵盒子，上頭有很多電源線會跑出來，那就是電源供應器了。我們的CPU/RAM/主機板/硬盤等等都需要用電，而近來的計算機組件耗電量越來越高，以前很古早的230W電源已經不夠用了，有的系統甚至得要有500W以上的電源才能夠運作～真可怕～
電源供應器的價差非常大！貴一點的300W可以到4000 NT，便宜一點的300W只要500 NT不到！怎么差這么多？沒錯～因為Power的用料不同，電源供應的穩定度也會差很多。如前所述，電源供應器相當於你的心臟，心臟差的話，活動力就會不足了！所以，穩定度差的電源供應器甚至是造成計算機不穩定的元兇呢！所以，盡量不要使用太差的電源供應器喔！
- 能源轉換率
電源供應器本身也會吃掉一部份的電力的！如果你的主機系統需要 300W的電力時，因為電源供應器本身也會消耗掉一部份的電力，因此你最好要挑選400W以上的電源供應器。電源供應器出廠前會有一些測試數據，最好挑選高轉換率的電源供應器。所謂的高轉換率指的是『輸出的功率/輸入的功率』。意思是說，假如你的主機板用電量為250W，但是電源供應器其實已經使用掉320W的電力，則轉換率為：250/320=0.78的意思。這個數值越高表示被電源供應器『玩掉』的電力越少，那就符合能源效益了！^_^
- 連接介面
目前主機板與電源供應器的連接介面主要有20pin與24pin兩種規格，購買時也需要考慮你的主機板所需要的規格喔！
選購須知
在購買主機時應該需要進行整體的考量，很難依照某一項標準來選購的。老實說，如果你的公司需要一部服務器的話，建議不要自行組裝，買品牌計算機的服務器比較好！這是因為自行組裝的計算機雖然比較便宜，但是每項設備之間的適合性是否完美則有待自行檢測。
另外，在效能方面并非僅考量CPU的能力而已，速度的快慢與『整體系統的最慢的那個設備有關！』，如果你是使用最快速的Intel Core 2 Duo，使用最快的DDR II內存，但是配上一個慢慢的過時顯示卡，那么整體的3D速度效能將會卡在那個顯示卡上面喔！所以，在購買整套系統時，請特別留意需要全部的介面都考慮進去喔！尤其是當您想要升級時，要特別注意這個問題，并非所有的舊的設備都適合繼續使用的。
- 系統不穩定的可能原因
除此之外，到底那個組件特別容易造成系統的不穩定呢？有幾個常見的系統不穩定的狀態是：
- 系統超頻：這個行為很不好！不要這么做！
- 電源供應器不穩：這也是個很嚴重的問題，當您測試完所有的組件都沒有啥大問題時，記得測試一下電源供應器的穩定度！
- 內存無法負荷：現在的內存品質差很多，差一點的內存，可能會造成您的主機在忙碌的工作時，產生不穩定或當機的現象喔！
- 系統過熱：『熱』是造成電子零件運作不良的主因之一，如果您的主機在夏天容易當機，冬天卻還好，那么考慮一下加幾個風扇吧！有助於機殼內的散熱，系統會比較穩定喔！『 這個問題也是很常見的系統當機的元兇！』(鳥哥之前的一臺服務器老是容易當機，后來拆開機殼研究后才發現原來是北橋上面的小風扇壞掉了，導致北橋溫度太高。后來換掉風扇就穩定多了。)
| Tips: 事實上，要了解每個硬件的詳細架構與構造是很難的！這里鳥哥僅是列出一些比較基本的概念而已。另外，要知道某個硬件的制造商是哪間公司時，可以看該硬件上面的信息。舉例來說，主機板上面都會列出這個主機板的開發商與主機板的型號，知道這兩個信息就可以找到驅動程序了。另外，顯示卡上面有個小小的芯片，上面也會列出顯示卡廠商與芯片信息喔。 |
參考數據與延伸閱讀
- 注7：相關的固件說明可參考維基百科：
http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=固件&variant=zh-hant - 注8：相關 EEPROM 可以參考維基百科：
http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=EEPROM&variant=zh-tw - 注9：相關 BIOS 的說明可以參考維基百科：
http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=BIOS&variant=zh-tw
出處：http://vbird.dic.ksu.edu.tw/linux_basic/0105computers_2.php
總結
以上是生活随笔為你收集整理的鸟哥的Linux私房菜(基础篇)-第零章、计算机概论（零.2）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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