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计算机的概述---微机基本知识1

电脑  

it新人必学的知识,很枯燥,但是你总得了解的,不要试图一下记住这么多东西,这只是让你对计算机有大致的印象。以后慢慢学习。

目录

【简介】

【计算机 - 发展过程】

【原理】

【计算机的数字电路实现】

【输入输出设备】

【程序】

【库与操作系统】

【应用】

【电脑的处理器】

【网吧电脑和家用电脑的差别】

【其他形式的电脑】

【计算机的分类】

【计算机 - 注意事项】

【计算机的种类】

【常用电脑操作系统】

【世界十大超级计算机】

【中国十大影响力电脑品牌】

计算机学科

[编辑本段]【简介】

英文名称:electronic computer

正式名称:电子计算机

简名:电脑

拼音:dian zi Ji suan ji

英文简写:computer(电脑)、PC(个人计算机)

转化:

我们不妨把‘大’换成‘电’,就知道把大脑转化成电脑, 由于思维转化,智人把大脑与科技发展联系起来,后来就有了电脑,电脑先是打字机的进化,所以要有键盘,可是要有中间的处理,所以CPU出现了,电脑的CPU就像人的大脑的最高命令执行者,而内存是大脑存储器,之后人们又想到必须有电源,要把信息显示出来,就要有显示屏,而连接显示屏和CPU也要个工具,所以接着就出现了显卡,但是CPU和内存等要有地方放,所以又有了主板,因为电脑之中要有直接存放的地方,所以要有物理内存,之后主板上又有了硬盘,因为电脑有些信息要有声音,所以又有了声卡。随着电脑的越来越多,必须把信息连接起来,所以有了网卡。因为CPU,主板等等东西太多,所以就要个装箱,所以机箱就出现了。随着科技发展,单纯的数字已经不能包容信息时代,图片,视频等等都出现了。为了操作更加方便,所以鼠标就来了! 就这样,再加一些连接线。基本的电脑就产生了! 因为有了CPU,电脑就成为了一个高级机械机器!

【电脑的组成部分】

一、“软件部分”包括:操作系统、应用软件等。应用软件中电脑行业的管理软件,IT电脑行业的发展必备利器,电脑行业的erp软件 。

二、“硬件部分”包括:机箱(电源、硬盘、磁盘 内存、主板、cpu、光驱、声卡、网卡、显卡)显示器、键盘、鼠标。(另可配有音箱等。)

电子计算机是一种根据一系列指令来对数据进行处理的机器。所相关的技术研究叫计算机科学,由数据为核心的研究称信息技术。

计算机种类繁多。实际来看,计算机总体上是处理信息的工具。根据图灵机理论,一部具有最基本功能的计算机应当能够完成任何其它计算机能做的事情。因此,只要不考虑时间和存储因素,从个人数码助理(PDA)到超级计算机都应该可以完成同样的作业。即是说,即使是设计完全相同的计算机,只要经过相应改装,就应该可以被用于从公司薪金管理到无人驾驶飞船操控在内的各种任务。由于科技的飞速进步,下一代计算机总是在性能上能够显著地超过其前一代,这一现象有时被称作“摩尔定律”。

计算机在组成上形式不一。早期计算机的体积足有一间房屋大小,而今天某些嵌入式计算机可能比一副扑克牌还小。当然,即使在今天,依然有大量体积庞大的巨型计算机为特别的科学计算或面向大型组织的事务处理需求服务。比较小的,为个人应用而设计的计算机称为微型计算机,简称微机。我们今天在日常使用“计算机”一词时通常也是指此。不过,现在计算机最为普遍的应用形式却是嵌入式的。嵌入式计算机通常相对简单,体积小,并被用来控制其它设备—无论是飞机,工业机器人还是数码相机。

上述对于电子计算机的定义包括了许多能计算或是只有有限功能的特定用途的设备。然而当说到现代的电子计算机,其最重要的特征是,只要给予正确的指示,任何一台电子计算机都可以模拟其他任何计算机的行为(只受限于电子计算机本身的存储容量和执行的速度)。据此,现代电子计算机相对于早期的电子计算机也被称为通用型电子计算机。

[编辑本段]【计算机 - 发展过程】

计算机进化过程

1642至1643年,巴斯卡(Blaise Pascal)为了帮助做收税员的父亲,他就发明了一个用齿轮运作的加法器,叫 “Pascalene” ,这是第一部机械加法器。

1666年,在英国Samuel Morland发明了一部可以计算加数及减数的机械计数机。

1671年,著名的德国数学家莱布尼兹(G.W.Leibnitz)制成了第一台能够进行加、减、乘、除四则运算的机械式计算机。

1673年, Gottfried Leibniz 制造了一部踏式(stepped)圆柱形转轮的计数机,叫“Stepped Reckoner”,这部计算器可以把重复的数字相乘,并自动地加入加数器里。

1694年,德国数学家,Gottfried Leibniz ,把巴斯卡的Pascalene 改良,制造了一部可以计算乘数的机器,它仍然是用齿轮及刻度盘操作。

1773年, Philipp-Matthaus 制造及卖出了少量精确至12位的计算机器。

1775年,The third Earl of Stanhope 发明了一部与Leibniz相似的乘法计算器。

1786年,J.H.Mueller 设计了一部差分机,可惜没有拨款去制造。

1801年, Joseph-Marie Jacquard 的织布机是用连接按序的打孔卡控制编织的样式。

1854年,George Boole 出版 "An Investigation of the Laws of Thought”,是讲述符号及逻辑理由,它后来成为计算机设计的基本概念。

1858年,一条电报线第一次跨越大西洋,并且提供了几日的服务。

1861年,一条跨越大陆的电报线把大西洋和太平洋沿岸连接起来。

1876年,Alexander Graham Bell 发明了电话并取得专利权。

1876至1878年,Baron Kelvin 制造了一部泛音分析机及潮汐预测机。

1882年,William S. Burroughs 辞去在银行文员的工作,并专注于加数器的发明。

1889年,Herman Hollerith 的电动制表机在比赛中有出色的表现,并被用于 1890 中的人口调查。Herman Hollerith 采用了Jacquard 织布机的概念用来计算,他用咭贮存资料,然后注入机器内编译结果。这机器使本来需要十年时间才能得到的人口调查结果,在短短六星期内做到。

1893年,第一部四功能计算器被发明。

老式计算机

1895年,Guglielmo Marconi 传送广播讯号。

1896年,Hollerith 成立制表机器公司(Tabulating Machine Company)。

1908年,英国科学家 Campbell Swinton ?述了电子扫描方法及预示用阴极射线管制造电视。

1911年,Hollerith 的表机公司与其它两间公司合并,组成 Computer Tabulating Recording Company (C-T-R),制表及录制公司。但在1924年,改名为International Business Machine Corporation (IBM)。

1911年,荷兰物理学家 Kamerlingh Onnes 在 Leiden Unversity 发现超导电。

1931年,Vannever Bush 发明了一部可以解决差分程序的计数机,这机器可以解决一些令数学家,科学家头痛的复杂差分程序。

1935年,IBM (International Business Machine tion) 引入 "IBM 601”,它是一部有算术部件及可在1秒钟内计算乘数的穿孔咭机器。 它对科学及商业的计算起很大的作用。总共制造了1500 部。

1937年,Alan Turing 想出了一个 "通用机器( )” 的概念,可以执行任何的算法,形成了一个"可计算(computability)”的基本概念。Turing 的概念比其它同类型的发明为好,因为他用了符号处理(symbol 概念。

1939年11月,John Vincent Atannsoff 与 John Berry 制造了一部16位加数器。它是第一部用真空管计算的机器。1939年,Zuse 与 Schreyer 开鈶制造了"V2”[后来叫Z2],这机器沿用 Z1的机械贮存器,加上一个用断电器逻辑(Relay Logic)的新算术部件。但当 Zuse完成草稿后,这计划被中断一年。

科学计算器

1946年 ,第一台正式的电脑“埃尼阿克”在美国诞生,但十分耗电。

1959年,第一台小型科学计算器IBM620研制成功。

1960年,数据处理系统IBM1401研制成功。

1961年,程序设计语言COBOL问世。

1961年,第一台分系统计算机由麻省理工学院设计完成。

1963年,BASIC语言问世。

1964年,第三代计算机IBM360系列制成。

1965年,美国数字设备公司推出第一台小型机PDP-8。

1969年,IBM公司研制成功90列卡片机和系统——3计算机系统。

1970年,IBM系统1370计算机系列制成。

1971年,伊利诺大学设计完成伊利阿克IV巨型计算机。

1971年,第一台微处理机4004由英特尔公司研制成功。

1972年,微处理机基片开始大量生产销售。

1973年,第一片软磁盘由IBM公司研制成功。

1975年,ATARI——8800微电脑问世。

1977年,柯莫道尔公司宣称全组合微电脑PET——2001研制成功。

1977年,TRS——80微电脑诞生。

1977年,苹果——II型微电脑诞生。

1978年,超大规模集成电路开始应用。

1978年,磁泡存储器第二次用于商用计算机。

1979年,夏普公司宣布制成第一台手提式微电脑。

1982年,微电脑开始普及,大量进入学校和家庭。

1984年,日本计算机产业着手研制"第五代计算机"——-具有人工智能的计算机。1984: DNS (Domain Name Server) 域名服务器发布,互连网上有1000多台主机运行。

1984年: Hewlett-Packard发布了优异的激光打印机,HP也在喷墨打印机上保持领先技术。

1984年1月: Apple 的Macintosh发布。基于Motorola 68000微处理器。可以寻址16M。

1984年8月: MS-DOS 3.0、PC-DOS 3.0、IBM AT发布,采用ISA标准,支持大硬盘和1.2M高密软驱。

1984年9月: Apple发布了有512Kb 内存的Macintosh,但其他方面没有什么提高。

1984年底: Compaq开始开发IDE接口,可以以更快的速度传输数据,并被许多同行采纳,后来更进一步的EIDE推出,可以支持到528MB的驱动器。数据传输也更快。

1985年: Philips和Sony合作推出CD-ROM驱动器。

1985年: EGA标准推出。

1985年3月: MS-DOS 3.1、PC-DOS 3.1。这是第一个提供部分网络功能支持DOS版本。

1985年10月17日: 80386 DX推出。时钟频率到达33MHz,可寻址1GB内存。比286更多的指令。每秒6百万条指令,集成275000个晶体管。

1985年11月: Microsoft Windows发布。但在其3.0版本之全面没有得到广泛的应用。需要DOS的支持,类似苹果机的操作界面,以致被苹果控告。诉讼到1997年8月才终止。

1985年12月: MS-DOS 3.2、PC-DOS 3.2。这是第一个支持3.5英寸磁盘的系统。但也只是支持到720KB。到3.3版本时方可支持1.44兆。

1986年1月: Apple 发布较高性能的Macintosh。有四兆内存,和SCSI适配器。

1986年9月: Amstrad Announced发布便宜且功能强大的计算机Amstrad PC 1512。具有CGA图形适配器、512KB内存、8086处理器20兆硬盘驱动器。采用了鼠标器和图形用户界面,面向家庭设计。

鼠标

1987: Connection Machine超级计算机发布。采用并行处理,每秒钟2亿次运算。

1987: Microsoft Windows 2.0发布,比第一版要成功,但并没有多大提高。.

