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计算机CPU基础知识是什么?

十九科技网 2025-07-27 16:10:31 298 °C

一、计算机CPU基础知识是什么?

什么是CPU主频

在电子技术中,脉冲信号是一个按一定电压幅度,一定时间间隔连续发出的脉冲信号。脉冲信号之间的时间间隔称为周期;而将在单位时间(如1秒)内所产生的脉冲个数称为频率。频率是描述周期性循环信号(包括脉冲信号)在单位时间内所出现的脉冲数量多少的计量名称;频率的标准计量单位是Hz(赫)。电脑中的系统时钟就是一个典型的频率相当精确和稳定的脉冲信号发生器。频率在数学表达式中用“f”表示,其相应的单位有:Hz(赫)、kHz(千赫)、MHz(兆赫)、GHz(吉赫)。其中1GHz=1000MHz,1MHz=1000kHz,1kHz=1000Hz。计算脉冲信号周期的时间单位及相应的换算关系是:s(秒)、ms(毫秒)、μs(微秒)、ns(纳秒),其中:1s=1000ms,1 ms=1000μs,1μs=1000ns。

CPU的主频,即CPU内核工作的时钟频率(CPU Clock Speed)。通常所说的某某CPU是多少兆赫的,而这个多少兆赫就是“CPU的主频”。很多人认为CPU的主频就是其运行速度,其实不然。CPU的主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度,与CPU实际的运算能力并没有直接关系。主频和实际的运算速度存在一定的关系,但目前还没有一个确定的公式能够定量两者的数值关系,因为CPU的运算速度还要看CPU的流水线的各方面的性能指标(缓存、指令集,CPU的位数等等)。由于主频并不直接代表运算速度,所以在一定情况下,很可能会出现主频较高的CPU实际运算速度较低的现象。比如AMD公司的AthlonXP系列CPU大多都能已较低的主频,达到英特尔公司的Pentium 4系列CPU较高主频的CPU性能,所以AthlonXP系列CPU才以PR值的方式来命名。因此主频仅是CPU性能表现的一个方面,而不代表CPU的整体性能。

CPU的主频不代表CPU的速度,但提高主频对于提高CPU运算速度却是至关重要的。举个例子来说,假设某个CPU在一个时钟周期内执行一条运算指令,那么当CPU运行在100MHz主频时,将比它运行在50MHz主频时速度快一倍。因为100MHz的时钟周期比50MHz的时钟周期占用时间减少了一半,也就是工作在100MHz主频的CPU执行一条运算指令所需时间仅为10ns比工作在50MHz主频时的20ns缩短了一半,自然运算速度也就快了一倍。只不过电脑的整体运行速度不仅取决于CPU运算速度,还与其它各分系统的运行情况有关,只有在提高主频的同时,各分系统运行速度和各分系统之间的数据传输速度都能得到提高后,电脑整体的运行速度才能真正得到提高。

提高CPU工作主频主要受到生产工艺的限制。由于CPU是在半导体硅片上制造的,在硅片上的元件之间需要导线进行联接,由于在高频状态下要求导线越细越短越好,这样才能减小导线分布电容等杂散干扰以保证CPU运算正确。因此制造工艺的限制,是CPU主频发展的最大障碍之一。

二、并口和串口 什么意思?

计算机上有串口和并口的地方应该有:硬盘、主板、还有打印机等。串口一般用于接一些特殊的外接设备。比如通讯方面的设备。并口通常用于连接打印设备。串口比较小,有突出的针露在外面。并口一般比串口要大,通常是红色的,有两排小孔

串口形容一下就是 一条车道,而并口就是有8个车道

同一时刻能传送8位(一个字节)数据。

但是并不是并口快,由于8位通道之间的互相干扰。传输受速度就受到了限制。而且当传输出错时,要同时重新传8个位的数据。串口没有干扰,传输出错后重发一位就可以了。所以快比并口快。串口硬盘就是这样被人们重视的。

串口和并口是连接外设的不同端口。这两种端口的外形、传输速度和可以连接的设备都有所不同。

串口传输是一位接一位的,象串起的珠子一样

并口是可以并发数据的可以同时传输多位。

现在有串行的硬盘SATA接口,是一样的道理,它之所以可以150MB/s的速度传输,得益于其串行的方式,并行的几路信号在比较高的频率下不能很好的解决他们之间的干扰,所以现在ATA 13MBb/s的并行硬盘已走到极限,取而代之的是STAT。另80 channel 的ATA100的并口硬盘数据线,其中有40根是地线,是用来防止并行信号之间的干扰的。

STAT那个速度标称的bit/s,实际就是150M/300M的速度

现在最快的单块硬盘的速度也不足100MB/s

常见的都在40-60MB/s的速度,

切记!!!接口不是瓶颈

三、硬盘的缓存有什么用?

硬盘就是台小电脑,缓存就是这台小电脑的内存。

四、硬盘的2级缓存是有什么作用?

磁盘缓存分为读缓存和写缓存。

读缓存是指,操作系统为已读取的文件数据,在内存较空闲的情况下留在内存空间中(这个内存空间被称之为“内存池”),当下次软件或用户再次读取同一文件时就不必重新从磁盘上读取,从而提高速度。

写缓存实际上就是将要写入磁盘的数据先保存于系统为写缓存分配的内存空间中,当保存到内存池中的数据达到一个程度时,便将数据保存到硬盘中。这样可以减少实际的磁盘操作,有效的保护磁盘免于重复的读写操作而导致的损坏,也能减少写入所需的时间。

根据写入方式的不同,有写通式和回写式两种。写通式在读硬盘数据时,系统先检查请求指令,看看所要的数据是否在缓存中,如果在的话就由缓存送出响应的数据,这个过程称为命中。这样系统就不必访问硬盘中的数据,由于SDRAM的速度比磁介质快很多,因此也就加快了数据传输的速度。回写式就是在写入硬盘数据时也在缓存中找,如果找到就由缓存就数据写入盘中,现在的多数硬盘都是采用的回写式缓存,这样就大大提高了性能。

缓存英文名为 Cache。CPU 缓存也是内存的一种,其数据交换速度快且运算频率高。磁盘缓存则是操作系统为磁盘输入输出而在普通物理内存中分配的一块内存区域。

硬盘的缓冲区

硬盘的缓冲区是硬盘与外部总线交换数据的场所。硬盘的读数据的过程是将磁信号转化为电信号后,通过缓冲区一次次地填充与清空,再填充,再清空,一步步按照PCI总线的周期送出,可见,缓冲区的作用是相当重要的。它的作用也是提高性能,但是它与缓存的不同之处在于:一、它是容量固定的硬件,而不像缓存是可以由操作系统在内存中动态分配的。二、它对性能的影响大大超过磁盘缓存对性能的影响,因为如果没有缓冲区,就会要求每传一个字(通常是4字节)就需要读一次磁盘或写一次磁盘。

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