初学Linux——十万个为什么之计算机概论

浏览数：17 / 时间：2015年06月20日

1.主频外频倍频超频

主频即为CPU的频率

外频即为CPU与外部组件数据传输是的频率

倍频即为主频/外频，如CPU主频为3GHz，外频为333MHZ,那么倍频为9

超频：将 CPU 癿倍频或者是外频透过主板的设定功能更改成较高频率的一种方式，但CPU的倍频通常在出厂时已经锁定而无法修改

所以通常被超频的为外频。超频的行为容易当机（down 机）

2.关于32位和64位

前面谈到 CPU 运算的数据都是由主存储器提供癿，主存储器与 CPU 癿沟通速度靠癿是外部频率

北桥所支持频率称为前端总线速度FSB

总线带宽：FSBX总线宽度

每次传送位数称为总线宽度
CPU每次能够处理的数据量成为字组大小，其中字组大小和总线宽度是可以不同的

3.ROM的发展及分类

在微机的发展初期，BIOS都存放在ROM（Read Only Memory，只读存储器）中。ROM内部的资料是在ROM的制造工序中，在工厂里用特殊的方法被烧录进去的，其中的内容只能读不能改，一旦烧录进去，用户只能验证写入的资料是否正确，不能再作任何修改。

由于ROM制造和升级的不便，后来人们发明了PROM（Programmable ROM，可编程ROM）。最初从工厂中制作完成的PROM内部并没有资料，用户可以用专用的编程器将自己的资料写入，但是这种机会只有一次，一旦写入后也无法修改，若是出了错误，已写入的芯片只能报废

EPROM（Erasable Programmable ROM，可擦除可编程ROM）芯片可重复擦除和写入，解决了PROM芯片只能写入一次的弊端。EPROM芯片有一个很明显的特征，在其正面的陶瓷封装上，开有一个玻璃窗口，透过该窗口，可以看到其内部的集成电路，紫外线透过该孔照射内部芯片就可以擦除其内的数据，完成芯片擦除的操作要用到EPROM擦除器。EPROM芯片在写入资料后，还要以不透光的贴纸或胶布把窗口封住，以免受到周围的紫外线照射而使资料受损

鉴于EPROM操作的不便，后来出的主板上的BIOS ROM芯片大部分都采用EEPROM（Electrically Erasable Programmable ROM，电可擦除可编程ROM）。EEPROM的擦除不需要借助于其它设备，它是以电子信号来修改其内容的，而且是以Byte为最小修改单位，不必将资料全部洗掉才能写入，彻底摆脱了EPROM Eraser和编程器的束缚。

FLASH ROM则属于真正的单电压芯片，在使用上很类似EPROM，因此，有些书籍上便把FLASH ROM作为EPROM的一种。事实上，二者还是有差别的。

EEPROM是利用Fowler-Nordheim隧道效应来实现编程和擦除的。在此效应中电流是双向的，即电子可在衬底和浮栅之间双向流动。EEPROM擦除速度快，可支持μS级擦除/编程周期和有选择的擦除/编程操作。EEPROM主要用于存储卡、SIM卡、电度表、电视机等需要进行字节操作的产品中

Flash出现于1984年，此后就得到了迅猛发展，现已成为应用最广泛的存储器之一，

Flash主要用于U盘、MP3等需要大容量存储的产品中。
Flash ROM一般指用于MCU的Flash程序存储器

4.计算机硬盘

磁盘的组成主要有磁盘，机械手臂，磁盘读取头，主轴马达等，数据写入其实是在磁盘上面

实际的数据都是写在具有磁性物质的磁盘盘上头，而读写主要是透过在机械手臂上的读取头(head)来达
成。实际运作时，主轴马达让磁盘盘转劢，然后机械扃臂可伸展让读取头在磁盘盘上头进行读写的动
作。另外，由亍单一磁盘盘的容量有限，因此有癿硬盘内部会有两个以上癿磁盘盘喔

整个磁盘盘上头好像有多个同心圆绘制出的饼图，而由圆心以放射状的方式分割出磁盘的最小储存单
位，那就是扇区(Sector)，在物理组成分面，每个扇区大小为 512Bytes，这个值是不会改变的。而扇
区组成一个圆就成为磁道(track)，如果是在多碟的硬盘上面，在所有磁盘盘上面的同一个磁道可以组
成一个磁柱(Cylinder)，磁柱也是一般我们分割硬盘时的最小单位了

5. 关于CMOS和BIOS

CMOS：记录各项硬件参数以及嵌入到主板上得存储器

BIOS：一个写入到主板上得韧体（firmware，写到硬件上得一个软件程序）

CMOS 主要癿功能为：
记录主板上面的重要参数，包括系统时间、CPU 电压与频率、各项设备的 I/O 地址与 IRQ 等，由于这
些数据的记录要花费电力，因此主板上面需要有电池

BIOS 为写入到主板上某一块 flash 或 EEPROM
的程序，他可以在开机的时候执行，以加载 CMOS 当中的参数，并尝试呼叫储存装置中的开机程序，
进一步进入操作系统当中。BIOS 程序也可以修改 CMOS 中的数据，每种主板呼叫 BIOS 设定程序的按
键都不同，一般桌面计算机常见的是使用[del]按键进入 BIOS 设定画面

6.系统是如何开机的

BIOS会根据使用者的设定去读取硬盘，读取硬盘的第一个扇区的MBR位置，其中MBR只有446bytes，里面存放了最基本的开机管理程序

BIOS功成圆满，接下来便是MBR内开机管理程序的工作了

开机管理程序的作用就是加载系统核心档案，由于开机管理程序是操作系统提供的，所以开机管理程序能够识别系统文件格式，能够读取系统核心档案，

成功之后，开机管理程序就功成圆满了，接下来就是核心档案的工作了

开机管理程序boot loader的功能：

　　　　　　　　1.提供选单：用户可选择不同的开机项目，这也是多重引导的重要功能

　　　　　　　　2.载入核心档案：直接指向可开机程序区段来开始操作系统

　　　　　　　　3.转交其他loader：将开机管理功能转交给其他loader管理

关于第三点转交其他loader，也就表示我们的计算机可以有多个开机管理程序，我们的开机管理程序不仅可以安装在MBR中，还可以安装在每个分隔槽的启动扇区中

这造就了计算机的多重引导功能

　　多系统多重引导功能流程如下：