1987: 英国数学家Michael F. Barnsley找到图形压缩的方法。

1987: Macintosh II发布,基于Motorola 68020处理器。时钟16MHz,每秒260万条指令。有一个SCSI适配器和一个彩色适配器。

1987年4月2日: IBM推出PS/2系统。最初基于8086处理器和老的XT总线。后来过渡到80386,开始使用3.5英寸1.44MB软盘驱动器。引进了微通道技术,这一系列机型取得了巨大成功。出货量达到200万台。

1987: IBM发布VGA技术。

1987: IBM 理器8514/A。

1987年4月: MS-DOS ,支持1.44MB驱动器和硬盘分区。可为硬盘分出多个逻辑驱动器。

1987年4月: Microsoft和IBM发布S/2Warp操作系统。但并未取得多大成功。

1987年8月: AD-LIB声卡发布。一个加拿大公司的产品。

1987年10月: Compaq DOS (CPQ-DOS) v3.31发布。支持的硬盘分区大于32Mb。

1988: 光计算机投入开发,用光子代替电子,可以提高计算机的处理速度。

1988: XMS标准建立。

1988: EISA标准建立。

1988 6月6日: 80386 SX为了迎合低价电脑的需求而发布。

1988年7月到8月: PC-DOS 4.0、MS-DOS 4.0。支持EMS内存。但因为存在BUG,后来又陆续推出4.01a。

1988年9月: IBM PS/20 286发布,基于80286处理器,没有使用其微通道总线。但其他机器继续使用这一总线。

1988年10月: Macintosh Iix发布。基于Motorola 68030处理器。仍使用16 MHz主频、每秒390万条指令,支持128M RAM。

1988年11月: MS-DOS 4.01、PC-DOS 4.01发布。

1989: Tim Berners-Lee 创立World Wide Web雏形,他工作于欧洲物理粒子研究所。通过超文本链接,新手也可以轻松上网浏览。这大大促进了INTERNET的发展。

1989: Phillips和Sony发布CD-I标准。

1989年1月: Macintosh SE/30 发布。基于新型68030处理器。

1989年3月: E-IDE标准确立,可以支持超过528MB的硬盘容量。可达到 33.3 MB/s 的传输速度。并被许多CD-ROM所采用。

1989年4月10日: 80486 DX发布,集成120万个晶体管。 其后继型号时钟频率达到100MHz。

1989年11月: Sound Blaster Card(声卡)发布。

1990: SVGA标准确立。

1990年3月 : Macintosh Iifx发布,基于68030CPU,主频40MHz,使用了更快的SCSI接口。

1990年5月22日: 微软发布Windows 3.0。兼容MS-DOS模式。

1990年10月: Macintosh Classic发布,有支持到256色的显示适配器。

1990年11月: 第一代MPC (多媒体个人电脑标准)发布。处理器至少80286/12MHz,后来增加到80386SX/16 MHz ,及一个光驱,至少150 KB/sec的传输率。

1939-40年,Schreyer 完成了用真 位加数器,以及用氖气灯(霓虹灯)的存贮器。

1940年1月,在 Bell Labs, Samuel )” 。它用电话开关部份做逻辑部件: 电器,10个横杠开关。数字用“Plus 3BCD”代表。在同年9月,电传打字 etype 安装在一个数学会议里,由New 接去纽约。

[编辑本段]【原理】

个人电脑(PC:personal computer )的主要结构:

主机:主板、CPU (中央处理器)、主要储存器 (内存)、扩充卡(显示卡 声卡 网卡等 有些主板可以整合这些)、电源供应器、光驱、次要储存器 (硬盘)、软驱

外设:显示器、键盘、鼠标 (音箱、摄像头,外置调制解调器MODEM 等)

尽管计算机技术自20世纪40年代第一台电子通用计算机诞生以来以来有了令人目眩的飞速发展,但是今天计算机仍然基本上采用的是存储程序结构,即冯·诺伊曼结构。这个结构实现了实用化的通用计算机。

存储程序结构间将一台计算机描述成四个主要部分:算术逻辑单元(ALU),控制电路,存储器,以及输入输出设备(I/O)。这些部件通过一组一组的排线连接(特别地,当一组线被用于多种不同意图的数据传输时又被称为总线),并且由一个时钟来驱动(当然某些其他事件也可能驱动控制电路)。

概念上讲,一部计算机的存储器可以被视为一组“细胞”单元。每一个“细胞”都有一个编号,称为地址;又都可以存储一个较小的定长信息。这个信息既可以是指令(告诉计算机去做什么),也可以是数据(指令的处理对象)。原则上,每一个“细胞”都是可以存储二者之任一的。

算术逻辑单元(ALU)可以被称作计算机的大脑。它可以做两类运算:第一类是算术运算,比如对两个数字进行加减法。算术运算部件的功能在ALU中是十分有限的,事实上,一些ALU根本不支持电路级的乘法和除法运算(由是使用者只能通过编程进行乘除法运算)。第二类是比较运算,即给定两个数,ALU对其进行比较以确定哪个更大一些。

输入输出系统是计算机从外部世界接收信息和向外部世界反馈运算结果的手段。对于一台标准的个人电脑,输入设备主要有键盘和鼠标,输出设备则是显示器,打印机以及其他许多后文将要讨论的可连接到计算机上的I/O设备。

控制系统将以上计算机各部分联系起来。它的功能是从存储器和输入输出设备中读取指令和数据,对指令进行解码,并向ALU交付符合指令要求的正确输入,告知ALU对这些数据做哪些运算并将结果数据返回到何处。控制系统中一个重要组件就是一个用来保持跟踪当前指令所在地址的计数器。通常这个计数器随着指令的执行而累加,但有时如果指令指示进行跳转则不依此规则。

20世纪80年代以来ALU和控制单元(二者合成中央处理器,CPU)逐渐被整合到一块集成电路上,称作微处理器。这类计算机的工作模式十分直观:在一个时钟周期内,计算机先从存储器中获取指令和数据,然后执行指令,存储数据,再获取下一条指令。这个过程被反复执行,直至得到一个终止指令。

由控制器解释,运算器执行的指令集是一个精心定义的数目十分有限的简单指令集合。一般可以分为四类:1)、数据移动(如:将一个数值从存储单元A拷贝到存储单元B)2)、数逻运算(如:计算存储单元A与存储单元B之和,结果返回存储单元C)3)、条件验证(如:如果存储单元A内数值为100,则下一条指令地址为存储单元F)4)、指令序列改易(如:下一条指令地址为存储单元F)

指令如同数据一样在计算机内部是以二进制来表示的。比如说,10110000就是一条Intel x86系列微处理器的拷贝指令代码。某一个计算机所支持的指令集就是该计算机的机器语言。因此,使用流行的机器语言将会使既成软件在一台新计算机上运行得更加容易。所以对于那些机型商业化软件开发的人来说,它们通常只会关注一种或几种不同的机器语言。

更加强大的小型计算机,大型计算机和服务器可能会与上述计算机有所不同。它们通常将任务分担给不同的CPU来执行。今天,微处理器和多核个人电脑也在朝这个方向发展。

超级计算机通常有着与基本的存储程序计算机 类的电子控制开关来实现使用2们通常有着数以千计的CPU,不过这些设计似乎只对特定任务有用。在各种计算机中,还有一些微控制器采用令程序和数据分离的哈佛架构(Harvard architecture)。

[编辑本段]【计算机的数字电路实现】

以上所说的这些概念性设计的物理实现是多种多样的。如同我们前述所及,一台存储程序式计算机既可以是巴比奇的机械式的,也可以是基于数字电子的。但是,数字电路可以通过诸如继电器之进制数的算术和逻辑运算。香农的论文正是向我们展示了如何排列继电器来组成能够实现简单布尔运算的逻辑门。其他一些学者很快指出使用真空管可以代替继电器电路。真空管最初被用作无线电电路中的放大器,之后便开始被越来越多地用作数字电子电路中的快速开关。当电子管的一个针脚被通电后,电流就可以在另外两端间自由通过。

通过逻辑门的排列组合我们可以设计完成很多复杂的任务。举例而言,加法器就是其中之一。该器件在电子领域实现了两个数相加并将结果保存下来—在计算机科学中这样一个通过一组运算来实现某个特定意图的方法被称做一个算法。最终,人们通过数量可观的逻辑门电路组装成功了完整的ALU和控制器。说它数量可观,只需看一下CSIRAC这台可能是最小的实用化电子管计算机。该机含有2000个电子管,其中还有不少是双用器件,也即是说总计合有2000到4000个逻辑器件。

真空管对于制造规模庞大的门电路明显力不从心。昂贵,不稳(尤其是数量多时),臃肿,能耗高,并且速度也不够快—尽管远超机械开关电路。这一切导致20世纪60年代它们被晶体管取代。后者体积更小,易于操作,可靠性高,更省能耗,同时成本也更低。

集成电路是现今电子计算机的基础20世纪60年代后,晶体管开始逐渐为将大量晶体管、其他各种电器元件和连接导线安置在一片硅板上的集成电路所取代。70年代,ALU和控制器作为组成CPU的两大部分,开始被集成到一块芯片上,并称为“微处理器”。沿着集成电路的发展史,可以看到一片芯片上所集成器件的数量有了飞速增长。第一块集成电路只不过包含几十个部件,而到了2006年,一块Intel Core Duo处理器上的晶体管数目高达一亿五千一百万之巨。

无论是电子管,晶体管还是集成电路,它们都可以通过使用一种触发器设计机制来用作存储程序体系结构中的“存储”部件。而事实上触发器的确被用作小规模的超高速存储。但是,几乎没有任何计算机设计使用触发器来进行大规模数据存储。最早的计算机是使用Williams电子管向一个电视屏或若干条水银延迟线(声波通过这种线时的走行速度极为缓慢足够被认为是“存储”在了上面)发射电子束然后再来读取的方式来存储数据的。当然,这些尽管有效却不怎么优雅的方法最终还是被磁性存储取而代之。比如说磁芯存储器,代表信息的电流可在其中的铁质材料内制造恒久的弱磁场,当这个磁场再被读出时就实现了数据恢复。动态随机存储器(DRAM)亦被发明出来。它是一个包含大量电容的集成电路,而这些电容器件正是负责存储数据电荷—电荷的强度则被定义为数据的值。

[编辑本段]【输入输出设备】

输入输出设备(Input/Output,I/O)是对将外部世界信息发送给计算机的设备和将处理结果返回给外部世界的设备的总称。这些返回结果可能是作为使用者能够视觉上体验的,或是作为该计算机所控制的其他设备的输入:对于一台机器人,控制计算机的输出基本上就是这台机器人本身,如做出各种行为。

第一代计算机的输入输出设备种类非常有限。通常的输入用设备是打孔卡片的读卡机,用来将指令和数据导入内存;而用于存储结果的输出设备则一般是磁带。随着科技的进步,输入输出设备的丰富性得到提高。以个人计算机为例:键盘和鼠标是用户向计算机直接输入信息的主要工具,而显示器、打印机、扩音器、耳机则返回处理结果。此外还有许多输入设备可以接受其他不同种类的信息,如数码相机可以输入图像。

在输入输出设备中,有两类很值得注意:第一类是二级存储设备,如硬盘,光碟或其他速度缓慢但拥有很高容量的设备。第二个是计算机网络访问设备,通过他们而实现的计算机间直接数据传送极大地提升了计算机的价值。今天,国际互联网成就了数以千万计的计算机彼此间传送各种类型的数据。

[编辑本段]【程序】

简单说,计算机程序就是计算机执行指令的一个序列。它既可以只是几条执行某个简单任务的指令,也可能要操作巨大数据量的复杂指令队列。许多计算机程序包含有百万计的指令,而其中很多指令可能被反复执行。在2005年,一台典型的个人电脑可以每秒执行大约30亿条指令。计算机通常并不会执行一些很复杂的指令来获得额外的机能,更多地它们是在按照程序员的排列来运行那些较简单但为数众多的短指令。 一般情况下,程序员们是不会直接用机器语言来为计算机写入指令的。那么做的结果只能是费时费力、效率低下而且漏洞百出。所以,程序员一般通过“高级”一些的语言来写程序,然后再由某些特别的计算机程序,如解释器或编译器将之翻译成机器语言。一些编程语言看起来很接近机器语言,如汇编程序,被认为是低级语言。而另一些语言,如即如抽象原则的Prolog,则完全无视计算机实际运行的操作细节,可谓是高级语言。对于一项特定任务,应该根据其事务特点,程序员技能,可用工具和客户需求来选择相应的语言,其中又以客户需求最为重要(美国和中国军队的工程项目通常被要求使用Ada语言)。

计算机软件是与计算机程序并不相等的另一个词汇。计算机软件一个较为包容性较强的技术术语,它包含了用于完成任务的各种程序以及所有相关材料。举例说,一个视频游戏不但只包含程序本身,也包括图片、声音以及其他创造虚拟游戏环境的数据内容。在零售市场,在一台计算机上的某个应用程序只是一个面向大量用户的软件的一个副本。这里老生常谈的例子当然还是微软的office软件组,它包括一些列互相关联的、面向一般办公需求的程序。 利用那些极其简单的机器语言指令来实现无数功能强大的应用软件意味着其编程规模注定不小。Windows XP这个操作系统程序包含的C++高级语言源代码达到了4000万行。当然这还不是最大的。如此庞大的软件规模也显示了管理在开发过程中的重要性。实际编程时,程序会被细分到每一个程序员都可以在一个可接受的时长内完成的规模。 即便如此,软件开发的过程仍然进程缓慢,不可预见且遗漏多多。应运而生的软件工程学就重点面向如何加快作业进度和提高效率与质量。

[编辑本段]【库与操作系统】

在计算机诞生后不久,人们发现某些特定作业在许多不同的程序中都要被实施,比如说计算某些标准数学函数。出于效率考量,这些程序的标准版本就被收集到一个“库”中以供各程序调用。许多任务经常要去额外处理种类繁多的输入输出接口,这时,用于连接的库就能派上用场。

20世纪60年代,随着计算机工业化普及,计算机越来越多地被用作一个组织内不同作业的处理。很快,能够自动安排作业时续和执行的特殊软件出现了。这些既控制硬件又负责作业时序安排的软件被称为“操作系统”。一个早期操作系统的例子是IBM的OS/360。 在不断地完善中,操作系统又引入了时间共享机制——并发。这使得多个不同用户可以“同时”地使用机器执行他们自己的程序,看起来就像是每个人都有一台自己的计算机。为此,操作系统需要像每个用户提供一台“虚拟机”来分离各个不同的程序。由于需要操作系统控制的设备也在不断增加,其中之一便是硬盘。因之,操作系统又引入了文件管理和目录管理(文件夹),大大简化了这类永久储存性设备的应用。此外,操作系统也负责安全控制,确保用户只能访问那些已获得允许的文件。 当然,到目前为止操作系统发展历程中最后一个重要步骤就是为程序提供标准图形用户界面(GUI)。尽管没有什么技术原因表明操作系统必须得提供这些界面,但操作系统供应商们总是希望并鼓励那些运行在其系统上的软件能够在外观和行为特征上与操作系统保持一致或相似。

除了以上这些核心功能,操作系统还封装了一系列其他常用工具。其中一些虽然对计算机管理并无重大意义,但是于用户而言很是有用。比如,苹果公司的Mac OS X就包含视频剪辑应用程序。 一些用于更小规模的计算机的操作系统可能没用如此众多的功能。早期的微型计算机由于记忆体和处理能力有限而不会提供额外功能,而嵌入式计算机则使用特定化了的操作系统或者干脆没有,它们往往通过应用程序直接代理操作系统的某些功能。

[编辑本段]【应用】

由电脑控制的机械在工业中十分常见。 很多现代大量生产的玩具,如Furby,是不能没有便宜的嵌入式处理器。

起初,体积庞大而价格昂贵的数字计算机主要是用做执行科学计算,特别是军用课题。如ENIAC最早就是被用作火炮弹道计算和设计氢弹时计算断面中子密度的(如今许多超级计算机仍然在模拟核试验方面发挥着巨大作用)。澳大利亚设计的首台存储程序计算机CSIR Mk I型负责对水电工程中的集水地带的降雨情形进行评估。还有一些被用于解密,比如英国的“巨像”可编程计算机。除去这些早年的科学或军工应用,计算机在其他领域的推广亦十分迅速。 从一开始,存储程序计算机就与商业问题的解决息息相关。早在IBM的第一台商用计算机诞生之前,英国J. Lyons等就设计制造了LEO以进行资产管理或迎合其他商业用途。由于持续的体积与成本控制,计算机开始向更小型的组织内普及。加之20世纪70年代微处理器的发明,廉价计算机成为了现实。80年代,个人计算机全面流行,电子文档写作与印刷,计算预算和其他重复性的报表作业越来越多地开始依赖计算机。 随着计算机便宜起来,创作性的艺术工作也开始使用它们。人们利用合成器,计算机图形和动画来创作和修改声音,图像,视频。视频游戏的产业化也说明了计算机在娱乐方面也开创了新的历史。 计算机小型化以来,机械设备的控制也开始仰仗计算机的支持。其实,正是当年为了建造足够小的嵌入式计算机来控制阿波罗宇宙飞船才刺激了集成电路技术的跃进。今天想要找一台不被计算机控制的有源机械设备要比找一台哪怕是部分计算机控制的设备要难得多。可能最著名的计算机控制设备要非机器人莫属,这些机器有着或多或少人类的外表和并具备人类行为的某一子集。在批量生产中,工业机器人已是寻常之物。不过,完全的拟人机器人还只是停留在科幻小说或实验室之中。 机器人技术实质上是人工智能领域中的物理表达环节。所谓人工智能是一个定义模糊的概念但是可以肯定的是这门学科试图令计算机拥有目前它们还没有但作为人类却固有的能力。数年以来,不断有许多新方法被开发出来以允许计算机做那些之前被认为只有人才能做的事情。比如读书、下棋。然而,到目前为止,在研制具有人类的一般“整体性”智能的计算机方面,进展仍十分缓慢。

随着电脑越来越普及,电脑几乎进入了所有的行业,扮演着举足轻重的角色。它已经成为当今社会得以正常运行不可缺少的工具,电脑在我们的现代人的生活中占据着如此重要的地位,人们对电脑的依赖性如此之高,真不敢想象,没有了电脑我们的生活会变成什么样子。所以学习电脑常识和掌握使用电脑方法以及处理一般的电脑故障是必不可少的。

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[编辑本段]【电脑的处理器】

处理器是解释并执行指令的功能部件。每个处理器都有一个独特的诸如ADD、STORE或LOAD这样的操作集,这个操作集就是该处理器的指令系统。计算机系统设计者习惯将计算机称为机器,所以该指令系统有时也称作机器指令系统,而书写它们的二进制语言叫做机器语言——注意:不要将处理器的指令系统与BASIC或PASCAL这样的高级程序设计语言中的指令相混淆——指令由操作码和操作数组成,操作码指明要完成的操作功能,而操作数则表示操作的对象。例如,一条指令要完成两数相加的操作,它就必须知道:1.这两个数是什么? 2.这两个数在哪儿?当这两个数存储在计算机内存中时,则应有指明其位置的地址,所以如果操作数表示的是计算机内存中的数据,则该操作数叫做地址。处理器的工作就是从存储器中找到指令和操作数,并执行每个操作,完成这些工作后就通知存储器送来下一条指令。处理器以惊人的速度一遍又一遍地重复以上这一步步的操作。一个称作时钟的计时器准确地发出定时电信号,该信号为处理器工作提供有规律的脉冲。测量计算机速度的术语引自电子工程领域,称作兆赫(MHz),兆赫意指每秒百万个周期。例如,普通时钟每秒一个滴答,而在8MHz的处理器中,计算机的时钟则滴答了8百万次。处理器由两个功能部件(控制部件和算逻部件)和一组称作寄存器的特殊工作空间组成。控制部件是负责监督整个计算机系统操作的功能部件。有些方面它类似于智能电话交换机,因为它将计算机系统的各功能部件连结起来,并根据当前执行程序的需要控制每个部件完成操作。控制部件从存储器中取出指令,并确定其类型或对之进行译码,然后将每条指令分解成一系列简单的、很小的步骤或动作。这样,就可控制整个计算机系统一步一步地操作。. 算逻部件(ALU)是为计算机提供逻辑及计算能力的功能部件。控制部件将数据送到算逻部件中,然后由算逻部件完成执行指令所需的算术或逻辑操作。算术操作包括加、减、乘、除。逻辑操作完成比较,并根据结果选择操作,例如,比较两个数是否相等,如果相等,则继续处理;如果不等,则停止处理。. 寄存器是处理器内部的存储单元。控制部件中的寄存器用来跟踪正在运行的程序的总体状态,它存储如像当前指令、下一条将执行指令的地址以及当前指令的操作数这样一些信息。在算逻部件中,寄存器存放要进行加、减、乘、除及比较的数据项,而其它寄存器则存放算术及逻辑操作的结果。影响处理器速度和性能的一个重要因素是寄存器的大小。字的大小这一术语(也称字长)描述了操作数寄存器的大小,但它也可用来不那么严格地描述出入处理器的通道的大小。现在,通用计算机的字长通常是8到64位。如果处理器的操作数寄存器是16位的,那么就称该处理器是16位处理器。2.指令码数字计算机是通用的数字系统。一台通用数字计算机可执行各种微操作,并且还可以规定它必须执行哪些特定的操作序列。该系统的用户可通过程序控制处理过程,所谓程序是指定操作、操作码及执行处理序列的指令集合。通过编写不同指令的新程序或者对相同指令输入不同数据,可以很简单地改变数据处理的任务。计算机的指令是指定计算机微操作序列的二进制代码。指令码同数据一起存储在存储器中。控制器从存储器中读出每条指令,并将其存放在控制寄存器中,然后控制器解释取出指令的二进制代码,并通过发出一系列控制操作来完成该指令。每台通用计算机都有其独有的指令系统。存储并执行指令的能力(存储程序的概念)是通用计算机最重要的特性。“工作频率”又称为“主频”,频率越高,表明指令的执行速度越快,指令的执行时间也就越短,对信息的处理能力与效率就高。这里要对初学者说的是,处理器的工作频率并不能完全决定其工作性能,设计方法、运行环境等这些都是性能好坏的重要因素。中央处理器,或简称为处理器,英文缩写为CPU,即CentralProcessingUnit,是电子计算机(港译-电子计算器)的主要设备之一,其功能主要是解译计算机指令以及处理计算机软件中的数据。CPU为电子计算机设计提供了基本的数字计算特性。CPU、存储设备和输入/输出设备是现代微型电脑的三大核心部件。由集成电路制造的CPU通常称为微型处理器。从20世纪70年代中期开始,单芯片微型处理器几乎取代了所有其他类型的CPU,今天CPU这个术语几乎成为了所有微型处理器的代称。“中央处理器”这个名称,常规上来讲,用来描述一系列可以执行复杂的电脑程序的逻辑机械。这个空泛的定义很容易的将在“CPU”这个名称被普遍使用之 。无论如何,至少从20世纪60年代早期开始(Weik1961),这个名称及其缩写已开始在电子计算机产业中得到广泛应用。尽管与早期相比,“中央处理器”在物理形态,设计制造和具体任务的执行上有了戏剧化的发展,但是其基本的操作原理一直没有改变。早期的中央处理器通常是为大型及特定应用的计 是,这种昂贵为特定应用定制CPU的方法很大程度上已经让位于开发便宜、标准化、适用于一个或多个目的的处理器类。这个标准化趋势始于由单个晶体管组成的大型机和微机年代,随着集成电路(英文integratedcircuit(IC)的出现而加速。IC使得更为复杂的CPU可以在很小的空间中设计和制造 化都使得这一类数字设备(港译-电子零件)在现代生活中的出现频率远远超过有限应用专用的计算机。现代微处理器出现在包括从汽车到手机到儿童玩具在内的各种物品中。 CPU的组成 运算器:算数、逻辑(部件:算数逻辑单元、累加器、暂存器组、路径转换器、数据总线) 控制器:复位、使能(部件:计数器、指令暂存器、指令解码器、状态暂存器、时序产生器、微操作信号发生器 CPU就是逻辑电路和时序电路的组合。

处理器(cpu)发展历史

1940年, Zuse 终于完成Z2,它比V2运作得更好,但不是太可靠。

1941年夏季,Atanasoff及Berry完成了一部专为解决联立线性方程系统(system of simultaneous linear equations) 的计算器,后来叫做"ABC (Atanasoff-Berry Computer)”,它有60个50位的存贮器,以电容器(capacitories)的形式安装在2个旋转的鼓上,时钟速度是60Hz。

1941年2月,Zuse 完成"V3”(后来叫Z3),是第一部操作中可编写程序的计数机。它亦是用浮点操作,有7个位的指数,14位的尾数,以及一个正负号。存贮器可以贮存64个字,所以需要1400个断电器。它有多于1200个的算术及控制部件,而程序编写,输入,输出的与 Z1 相同。 1943年1月 Howard H. Aiken完成"ASCC Mark I”(自动按序控制计算器 Mark I ,Automatic Sequence —— Controlled Calculator Mark I),亦称“Haward Mark I”。这部机器有51尺长,重5顿,由 750,000部份合并而成。它有72个累加器,每一个有自己的算术部件,及23位数的寄存器。

1943年12月, Tommy Flowers与他的队伍,完成第一部“Colossus”,它有2400个真空管用作逻辑部件,5 个纸带圈读取器(reader),每个可以每秒工作5000字符。

1943年,由 John Brainered领导, 及J. Presper Eckert负责这计划的执行。

1946年,第一台电子数字积分计算器(ENIAC)在美国宾夕法尼亚大学建造完成。

1947年,美国计算器协会(ACM)成立。

1947年,英国完成了第一个存储真空管O 1948贝尔电话公司研制成半导体。

1949年,英国建造完成"延迟存储电子自动计算器"(EDSAC)

1950年,"自动化"一词第一次用于汽车工业。

1951年,美国麻省理工学院制成磁心

1952年,第一台"储存程序计算器"诞生。

1952年,第一台大型计算机系统IBM701宣布建造完成。

1952年,第一台符号语言翻译机发明成功。

1954年,第一台半导体计算机由贝尔电话公司研制成功。

1954年,第一台通用数据处理机IBM650诞生。

1955年,第一台利用磁心的大型计算机IBM705建造完成。

1956年,IBM公司推出科学704计算机。

1957年,程序设计语言FORTRAN问世。

[编辑本段]【网吧电脑和家用电脑的差别】

1.显示器

[1][2][3]与家用电脑相比,网吧电脑在显示器方面更加讲究实用一些。家用电脑一般都会在显示器的颜色、质地、外形上有所要求,而网吧电脑的显示器则希望它耐摩擦,更坚固一些。

2.机箱

走进电脑城一逛,在摆放机箱处总是显得分外妖娆。各式各样的机箱放在一起,如同花卉一样争奇斗艳。如果你自己观察,不少机箱的标示都会写上网吧专用字样。这是为什么呢?因为网吧的机箱防盗是最重要的。至于外形方面,由于是锁在狭小的空间内,再好的外形也失去了它的意义。所以,网吧电脑机箱在选购上一般会看起来比较怪异一点,在开机键、重启键、USB接口等处设计会和家用电脑有不小差异。

3.硬盘

随着无盘技术的发达与兴起,网吧电脑在选购时为了节约成本多会选用无盘电脑,而家用电脑则是必须使用硬盘的。

4.系统服务设置

很多人在网吧上网时都会觉得,明明自家电脑配置要比网吧电脑好很多,但为什么运行速度却要慢一些。这除了多数人知道的网速问题有关以外还与系统设置有关。网吧的系统关掉了一些不常用的服务,运行起来会快一些。如果家用电脑呃关掉一些不必要的服务的话一样会在运行速度上有所提升。

[编辑本段]【其他形式的电脑】

1、笔记本电脑(便携电脑、手提电脑) 2、掌上电脑 3、超级计算机(巨型计算机) 4、台式电脑 5、光子计算机 6、黑洞计算机 7、生物计算机 8、DNA计算机

9、纳米计算机 10、AI(人工智能)

[编辑本段]【计算机的分类】

计算机可分为模拟计算机和数字计算机两大类。

模拟计算机的主要特点是:参与运算的数值由不间断的连续量表示,其运算过程是连续的,模拟计算机由于受元器件质量影响,其计算精度较低,应用范围较窄,目前已很少生产。

数字计算机的主要特点是:参与运算的数值用断续的数字量表示,其运算过程按数字位进行计算,数字计算机由于具有逻辑判断等功能,是以近似人类大脑的"思维"方式进行工作,所以又被称为“电 脑”。

数字计算机按用途又可分为专用计算机和通用计算机。

专用与通用计算机在其效率、速度、配置、结构复杂程度、造价和适应性等方面是有区别的。

专用计算机针对某类问题能显示出最有效、最快速和最经济的特性,但它的适应性较差,不适于其它方面的应用。我们在导弹和火箭上使用的计算机很大部分就是专用计算机。这些东西就是再先进,你也不能用它来玩游戏。

通用计算机适应性很强,应用面很广,但其运行效率、速度和经济性依据不同的应用对象会受到不同程度的影响。

通用计算机按其规模、速度和功能等又可分为巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机及单片机。这些类型之间的基本区别通常在于其体积大小、结构复杂程度、功率消耗、性能指标、数据存储容量、指令系统和设备、软件配置等的不同。 一般来说,巨型计算机的运算速度很高,可达每秒执行几亿条指令,数据存储容量很大,规模大结构复杂,价格昂贵,主要用于大型科学计算。它也是衡量一国科学实力的重要标志之一。 单片计算机则只由一片集成电路制成,其体积小,轻,结构十分简单,性能介于巨型机和单片机之间的就是大型机、中型机、小型机和微型机。它们的性能指标和结构规模则相应的依次递减。个人计算机或称微型机 这是目前发展最快的领域。根据它所使用的微处理器芯片的不同而分为若干类型:首先是使用Intel芯片386、486以及奔腾等IBM PC及其兼容机;其次是使用IPM--Apple-Motorola联合研制的PowerPC芯片的机器,苹果公司的Macintosh已有使用这种芯片的机器;再次,DEC公司推出使用它自己的Alpha芯片的机器。

PC机正在由桌上型向便携式的膝上型甚至笔记本型发展。还有就是把光盘(音频、视频)、电话、传真、电视等融为一体,成为多媒体个人电脑,而且都将接到网络上。冯·诺依曼,计算机之父(发明)

[编辑本段]【计算机 - 注意事项】

计算机

一、开关机

计算机设备一定要正确关闭电源,,否则会影响其工作寿命,也是一些故障的罪魁祸首。正确的电脑开关机顺序是:开机,先接通并开启计算机的外围设备电源(如显示器,打印机等),然后再开启计算机主机电源;关机顺序正好相反,先关主机电源,然后再断开其他外围设备的电源。

二、计算机设备使用安全须知

(一)计算机设备不宜放在灰尘较多的地方(比如靠近路边的窗口等),实在没有条件换地方的,应该能用防尘罩等在不使用的时候盖好;不宜放在较潮湿的地方(比如说水瓶集中处,饮水机等的旁边,人倒水容易将水溅到设备上),还有就是注意主机箱的散热,避免阳光直接照射到计算机上;

(二)计算机专用电源插座上应严禁再使用其他电器,暖手炉等个人电器设备,下班时应该检查电脑设备是否全部关闭后再离开;

(三)不能在计算机工作的时候搬动计算机;

(四)切勿在计算机工作的时候插拔设备,频繁地开关机器,带电插拨各接口(除USB接口),容易烧毁接口卡或造成集成块的损坏;

(五)防静电,防灰尘,不能让键盘,鼠标等设备进水;

(六)定期对数据进行备份并整理磁盘。由于硬盘的频繁使用,病毒,误操作等,有些数据很容易丢失。所以要经常对一些重要的数据进行备份,以防止几个月完成的工作因备份不及时而全部丢失。经常整理磁盘,及时清理垃圾文件,以免垃圾文件占用过多的磁盘空间,还给正常文件的查找和管理带来不便,不仅容易将重要文件删除,还会在急用时找不到需要的文件等等问题;

(七)发现问题要及时报修,使机器始终工作于较好状态.包括:设备是否有异常问题各个接线是否松动等;

(八)预防计算机病毒,装杀毒软件,定期升级并且查杀病毒。

计算机使用上注意的几点:

1、自动链接到一些陌生的网站。上网时要注意,不懂的东西不要乱点,尤其是一些色情类的图片,广告漂浮在浏览器页面当中的,不要点击它;如果它影响你浏览网页,就上下拖动滑动条,直到最佳视角为止。另外,一些上网插件尽量不要装。还有不要安装上网助手及其工具栏,这类软件有时会影响浏览器的正常使用。

2、不要随便下载和安装互联网上的一些小的软件或者程序.

3、陌生人发来的电子函件。收到陌生人发来的电子函件,尤其是那些标题很具诱惑力,比如一则笑话,或者一封情书等,又带有附件的电子函件。

4、使用优盘前先进行查杀病毒操作,定期用防病毒软件检测系统有没有病毒。

计算机网络病毒

计算机病毒发作时常见的几点表现:

1、运行速度明显变慢。

2、以前能正常运行的软件经常发生内存不足的错误。

3、提示一些不相干的话。

4、产生特定的图象。

5、未做什么操作,硬盘灯不断闪烁。

6、Windows桌面图标发生变化。

7、计算机突然死机或重启。

8、自动发送电子函件。

9、鼠标自动处于繁忙状态。

计算机遭遇病毒可能产生的不良后果:

1、硬盘无法启动,数据丢失。

2、系统文件丢失或被破坏。

3、文件目录发生混乱。

4、部分文档丢失或被破坏。

5、部分文档自动加密码。

6、网络瘫痪,无法提供正常的服务。

[编辑本段]【计算机的种类】

1、传统的分类 过去曾习惯地把计算机分成巨、大、中、小、微五类,即巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机。 1989年11月美国IEEE(电子电器工程师学会)的一个专门委员会根据计算机种类的演变过程和趋势,把当时的计算积分为六大类: ⑴大型主机(Mainframe),包括过去所说的大型机和中型机; ⑵小型计算机(Minicomputer),又称迷你电脑; ⑶个人计算机 (Personal Computer),又称个人电脑,简称PC机,即通常我们所说的微型计算机; ⑷工作站(Workstation),包括工程工作站,图形工作站等; ⑸巨型计算机(Supercomputer),又称超级计算机,超级电脑; ⑹小巨型机(Mini Super),又称小超级计算机。但是这种分法已经过时了。 2、现实的分法现在计算机市场已经发生重大变革,我们也应该考虑如何对日常工作中遇到的计算机进行现实的分类。现在,我们把它分为服务器、工作站、台式机、便携机、手持设备五大类。 ⑴服务器(Server),它有功能强大的处理能力,容量很大的存储器以及快速的输入输出通道和联网能力通常它的处理器也用高端微处理器芯片组成。 ⑵工作站(Workstation),它与高端微机的差别主要表现在工作站通常要与一个屏幕较大的显示器,以便显示设计图,工程图和控制图等。 ⑶台式机(Desktop PC),它就是通常所说的微型机,由主机箱,显示器,键盘,鼠标等组成。 ⑷笔记本(Notebook)又称便携机或移动PC(Mobile PC),现在它的功能已经和台式机不相上下,但体积小,重量轻,价格也已相差无几。 ⑸手持设备又称掌上电脑(Handheld PC)或称亚笔记本(Sub-notebook),亚笔记本比笔记本更小更轻。其他的手持设备则有PDA(个人数字助理),商务通,快译通以及第二代半,第三代手机等。

[编辑本段]【常用电脑操作系统】

Linux:RedHat Linux RedFlag Linux Ubuntu Linux Windows: Microsoft Windows 95/98/Me/NT/2000/xp/2003/Vista Microsoft Windows Server 2000/2003 DOS:MS-DOS 其他:Unix 中国科学院 麒麟操作系统

Mac OS X 是苹果麦金塔电脑之操作系统软件的 Mac OS 最新版本。

[编辑本段]【世界十大超级计算机】

1.第一位:IBM BlueGene/L,峰值280.6TFlops/s,隶属美国能源部,位于Lawrence Livermore国家实验室,历经两次扩容仍蝉联冠军,目前仍是世界上唯一计算能力超越100TF/s的超级计算机;

2.第二位:BlueGene的简化版,位于IBM的Thomas Watson研究中心,峰值91.20TFlops/s,同时也是目前世界上最快的私有超级计算机;

3.第三位:ASCI 紫色系统,同样位于Lawrence Livermore国家实验室,基于IBM的pSeries 575服务器系统,峰值63.4TFlops/s;

4.第四位:NASA的哥伦比亚系统,由SGI公司建造,峰值速度为51.87TFlops/s;

5.第五位:美国能源部的Sandia国家实验室的雷鸟,由Dell公司建造,速度为38.27TFlop/s;

6.第六位:美国能源部的Sandia国家实验室的红色风暴系统,由克雷公司建造,速度为36.19TFlops/s;

7.第七位是曾为日本骄傲的广为人知的地球模拟器,由NEC建造,曾连续五次蝉联冠军,峰值速度是35.86TFlop/s;

8.第八位是IBM制造的刀片中心,位于西班牙巴塞罗那超级计算中心,峰值速度为27.91TFlop/s ;

9.第九位是同样由IBM建造,为BlueGene的简化版eServer BlueGene ,位于荷兰的ASTRON大学,峰值速度27.45TFlop/s;

10.第十位是老牌超级计算机公司克雷公司的Cray XT3,位于美国Oak Ridge国家实验室,峰值为20.53TFlop/s。

[编辑本段]【中国十大影响力电脑品牌】

联想 方正 同方 神舟 TCL 宏碁 长城 海尔 新蓝 海信

[编辑本段]计算机学科

在当今世界,几乎所有专业都与计算机息息相关。但是,只有某些特定职业和学科才会深入研究计算机本身的制造、编程和使用技术。用来诠释计算机学科内不同研究领域的各个学术名词的涵义不断发生变化,同时新学科也层出不穷。计算机工程学 是电子工程的一个分支,主要研究计算机软硬件和二者间的彼此联系。计算机科学 是对计算机进行学术研究的传统称谓。主要研究计算技术和执行特定任务的高效算法。该门学科为我们解决确定一个问题在计算机领域内是否可解,如可解其效率如何,以及如何作成更加高效率的程序。时至今日,在计算机科学内已经衍生了许多分支,每一个分支都针对不同类别的问题进行深入研究。 软件工程学 着重于研究开发高质量软件系统的方法学和实践方式,并试图压缩并预测开发成本及开发周期。 信息系统 研究计算机在一个广泛的有组织环境(商业为主)中的计算机应用。 许多学科都与其他学科相互交织。如地理信息系统专家就是利用计算机技术来管理地理信息。 全球有三个较大规模的致力于计算机科学的组织:英国电脑学会 (BCS);美国计算机协会(ACM);美国电气电子工程师协会(IEEE)。

计算机工程学是电子工程的一个分支,主要研究计算机软硬件和二者间的彼此联系。

计算机科学是对计算机进行学术研究的传统称谓。主要研究计算技术和执行特定任务的高效算法。该门学科为我们解决确定一个问题在计算机领域内是否可解,如可解其效率如何,以及如何作成更加高效率的程序。时至今日,在计算机科学内已经派生了许多分支,每一个分支都针对不同类别的问题进行深入研究。

软件工程学着重于研究开发高质量软件系统的方法学和实践方式,并试图压缩并预测开发成本及开发周期。

信息系统研究计算机在一个广泛的有组织环境(商业为主)中的计算机应用。

许多学科都与其他学科相互交织。如地理信息系统专家就是利用计算机技术来管理地理信息。

全球有三个较大规模的致力于计算机科学的组织:英国计算机学会( BCS )的;美国计算机协会(计算机) ;美国电气电子工程师协会( IEEE ) 。

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硬盘知识详细介绍(4)

网络硬盘

"网络硬盘"是将用户的文件存放在互联网上,方便用户"携带"他们的文件,方便用户与他的亲朋好友"分享"他们的文件,所有操作在我们网站的页面上完成。文件类型不作限制。

[编辑本段]固态硬盘

固态硬盘介绍:

固态硬盘(Solid State Disk、IDE FLASH DISK、Serial ATA Flash Disk)是由控制单元和存储单元(FLASH芯片)组成,简单的说就是用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘(目前最大容量为1TB),固态硬盘的接口规范和定义、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,包括3.5",2.5",1.8"多种类型。由于固态硬盘没有普通硬盘的旋转介质,因而抗震性极佳,同时工作温度很宽,扩展温度的电子硬盘可工作在-45℃~+85℃。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、航空等、导航设备等领域。

[编辑本段]硬盘维护15招

1、保持电脑工作环境清洁

硬盘以带有超精过滤纸的呼吸孔与外界相通,它可以在普通无净化装置的室内环境中使用,若在灰尘严重的环境下,会被吸附到PCBA的表面、主轴电机的内部以及堵塞呼吸过滤器,因此必须防尘。还有环境潮湿、电压不稳定都可能导致硬盘损坏。

2、养成正确关机的习惯

硬盘在工作时突然关闭电源,可能会导致磁头与盘片猛烈磨擦而损坏硬盘[1],还会使磁头不能正确复位而造成硬盘的划伤。关机时一定要注意面板上的硬盘指示灯是否还在闪烁,只有当硬盘指示灯停止闪烁、硬盘结束读写后方可关机。

3、正确移动硬盘,注意防震

移动硬盘时最好等待关机十几秒硬盘完全停转后再进行。在开机时硬盘高速转动,轻轻的震动都可能碟片与读写头相互摩擦而产生磁片坏轨或读写头毁损。所以在开机的状态下,千万不要移动硬盘或机箱,最好等待关机十几秒硬盘完全停转后再移动主机或重新启动电源,可避免电源因瞬间突波对硬盘造成伤害。在硬盘的安装、拆卸过程中应多加小心,硬盘移动、运输时严禁磕碰,最好用泡沫或海绵包装保护一下,尽量减少震动。

注意:硬盘厂商所谓的“抗撞能力”或“防震系统”等,指在硬盘在未启动状态下的防震、抗撞能力,而非开机状态。

4、用户不能自行拆开硬盘盖

此外硬盘的制造和装配过程是在绝对无尘的环境下进行,切记:一般计算机用户不能自行拆开硬盘盖,否则空气中的灰尘进入硬盘内,高速低飞的磁头组件旋转带动的灰尘或污物都可能使磁头或盘片损坏,导致数据丢失,即使仍可继续使用,硬盘寿命也会大大缩短,甚至会使整块硬盘报废。

5、注意防高温、防潮、防电磁干扰

硬盘的工作状况与使用寿命与温度有很大的关系,硬盘使用中温度以20~25℃为宜,温度过高或过低都会使晶体振荡器的时钟主频发生改变,还会造成硬盘电路元件失灵,磁介质也会因热胀效应而造成记录错误;温度过低,空气中的水分会被凝结在集成电路元件上,造成短路。

也可用软件监控硬盘温度 DTemp是一款监控硬盘温度的软件,它能够实时地向用户报告硬盘的工作温度,并允许用户定制一个温度的上限值,防止硬盘因温度过高而出现工作不稳定的状况。可以在天极下载频道下载到这个大小仅为93.5KB的软件,解压后软件后你会发现在屏幕下方的任务栏中出现了一个驱动器状的小图标,图标上方伴随有一个不断变化的温度显示,这个温度就是硬盘当前的工作温度。双击该图标会出现一个设置界面,其中,“Check temperature every(1)minutes”一项为检测硬盘温度的周期,建议大家选择默认设置(一分钟一次)。“HDD critical temperature(40)℃”一项为设定硬盘的温度上限值。在这里需要根据用户使用硬盘的转速而定,如果是5400转的硬盘,建议设定为40℃,7200转的则可以设为50℃。带有颜色选择的“Normal temperature color”和“Critical temperature color”两项为硬盘在正常温度和超出上限值时的不同状态显示,大家可以根据自己的喜好进行选择,只要醒目即可。可选项“Warning about critical temperature”是让用户选择当硬盘超出上限值时是否发出警告?毫无疑问,我们应该选择“是”。“Warning about SMART failure”一项是让用户选择当硬盘的“SMART”技术发现硬盘存在问题时是否发出警告,这一点对硬盘的安全性很重要,建议选择“是”。

湿度过高时,电子元件表面可能会吸附一层水膜,氧化、腐蚀电子线路,以致接触不良,甚至短路,还会使磁介质的磁力发生变化,造成数据的读写错误。湿度过低,容易积累大量的因机器转动而产生的静电荷,这些静电会烧坏CMOS电路,吸附灰尘而损坏磁头、划伤磁盘片。机房内的湿度以45~65%为宜。

另外,尽量不要使硬盘靠近强磁场,如音箱、喇叭等,以免硬盘所记录的数据因磁化而损坏。

6、要定期整理硬盘

定期整理硬盘可以提高速度,如果碎片积累过多不但访问效率下降,还可能损坏磁道。但不要经常整理硬盘,这样也会有损硬盘寿命。

7、注意预防病毒和特洛依木马程序

硬盘是计算机病毒攻击的重点目标,应注意利用最新的杀毒软件对病毒进行防范。要定期对硬盘进行杀毒,并注意对重要的数据进行保护和经常性的备份。建议平时不要随便运行来历不明的应用程序和打开邮件附件,运行前一定要先查病毒和木马。

8、正确拿硬盘的方法

在电脑维护应以手抓住硬盘两侧,并避免与其背面的电路板直接接触,要轻拿轻放,不要磕碰或者与其他坚硬物体相撞;不能用手随便地触摸硬盘背面的电路板,因为手上可能会有静电,静电会伤害到硬盘上的电子元件,导致无法正常运行。还有切勿带电插拔。

9、让硬盘智能休息

让硬盘智能地进入“关闭”状态,对硬盘的工作温度和使用寿命给予很大的帮助,首先进入“我的电脑”,用鼠标左键双击“控制面板”,然后选择“电源管理”,将其中“关闭硬盘”一项的时间设置为15分钟,应用后退出即可。

10、轻易不要低格

不要轻易进行硬盘的低级格式化操作,避免对盘片性能带来不必要的影响。

11、避免频繁的高级格式化操作

它同样对盘片性能带来影响,在不重新分区的情况下,可采用加参数“Q”的快速格式化命令。

12、硬盘出现坏道时

硬盘中如出现坏道,即使是一个簇都可能具有扩散的破坏性,在保修期内应尽快找商家和厂家更换或维修,已过保修期则尽可能减少格式化硬盘,减少坏簇的扩散。

13、善用磁盘工具

善用各类磁碟工具,如Norton Utilities、Norton CleanSweep等,定时清理自己的硬盘,可提高系统整体效能。

14.建立RESCUE DISK

使用Norton Utilities工具软件将硬盘分区表、引导记录以及CMOS信息保存到软盘上,以防万一。

15、尽量不要使用硬盘压缩技术

当压缩卷文件逐渐增大时,硬盘的读写数据大大地减慢了。如果磁盘的容量够用,没有必要在使用硬盘压缩技术。

[编辑本段]硬盘故障维修技巧

作为存储设备中的一员,硬盘起着极其重要的作用。但是由于硬盘属于磁介质,因此其寿命与稳定不像内存等设备那样好,使用时难免会出现各种各样的问题。而且令情况更加复杂的是,由于硬盘牵涉到系统底层的设置,因此往往不能在大家熟悉的Windows下解决问题,必须转到DOS下处理,这对于不少DIY新手而言就有些无所适从了,毕竟他们没有经历过 DOS时代。

硬盘出现问题前的一般征兆

如果硬盘出现故障,那么最好尽早发现并及时采取正确的措施。如果等到病入膏肓时,硬盘中宝贵的数据就难以幸免了。一般来说,硬盘出现故障前会有以下几种表现:

1.出现S.M.A.R.T故障提示。这是硬盘厂家本身内置在硬盘里的自动检测功能在起作用,出现这种提示说明您的硬盘有潜在的物理故障,很快就会出现不定期地不能正常运行的情况。

2.在Windows初始化时死机。这种情况较复杂,首先应该排除其他部件出问题的可能性,比如内存质量不好、风扇停转导致系统过热,或者是病毒破坏等,最后如果确定是硬盘故障的话,再另行处理。

3.能进入Windows系统,但是运行程序出错,同时运行磁盘扫描也不能通过,经常在扫描时候缓慢停滞甚至死机。这种现象可能是硬盘的问题,也可能是Windows天长日久的软故障,如果排除了软件方面设置问题的可能性后,就可以肯定是硬盘有物理故障了。

4.能进入Windows,运行磁盘扫描程序直接发现错误甚至是坏道,这不用我多说了,Windows的检查程序会详细地报告情况。

5.在BIOS里突然根本无法识别硬盘,或是即使能识别,也无法用操作系统找到硬盘,这是最严重的故障。

不幸中的大幸 ——分区表遭到破坏

首先我们应该确认硬盘的电源接口和数据线没有脱落,然后进入BIOS,使用“HDD Auto Detect”来检测硬盘。如果此时BIOS能够正确识别硬盘的话,那么至少你的硬盘还有救治的希望;不然,我想大家也不用瞎忙了,因为凭我们普通DIYer手头的工具基本上是无能为力的。

在UltraEdit中查找“55aa”字符串

用光盘或者软盘引导系统后,大家可以试图进入C盘符,如果此时提示找不到C盘的话,那么绝对应该是一件好事情。出现这种情况很可能是硬盘分区表信息遭到破坏,或者被某种病毒攻击。如果硬盘中你的数据对来说无所谓,那么可以先用FDISK/MBR命令来无条件清除分区表内容,然后用FDISK等分区软件重新分区格式化,一般这样就能解决问题;而如果你还需要硬盘中的数据,那么步骤要麻烦一些。这时最好能拥有一张杀病毒软件或者随主板赠送的相关软件,然后你可以参阅帮助文档,一般该软件会包含恢复硬盘分区表的命令,而且使用极其方便。

对于没有杀毒盘的用户来说,大家可以使用NU 8.0中的NDD修复,它将检查分区表中的错误。若发现错误,NDD将会询问是否愿意修改,你只要不断地回答YES即可修正错误,或者用备份过的分区表覆盖它也行。

用Hide Partition就可以实现

如果用上述方法也不能解决的话,还可利用FDISK重新分区,但分区大小必须和原来的分区一样,这一点尤为重要,分区后不要进行高级格式化,而是用 NDD进行修复。这样既保证硬盘修复之后能启动,而且硬盘上的数据也不会丢失。

边缘求生存 ——硬盘的物理坏道

如果刚才DOS能够转到C盘,而硬盘工作却不正常,那么就很可能是硬盘出现了坏道。一般来说,硬盘的坏道可以分为逻辑坏道与物理坏道。产生逻辑坏道时一般不会严重影响使用,所以很可能是物理坏道。

我们处理物理坏道的核心思想是将这些有坏道的簇单独分成一个分区,并隐藏起来避免其它程序调用,这样就可以不让坏道扩散,以免造成更大的损失。对于这一处理,我们主要是使用Partition Magic6.0这款DOS下的软件。

在DOS界面下进入PQ 6.0之后,我们先用Operations菜单下的Check For Errors命令来确定物理坏道的位置,因为PQ6.0的这项功能非常出色,不像Windows下的Scandisk那样经常误诊。

PQ6.0的真正强大之处在于它能将所有藏有坏道的簇用特殊标记标定出来,而且你可以将这些坏簇全部选中,然后将它们划分到一个独立的新分区。这完全是图形化的操作,是非常方便的。随后,大家切记要把这个充满罪恶的分区隐藏起来,这样才能确保它不会被调用。此时使用Advance菜单下的 Hide Partition命令就可以实现。

拥有PQ6.0之后,物理坏道真的不难解决,而且可以有效避免扩散问题。但是需要注意的是,无论如何,此时的硬盘已经处于亚健康状态,其中的数据还是非常危险的。用PQ6.0处理物理坏道后,究竟这块硬盘还能用多少时间很难说,这要看运气了。

DOS启动的低级失误——逻辑锁

硬盘逻辑锁是一种很常见的恶作剧手段。中了逻辑锁之后,无论使用什么设备都不能正常引导系统,甚至是软盘、光驱、挂双硬盘都一样没有任何作用。

要解决逻辑锁的问题,就要知道问题的根源。其实在DOS系统启动时,它会搜索所有逻辑盘的顺序。首先要找的是主引导扇区的分区表信息,它位于硬盘的零磁头零柱面的第一个扇区的O1BEH地址开始的地方,当分区信息开始的地方为80H时表示是主引导分区,其他的为扩展分区,主引导分区被定义为逻辑盘C盘,然后查找扩展分区的逻辑盘,被定义为D盘,以此类推找到E,F,G……逻辑锁就是在此下手,修改了正常的主引导分区记录,将扩展分区的第一个逻辑盘指向自己,DOS在启动时查找到第一个逻辑盘后,查找下个逻辑盘总是找到是自己,这样一来就形成了死循环。

对于这类问题,如果你不想要硬盘上的数据了,那么处理起来也是非常爽快的。大家可以在BIOS中将所有IDE接口设为NONE,然后用软盘启动系统,此时肯定可以启动,因为系统根本就没有硬盘。接着,我们就使用经典的硬盘管理软件DM了。由于DM可以不依赖于主板BIOS来识别硬盘,因此你可以用DM进行分区格式化,这样就能完全解决问题,而且万无一失,简单方便,惟一的遗憾就是数据保不住了。

此外还有一种方法也是非常值得推荐的,它可以保住硬盘中的数据。首先准备一张启动盘,然后在一台正常的机器上,使用你熟悉的二进制编辑工具(UltraEdit等)修改软盘上的IO.SYS文件(修改前记住改该文件的属性为正常),具体是在这个文件里面搜索第一个“55aa”字符串,找到以后修改为任何其他数值即可。用这张修改过的系统软盘你就可以顺利地带着被锁的硬盘启动了。不过这时由于该硬盘正常的分区表已经被破坏,你无法用FDISK来删除和修改分区,但是此时可以用上面关于分区表恢复的方法来处理。

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xiaowuhello
硬盘知识详细介绍(3)

硬盘的基本参数

一、容量

作为计算机系统的数据存储器,容量是硬盘最主要的参数。

硬盘的容量以兆字节(MB)或千兆字节(GB)为单位,1GB=1024MB。但硬盘厂商在标称硬盘容量时通常取1G=1000MB,因此我们在BIOS中或在格式化硬盘时看到的容量会比厂家的标称值要小。

硬盘的容量指标还包括硬盘的单碟容量。所谓单碟容量是指硬盘单片盘片的容量,单碟容量越大,单位成本越低,平均访问时间也越短。

对于用户而言,硬盘的容量就象内存一样,永远只会嫌少不会嫌多。Windows操作系统带给我们的除了更为简便的操作外,还带来了文件大小与数量的日益膨胀,一些应用程序动辄就要吃掉上百兆的硬盘空间,而且还有不断增大的趋势。因此,在购买硬盘时适当的超前是明智的。近两年主流硬盘是80G,而160G以上的大容量硬盘亦已开始逐渐普及。

一般情况下硬盘容量越大,单位字节的价格就越便宜,但是超出主流容量的硬盘略微例外。时至2008年12月初,1TB(1000GB)的希捷硬盘中关村报价是¥700元,500G的硬盘大概是¥320元。

二、转速

转速(Rotationl Speed 或Spindle speed),是硬盘内电机主轴的旋转速度,也就是硬盘盘片在一分钟内所能完成的最大转数。转速的快慢是标示硬盘档次的重要参数之一,它是决定硬盘内部传输率的关键因素之一,在很大程度上直接影响到硬盘的速度。硬盘的转速越快,硬盘寻找文件的速度也就越快,相对的硬盘的传输速度也就得到了提高。硬盘转速以每分钟多少转来表示,单位表示为RPM,RPM是Revolutions Per minute的缩写,是转/每分钟。RPM值越大,内部传输率就越快,访问时间就越短,硬盘的整体性能也就越好。

硬盘的主轴马达带动盘片高速旋转,产生浮力使磁头飘浮在盘片上方。要将所要存取资料的扇区带到磁头下方,转速越快,则等待时间也就越短。因此转速在很大程度上决定了硬盘的速度。

家用的普通硬盘的转速一般有5400rpm、7200rpm几种,高转速硬盘也是现在台式机用户的首选;而对于笔记本用户则是4200rpm、5400rpm为主,虽然已经有公司发布了7200rpm的笔记本硬盘,但在市场中还较为少见;服务器用户对硬盘性能要求最高,服务器中使用的SCSI硬盘转速基本都采用10000rpm,甚至还有15000rpm的,性能要超出家用产品很多。较高的转速可缩短硬盘的平均寻道时间和实际读写时间,但随着硬盘转速的不断提高也带来了温度升高、电机主轴磨损加大、工作噪音增大等负面影响。笔记本硬盘转速低于台式机硬盘,一定程度上是受到这个因素的影响。笔记本内部空间狭小,笔记本硬盘的尺寸(2.5寸)也被设计的比台式机硬盘(3.5寸)小,转速提高造成的温度上升,对笔记本本身的散热性能提出了更高的要求;噪音变大,又必须采取必要的降噪措施,这些都对笔记本硬盘制造技术提出了更多的要求。同时转速的提高,而其它的维持不变,则意味着电机的功耗将增大,单位时间内消耗的电就越多,电池的工作时间缩短,这样笔记本的便携性就受到影响。所以笔记本硬盘一般都采用相对较低转速的4200rpm硬盘。

转速是随着硬盘电机的提高而改变的,现在液态轴承马达(Fluid dynamic bearing motors)已全面代替了传统的滚珠轴承马达。液态轴承马达通常是应用于精密机械工业上,它使用的是黏膜液油轴承,以油膜代替滚珠。这样可以避免金属面的直接摩擦,将噪声及温度被减至最低;同时油膜可有效吸收震动,使抗震能力得到提高;更可减少磨损,提高寿命。

三、平均访问时间

平均访问时间(Average Access Time)是指磁头从起始位置到达目标磁道位置,并且从目标磁道上找到要读写的数据扇区所需的时间。

平均访问时间体现了硬盘的读写速度,它包括了硬盘的寻道时间和等待时间,即:平均访问时间=平均寻道时间+平均等待时间。

硬盘的平均寻道时间(Average Seek Time)是指硬盘的磁头移动到盘面指定磁道所需的时间。这个时间当然越小越好,目前硬盘的平均寻道时间通常在8ms到12ms之间,而SCSI硬盘则应小于或等于8ms。

硬盘的等待时间,又叫潜伏期(Latency),是指磁头已处于要访问的磁道,等待所要访问的扇区旋转至磁头下方的时间。平均等待时间为盘片旋转一周所需的时间的一半,一般应在4ms以下。

四、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,单位为兆字节每秒(MB/s)。硬盘数据传输率又包括了内部数据传输率和外部数据传输率。

内部传输率(Internal Transfer Rate) 也称为持续传输率(Sustained Transfer Rate),它反映了硬盘缓冲区未用时的性能。内部传输率主要依赖于硬盘的旋转速度。

外部传输率(External Transfer Rate)也称为突发数据传输率(Burst Data Transfer Rate)或接口传输率,它标称的是系统总线与硬盘缓冲区之间的数据传输率,外部数据传输率与硬盘接口类型和硬盘缓存的大小有关。

目前Fast ATA接口硬盘的最大外部传输率为16.6MB/s,而Ultra ATA接口的硬盘则达到33.3MB/s。

使用SATA(Serial ATA)口的硬盘又叫串口硬盘,是未来PC机硬盘的趋势。2001年,由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、迈拓这几大厂商组成的Serial ATA委员会正式确立了Serial ATA 1.0规范。2002年,虽然串行ATA的相关设备还未正式上市,但Serial ATA委员会已抢先确立了Serial ATA 2.0规范。Serial ATA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,如果发现错误会自动矫正,这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。串行接口还具有结构简单、支持热插拔的优点。

串口硬盘是一种完全不同于并行ATA的新型硬盘接口类型,由于采用串行方式传输数据而知名。相对于并行ATA来说,就具有非常多的优势。首先,Serial ATA以连续串行的方式传送数据,一次只会传送1位数据。这样能减少SATA接口的针脚数目,使连接电缆数目变少,效率也会更高。实际上,Serial ATA 仅用四支针脚就能完成所有的工作,分别用于连接电缆、连接地线、发送数据和接收数据,同时这样的架构还能降低系统能耗和减小系统复杂性。其次,Serial ATA的起点更高、发展潜力更大,Serial ATA 1.0定义的数据传输率可达150MB/s,这比最快的并行ATA(即ATA/133)所能达到133MB/s的最高数据传输率还高,而在Serial ATA 2.0的数据传输率达到300MB/s,最终SATA将实现600MB/s的最高数据传输率。

五、缓存

与主板上的高速缓存(RAM Cache)一样,硬盘缓存的目的是为了解决系统前后级读写速度不匹配的问题,以提高硬盘的读写速度。目前,大多数SATA硬盘的缓存为8M,而Seagate的“酷鱼”系列则使用了32M Cache。

[编辑本段]硬盘数据保护

硬盘容量越做越大,我们在硬盘里存放的数据也越来越多。那么,这么大量的数据存放在这样一个铁盒子里究竟有多安全呢?虽然,目前的大多数硬盘的无故障运行时间(MTBF)已达300,000小时以上,但这仍不够,一次故障便足以造成灾难性的后果。因为对于不少用户,特别是商业用户而言,数据才是PC系统中最昂贵的部分,他们需要的是能提前对故障进行预测。正是这种需求与信任危机,推动着各厂商努力寻求一种硬盘安全监测机制,于是,一系列的硬盘数据保护技术应运而生。

1、S.M.A.R.T.技术

S.M.A.R.T.技术的全称是Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology,即“自监测、分析及报告技术”。在ATA-3标准中,S.M.A.R.T.技术被正式确立。S.M.A.R.T.监测的对象包括磁头、磁盘、马达、电路等,由硬盘的监测电路和主机上的监测软件对被监测对象的运行情况与历史记录及预设的安全值进行分析、比较,当出现安全值范围以外的情况时,会自动向用户发出警告,而更先进的技术还可以提醒网络管理员的注意,自动降低硬盘的运行速度,把重要数据文件转存到其它安全扇区,甚至把文件备份到其它硬盘或存储设备。通过S.M.A.R.T.技术,确实可以对硬盘潜在故障进行有效预测,提高数据的安全性。但我们也应该看到,S.M.A.R.T.技术并不是万能的,它只能对渐发性的故障进行监测,而对于一些突发性的故障,如盘片突然断裂等,硬盘再怎么smart也无能为力了。因此不管怎样,备份仍然是必须的。

2、DFT技术

DFT(Drive Fitness Test,驱动器健康检测)技术是IBM公司为其PC硬盘开发的数据保护技术,它通过使用DFT程序访问IBM硬盘里的DFT微代码对硬盘进行检测,可以让用户方便快捷地检测硬盘的运转状况。

据研究表明,在用户送回返修的硬盘中,大部分的硬盘本身是好的。DFT能够减少这种情形的发生,为用户节省时间和精力,避免因误判造成数据丢失。它在硬盘上分割出一个单独的空间给DFT程序,即使在系统软件不能正常工作的情况下也能调用。

DFT微代码可以自动对错误事件进行登记,并将登记数据保存到硬盘上的保留区域中。DFT微代码还可以实时对硬盘进行物理分析,如通过读取伺服位置错误信号来计算出盘片交换、伺服稳定性、重复移动等参数,并给出图形供用户或技术人员参考。这是一个全新的观念,硬盘子系统的控制信号可以被用来分析硬盘本身的机械状况。

而DFT软件是一个独立的不依赖操作系统的软件,它可以在用户其他任何软件失效的情况下运行。

[编辑本段]扩展分区

由于主分区表中只能分四个分区, 无法满足需求,因此设计了一种扩展分区格式。基本上说, 扩展分区的信息是以链表形式存放的,但也有一些特别的地方。首先, 主分区表中要有一个基本扩展分区项,所有扩展分区都隶属于它,也就是说其他所有扩展分区的空间都必须包括在这个基本扩展分区中。对于DOS / Windows 来说,扩展分区的类型为 0x05。除基本扩展分区以外的其他所有扩展分区则以链表的形式级联存放, 后一个扩展分区的数据项记录在前一个扩展分区的分区表中,但两个扩展分区的空间并不重叠。

扩展分区类似于一个完整的硬盘,必须进一步分区才能使用.但每个扩展分区中只能存在一个其他分区。 此分区在 DOS/Windows环境中即为逻辑盘。因此每一个扩展分区的分区表(同样存储在扩展分区的第一个扇区中)中最多只能有两个分区数据项(包括下一个扩展分区的数据项)。

[编辑本段]相关名词

缓存

(Cache memory)是硬盘控制器上的一块内存芯片,具有极快的存取速度,它是硬盘内部存储和外界接口之间的缓冲器。由于硬盘的内部数据传输速度和外界介面传输速度不同,缓存在其中起到一个缓冲的作用。缓存的大小与速度是直接关系到硬盘的传输速度的重要因素,能够大幅度地提高硬盘整体性能。当硬盘存取零碎数据时需要不断地在硬盘与内存之间交换数据,如果有大缓存,则可以将那些零碎数据暂存在缓存中,减小外系统的负荷,也提高了数据的传输速度。

硬盘的缓存主要起三种作用:一是预读取。当硬盘受到CPU指令控制开始读取数据时,硬盘上的控制芯片会控制磁头把正在读取的簇的下一个或者几个簇中的数据读到缓存中(由于硬盘上数据存储时是比较连续的,所以读取命中率较高),当需要读取下一个或者几个簇中的数据的时候,硬盘则不需要再次读取数据,直接把缓存中的数据传输到内存中就可以了,由于缓存的速度远远高于磁头读写的速度,所以能够达到明显改善性能的目的;二是对写入动作进行缓存。当硬盘接到写入数据的指令之后,并不会马上将数据写入到盘片上,而是先暂时存储在缓存里,然后发送一个“数据已写入”的信号给系统,这时系统就会认为数据已经写入,并继续执行下面的工作,而硬盘则在空闲(不进行读取或写入的时候)时再将缓存中的数据写入到盘片上。虽然对于写入数据的性能有一定提升,但也不可避免地带来了安全隐患——如果数据还在缓存里的时候突然掉电,那么这些数据就会丢失。对于这个问题,硬盘厂商们自然也有解决办法:掉电时,磁头会借助惯性将缓存中的数据写入零磁道以外的暂存区域,等到下次启动时再将这些数据写入目的地;第三个作用就是临时存储最近访问过的数据。有时候,某些数据是会经常需要访问的,硬盘内部的缓存会将读取比较频繁的一些数据存储在缓存中,再次读取时就可以直接从缓存中直接传输。

缓存容量的大小不同品牌、不同型号的产品各不相同,早期的硬盘缓存基本都很小,只有几百KB,已无法满足用户的需求。2MB和8MB缓存是现今主流硬盘所采用,而在服务器或特殊应用领域中还有缓存容量更大的产品,甚至达到了16MB、64MB等。

大容量的缓存虽然可以在硬盘进行读写工作状态下,让更多的数据存储在缓存中,以提高硬盘的访问速度,但并不意味着缓存越大就越出众。缓存的应用存在一个算法的问题,即便缓存容量很大,而没有一个高效率的算法,那将导致应用中缓存数据的命中率偏低,无法有效发挥出大容量缓存的优势。算法是和缓存容量相辅相成,大容量的缓存需要更为有效率的算法,否则性能会大大折扣,从技术角度上说,高容量缓存的算法是直接影响到硬盘性能发挥的重要因素。更大容量缓存是未来硬盘发展的必然趋势。

内部数据传输率

内部数据传输率(Internal Transfer Rate)是指硬盘磁头与缓存之间的数据传输率,简单的说就是硬盘将数据从盘片上读取出来,然后存储在缓存内的速度。内部传输率可以明确表现出硬盘的读写速度,它的高低才是评价一个硬盘整体性能的决定性因素,它是衡量硬盘性能的真正标准。有效地提高硬盘的内部传输率才能对磁盘子系统的性能有最直接、最明显的提升。目前各硬盘生产厂家努力提高硬盘的内部传输率,除了改进信号处理技术、提高转速以外,最主要的就是不断的提高单碟容量以提高线性密度。由于单碟容量越大的硬盘线性密度越高,磁头的寻道频率与移动距离可以相应的减少,从而减少了平均寻道时间,内部传输速率也就提高了。虽然硬盘技术发展的很快,但内部数据传输率还是在一个比较低(相对)的层次上,内部数据传输率低已经成为硬盘性能的最大瓶颈。目前主流的家用级硬盘,内部数据传输率基本还停留在70~90 MB/s左右,而且在连续工作时,这个数据会降到更低。

数据传输率的单位一般采用MB/s或Mbit/s,尤其在内部数据传输率上官方数据中更多的采用Mbit/s为单位。此处有必要讲解一下两个单位二者之间的差异:

MB/s的含义是兆字节每秒,Mbit/s的含义是兆比特每秒,前者是指每秒传输的字节数量,后者是指每秒传输的比特位数。MB/s中的B字母是Byte的含义,虽然与Mbit/s中的bit翻译一样,都是比特,也都是数据量度单位,但二者是完全不同的。Byte是字节数,bit是位数,在计算机中每八位为一字节,也就是1Byte=8bit,是1:8的对应关系。因此1MB/s等于8Mbit/s。因此在在书写单位时一定要注意B字母的大小写,尤其有些人还把Mbit/s简写为Mb/s,此时B字母的大小真可以称为失之毫厘,谬以千里。

上面这是一般情况下MB/s与Mbit/s的对应关系,但在硬盘的数据传输率上二者就不能用一般的MB和Mbit的换算关系(1B=8bit)来进行换算。比如某款产品官方标称的内部数据传输率为683Mbit/s,此时不能简单的认为683除以8得到85.375,就认为85MB/s是该硬盘的内部数据传输率。因为在683Mbit中还包含有许多bit(位)的辅助信息,不完全是硬盘传输的数据,简单的用8来换算,将无法得到真实的内部数据传输率数值。

外部数据传输率

硬盘数据传输率的英文拼写为Data Transfer Rate,简称DTR。硬盘数据传输率表现出硬盘工作时数据传输速度,是硬盘工作性能的具体表现,它并不是一成不变的而是随着工作的具体情况而变化的。在读取硬盘不同磁道、不同扇区的数据;数据存放的是否连续等因素都会影响到硬盘数据传输率。因为这个数据的不确定性,所以厂商在标示硬盘参数时,更多是采用外部数据传输率(External Transfer Rate)和内部数据传输率(Internal Transfer Rate)。

外部数据传输率(External Transfer Rate),一般也称为突发数据传输或接口传输率。是指硬盘缓存和电脑系统之间的数据传输率,也就是计算机通过硬盘接口从缓存中将数据读出交给相应的控制器的速率。平常硬盘所采用的ATA66、ATA100、ATA133等接口,就是以硬盘的理论最大外部数据传输率来表示的。ATA100中的100就代表着这块硬盘的外部数据传输率理论最大值是100MB/s;ATA133则代表外部数据传输率理论最大值是133MB/s;而SATA接口的硬盘外部理论数据最大传输率可达150MB/s。这些只是硬盘理论上最大的外部数据传输率,在实际的日常工作中是无法达到这个数值的。

平均寻道时间

平均寻道时间的英文拼写是Average Seek Time,它是了解硬盘性能至关重要的参数之一。它是指硬盘在接收到系统指令后,磁头从开始移动到移动至数据所在的磁道所花费时间的平均值,它一定程度上体现硬盘读取数据的能力,是影响硬盘内部数据传输率的重要参数,单位为毫秒(ms)。不同品牌、不同型号的产品其平均寻道时间也不一样,但这个时间越低,则产品越好,现今主流的硬盘产品平均寻道时间都在在9ms左右。

平均寻道时间实际上是由转速、单碟容量等多个因素综合决定的一个参数。一般来说,硬盘的转速越高,其平均寻道时间就越低;单碟容量越大,其平均寻道时间就越低。当单碟片容量增大时,磁头的寻道动作和移动距离减少,从而使平均寻道时间减少,加快硬盘速度。当然处于市场定位以及噪音控制等方面的考虑,厂商也会人为的调整硬盘的平均寻道时间。在硬盘上数据是分磁道、分簇存储的,经常的读写操作后,往往数据并不是连续排列在同一磁道上,所以磁头在读取数据时往往需要在磁道之间反复移动,因此平均寻道时间在数据传输中起着十分重要的作用。在读写大量的小文件时,平均寻道时间也起着至关重要的作用。在读写大文件或连续存储的大量数据时,平均寻道时间的优势则得不到体现,此时单碟容量的大小、转速、缓存就是较为重要的因素。

磁头数

硬盘磁头是硬盘读取数据的关键部件,它的主要作用就是将存储在硬盘盘片上的磁信息转化为电信号向外传输,而它的工作原理则是利用特殊材料的电阻值会随着磁场变化的原理来读写盘片上的数据,磁头的好坏在很大程度上决定着硬盘盘片的存储密度。目前比较常用的是GMR(Giant Magneto Resisive)巨磁阻磁头,GMR磁头的使用了磁阻效应更好的材料和多层薄膜结构,这比以前的传统磁头和MR(Magneto Resisive)磁阻磁头更为敏感,相对的磁场变化能引起来大的电阻值变化,从而实现更高的存储密度 。

磁头是硬盘中对盘片进行读写工作的工具,是硬盘中最精密的部位之一。磁头是用线圈缠绕在磁芯上制成的。硬盘在工作时,磁头通过感应旋转的盘片上磁场的变化来读取数据;通过改变盘片上的磁场来写入数据。为避免磁头和盘片的磨损,在工作状态时,磁头悬浮在高速转动的盘片上方,而不与盘片直接接触,只有在电源关闭之后,磁头会自动回到在盘片上的固定位置(称为着陆区,此处盘片并不存储数据,是盘片的起始位置)。

由于磁头工作的性质,对其磁感应敏感度和精密度的要求都非常高。早先的磁头采用铁磁性物质,在磁感应敏感度上不是很理想,因此早期的硬盘单碟容量都比较低,单碟容量大则碟片上磁道密度大,磁头感应程度不够,就无法准确读出数据。这就造成早期的硬盘容量都很有限。随着技术的发展,磁头在磁感应敏感度和精密度方面都有了长足的进步。

最初磁头是读、写功能一起的,这对磁头的制造工艺、技术都要求很高,而对于个人电脑来说,在与硬盘交换数据的过程中,读取数据远远快于写入数据,读、写操作二者的特性也完全不同,这也就导致了读、写分离的磁头,二者分别工作、各不干扰。

薄膜感应(TEI)磁头

在1990年至1995年间,硬盘采用TFI读/写技术。TFI磁头实际上是绕线的磁芯。盘片在绕线的磁芯下通过时会在磁头上产生感应电压。TFI读磁头之所以会达到它的能力极限,是因为在提高磁灵敏度的同时,它的写能力却减弱了。

各向异性磁阻(AMR)磁头

AMR(Anisotropic Magneto Resistive)90年代中期,希捷公司推出了使用AMR磁头的硬盘。AMR磁头使用TFI磁头来完成写操作,但用薄条的磁性材料来作为读元件。在有磁场存在的情况下,薄条的电阻会随磁场而变化,进而产生很强的信号。硬盘译解由于磁场极性变化而引起的薄条电阻变化,提高了读灵敏度。AMR磁头进一步提高了面密度,而且减少了元器件数量。由于AMR薄膜的电阻变化量有一定的限度,AMR技术最大可以支持3.3GB/平方英寸的记录密度,所以AMR磁头的灵敏度也存在极限。这导致了GMR磁头的研发。

GMR(Giant Magneto Resistive,巨磁阻)

GMR磁头继承了TFI磁头和AMR磁头中采用的读/写技术。但它的读磁头对于磁盘上的磁性变化表现出更高的灵敏度。GMR磁头是由4层导电材料和磁性材料薄膜构成的:一个传感层、一个非导电中介层、一个磁性的栓层和一个交换层。GMR传感器的灵敏度比AMR磁头大3倍,所以能够提高盘片的密度和性能。

硬盘的磁头数取决于硬盘中的碟片数,盘片正反两面都存储着数据,所以一个盘片对应两个磁头才能正常工作。比如总容量80GB的硬盘,采用单碟容量80GB的盘片,那只有一张盘片,该盘片正反面都有数据,则对应两个磁头;而同样总容量120GB的硬盘,采用二张盘片,则只有三个磁头,其中一张盘片的一面没有磁头。

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硬盘知识详细介绍(2)

硬盘制造商

EMC

EMC为一家美国信息存储资讯科技公司, 主要业务为信息存储及管理产品、服务和解决方案。EMC 公司创建于 1979 年,总部在马萨诸塞州霍普金顿市

EMC Clariion CX500EMC公司的股票符号是 EMC,在纽约股票交易所交易,并且是 S&P 500 成份股之一。

希捷(Seagate)

希捷科技(英语:Seagate Technology,NYSE:STX)是全球主要的硬盘厂商之一,于1979年在美国加州成立,现时在开曼群岛注册。现时,希捷的主要产品包括桌面硬盘,企业用硬盘,笔记本电脑硬盘和微型硬盘。在专门研发硬盘的厂商中,希捷是历史最悠久的。它的第一个硬盘产品,容量是5MB。在2006年5月,希捷科技收购了另一间硬盘厂商-迈拓公司。产品销量方面,希捷报称自己是第一间公司,售出10亿个硬盘产品。

西部数据(Westdigital)

市场占有率仅次于希捷。以桌面产品为主。其桌面产品分为侧重高IO性能的Black系列(俗称“黑盘”),普通的Blue系列(俗称蓝盘),以及侧重低功耗、低噪音的环保Green系列(俗称绿盘)。

西部数据同时也提供面向企业近线存储的Raid Edition系列,简称RE系列。同时也有SATA接口的1000RPM的猛禽系列和迅猛龙(VelociRaptor)系列。

日立(Hitachi)

第三大硬盘厂商。主要由收购的原IBM硬盘部门发展而来。

日立制作所(日文:株式会社日立制作所;英文:Hitachi, Ltd.),简称日立,总部位于日本东京,致力于家用电器、电脑产品、半导体、产业机械等产品,是日本最大的综合电机生产商。

三星(Samsung)

三星电子(Samsung Electronics KSE:005930 、KSE:005935 、LSE:SMSN、LSE:SMSD)是世界上最大的电子工业公司,三星集团子公司之一。1938年3月它于大韩民国大邱广域市成立,创始人是李秉喆,现在的社长是李健熙。一开始它是一个出口商,但很快它就进入了许多其它领域。今天它在全世界58个国家拥有20多万职员。2003年,它的周转值为1017亿美元。在世界上最有名的100个商标的列表中,三星电子是唯一的一个韩国商标,是韩国民族工业的象征。

迈拓(Maxtor)

迈拓(Maxtor)是一家成立于1982年的美国硬盘厂商,在2006年被另外一家硬盘厂商希捷公司收购。[1] 在2005年12月即收购前,迈拓公司是世界第三大硬盘生产商。现在迈拓公司作为希捷公司的一家子公司运营。迈拓同时经营桌面电脑与服务器市场, 相对于速度而言,迈拓更关注于硬盘容量。

东芝(Toshiba)

是日本最大的半导体制造商,亦是第二大综合电机制造商,隶属于三井集团旗下。东芝是由两家日本公司于1939年合并成的。

东芝是世界上芯片制造商中的重要成员。2009年2月,东芝并购富士通硬盘部门。

富士通(Fujitsu)

富士通株式会社(Fujitsū Kabushiki-gaisha)是一家日本公司,专门制作半导体、电脑(超级电脑、个人电脑、服务器)、通讯装置及服务,总部位于东京。

2009年2月,东芝并购富士通硬盘部门。

[编辑本段]硬盘的物理结构

(以下资料可参看《硬盘大世界》、《优因培少儿科技大全》)

1、磁头

硬盘内部结构磁头是硬盘中最昂贵的部件,也是硬盘技术中最重要和最关键的一环。传统的磁头是读写合一的电磁感应式磁头,但是,硬盘的读、写却是两种截然不同的操作,为此,这种二合一磁头在设计时必须要同时兼顾到读/写两种特性,从而造成了硬盘设计上的局限。而MR磁头(Magnetoresistive heads),即磁阻磁头,采用的是分离式的磁头结构:写入磁头仍采用传统的磁感应磁头(MR磁头不能进行写操作),读取磁头则采用新型的MR磁头,即所谓的感应写、磁阻读。这样,在设计时就可以针对两者的不同特性分别进行优化,以得到最好的读/写性能。另外,MR磁头是通过阻值变化而不是电流变化去感应信号幅度,因而对信号变化相当敏感,读取数据的准确性也相应提高。而且由于读取的信号幅度与磁道宽度无关,故磁道可以做得很窄,从而提高了盘片密度,达到200MB/英寸2,而使用传统的磁头只能达到20MB/英寸2,这也是MR磁头被广泛应用的最主要原因。目前,MR磁头已得到广泛应用,而采用多层结构和磁阻效应更好的材料制作的GMR磁头(Giant Magnetoresistive heads)也逐渐普及。

2、磁道

当磁盘旋转时,磁头若保持在一个位置上,则每个磁头都会在磁盘表面划出一个圆形轨迹,这些圆形轨迹就叫做磁道。这些磁道用肉眼是根本看不到的,因为它们仅是盘面上以特殊方式磁化了的一些磁化区,磁盘上的信息便是沿着这样的轨道存放的。相邻磁道之间并不是紧挨着的,这是因为磁化单元相隔太近时磁性会相互产生影响,同时也为磁头的读写带来困难。一张1.44MB的3.5英寸软盘,一面有80个磁道,而硬盘上的磁道密度则远远大于此值,通常一面有成千上万个磁道。

3、扇区

磁盘上的每个磁道被等分为若干个弧段,这些弧段便是磁盘的扇区,每个扇区可以存放512个字节的信息,磁盘驱动器在向磁盘读取和写入数据时,要以扇区为单位。1.44MB3.5英寸的软盘,每个磁道分为18个扇区。

4、柱面

硬盘通常由重叠的一组盘片构成,每个盘面都被划分为数目相等的磁道,并从外缘的“0”开始编号,具有相同编号的磁道形成一个圆柱,称之为磁盘的柱面。磁盘的柱面数与一个盘面上的磁道数是相等的。由于每个盘面都有自己的磁头,因此,盘面数等于总的磁头数。所谓硬盘的CHS,即Cylinder(柱面)、Head(磁头)、Sector(扇区),只要知道了硬盘的CHS的数目,即可确定硬盘的容量,硬盘的容量=柱面数*磁头数*扇区数*512B。

[编辑本段]硬盘的逻辑结构

1. 硬盘参数释疑

到目前为止, 人们常说的硬盘参数还是古老的 CHS(Cylinder/Head/Sector)参数。那么为什么要使用这些参数,它们的意义是什么?它们的取值范围是什么?

很久以前, 硬盘的容量还非常小的时候,人们采用与软盘类似的结构生产硬盘。也就是硬盘盘片的每一条磁道都具有相同的扇区数。由此产生了所谓的3D参数 (Disk Geometry). 既磁头数(Heads),柱面数(Cylinders),扇区数(Sectors),以及相应的寻址方式。

其中:

磁头数(Heads)表示硬盘总共有几个磁头,也就是有几面盘片, 最大为 255 (用 8 个二进制位存储);

柱面数(Cylinders) 表示硬盘每一面盘片上有几条磁道,最大为 1023(用 10 个二进制位存储);

扇区数(Sectors) 表示每一条磁道上有几个扇区, 最大为 63(用 6个二进制位存储);

每个扇区一般是 512个字节, 理论上讲这不是必须的,但好像没有取别的值的。

所以磁盘最大容量为:

255 * 1023 * 63 * 512 / 1048576 = 7.837 GB ( 1M =1048576 Bytes )或硬盘厂商常用的单位:

255 * 1023 * 63 * 512 / 1000000 = 8.414 GB ( 1M =1000000 Bytes )

在 CHS 寻址方式中,磁头,柱面,扇区的取值范围分别为 0到 Heads - 1。0 到 Cylinders - 1。 1 到 Sectors (注意是从 1 开始)。

2. 基本 Int 13H 调用简介

BIOS Int 13H 调用是 BIOS提供的磁盘基本输入输出中断调用,它可以完成磁盘(包括硬盘和软盘)的复位,读写,校验,定位,诊,格式化等功能。它使用的就是 CHS 寻址方式, 因此最大识能访问 8 GB 左右的硬盘 (本文中如不作特殊说明,均以 1M = 1048576 字节为单位)。

3. 现代硬盘结构简介

在老式硬盘中,由于每个磁道的扇区数相等,所以外道的记录密度要远低于内道, 因此会浪费很多磁盘空间 (与软盘一样)。为了解决这一问题,进一步提高硬盘容量,人们改用等密度结构生产硬盘。也就是说,外圈磁道的扇区比内圈磁道多,采用这种结构后,硬盘不再具有实际的3D参数,寻址方式也改为线性寻址,即以扇区为单位进行寻址。

为了与使用3D寻址的老软件兼容 (如使用BIOSInt13H接口的软件), 在硬盘控制器内部安装了一个地址翻译器,由它负责将老式3D参数翻译成新的线性参数。这也是为什么现在硬盘的3D参数可以有多种选择的原因(不同的工作模式,对应不同的3D参数, 如 LBA,LARGE,NORMAL)。

4. 扩展 Int 13H 简介

虽然现代硬盘都已经采用了线性寻址,但是由于基本 Int13H 的制约,使用 BIOS Int 13H 接口的程序, 如 DOS 等还只能访问 8 G以内的硬盘空间。为了打破这一限制, Microsoft 等几家公司制定了扩展 Int 13H 标准(Extended Int13H),采用线性寻址方式存取硬盘, 所以突破了 8 G的限制,而且还加入了对可拆卸介质 (如活动硬盘) 的支持。

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硬盘知识详细介绍(1)

硬盘概述

硬盘(港台称之为硬碟,英文名:Hard Disc Drive 简称HDD)是电脑主要的存储媒介之一,由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成。这些碟片外覆盖有铁磁性材料。绝大多数硬盘都是固定硬盘,被永久性地密封固定在硬盘驱动器中。

[编辑本段]硬盘发展

1、1956年,IBM的IBM 350 RAMAC是现代硬盘的雏形,它相当于两个冰箱的体积,不过其储存容量只有5MB。1973年IBM 3340问世,它拥有“温彻斯特”这个绰号,来源于他两个30MB的储存单元,恰是当时出名的“温彻斯特来福枪”的口径和填弹量。至此,硬盘的基本架构被确立。

2、1980年,两位前IBM员工创立的公司开发出5.25英寸规格的5MB硬盘,这是首款面向台式机的产品,而该公司正是希捷(SEAGATE)公司。

3、80年代末,IBM公司推出MR(Magneto Resistive磁阻)技术令磁头灵敏度大大提升,使盘片的储存密度较之前的20Mbpsi(bit/每平方英寸)提高了数十倍,该技术为硬盘容量的巨大提升奠定了基础。1991年,IBM应用该技术推出了首款3.5英寸的1GB硬盘

4、1970年到1991年,硬盘盘片的储存密度以每年25%~30%的速度增长;从1991年开始增长到60%~80%;至今,速度提升到100%甚至是200%,从1997年开始的惊人速度提升得益于IBM的GMR(Giant Magneto Resistive,巨磁阻)技术,它使磁头灵敏度进一步提升,进而提高了储存密度

5、1995年,为了配合Intel的LX芯片组,昆腾(Quantum)与Intel携手发布UDMA 33接口——EIDE标准将原来接口数据传输率从16.6MB/s提升到了33MB/s 同年,希捷开发出液态轴承(FDB,Fluid Dynamic Bearing)马达。所谓的FDB就是指将陀螺仪上的技术引进到硬盘生产中,用厚度相当于头发直径十分之一的油膜取代金属轴承,减轻了硬盘噪音与发热量

6、1996年,希捷收购康诺(Conner Peripherals)

7、1998年2月,UDMA 66规格面世

8、2000年10月,迈拓(Maxtor)收购昆腾

9、2003年1月,日立宣布完成20.5亿美元的收购IBM硬盘事业部计划,并成立日立环球储存科技公司(Hitachi Global Storage Technologies, Hitachi GST)

10、2005年日立环储和希捷都宣布了将开始大量采用磁盘垂直写入技术(perpendicular recording),该原理是将平行于盘片的磁场方向改变为垂直(90度),更充分地利用的储存空间

11、2005年12月21日, 硬盘制造商希捷宣布收购迈拓(Maxtor)

12、2007年1月,日立环球储存科技宣布将会发售全球首只1Terabyte的硬盘,比原先的预定时间迟了一年多。硬盘的售价为399美元,平均每美分可以购得27.5MB硬盘空间。

13、2007年11月,Maxtor硬盘出厂的预先格式化的硬盘,被发现已植入会盗取在线游戏的帐号与密码的木马[1]。

14、.以下是近年来关于硬盘容量和单位价格的趣味数字

1995年 200MB~400MB 大于4000元/GB

1996年 1.2GB~2.1GB 1500元~2000/GB

1998年 1.2GB~2.1GB 200元~250元/GB

2000年 4.3GB~6.4GB 40元/GB

2002年 10GB~20GB 20元/GB

2004年 40GB~80GB 6.9元/GB

2005年 80GB~160GB 4.5元/GB

2006年 80GB~250GB 3.8元/GB

2008年 160GB~1.5TB 0.8元/GB

未来的发展趋势

希捷存储新技术:2009年出2500G硬盘

硬盘记录密度越大就可以实现越大的磁盘容量,希捷最近发布的160GB 5400rpm 2.5英寸

垂直纪录笔记本硬盘的纪录密度是每平方英寸135Gbits,东芝最新展示的2.5英寸硬盘每平

方英寸纪录密度是188Gbits,而在加州硅谷的IDEMA DiSKON展会上,希捷展示了1种磁记录

设备,每平方英寸可以纪录421Gbits数据!

希捷CEO Bill Watkins表示,在纪录密度上的突破将开启数字革命,硬盘在各种存储需

求上可以持续保持领先优势。根据希捷的新闻稿,希捷宣称采用421Gbits/平方英寸密度制

造的1.8英寸硬盘可以容纳275GB数据,2.5英寸硬盘可以容纳500GB数据,而全尺寸的3.5英

寸硬盘则可以容纳2.5TB数据,预计希捷将在2009年拿出全尺寸3.5英寸2.5TB容量的硬盘。

日立2010年推5000G硬盘 等同半个人脑存储量

据国外媒体报道,日立日前宣布,将于2010年推出5TB(5000G)硬盘,从而向新兴的固态

硬盘发起挑战。

如今,固态硬盘逐渐蚕食传统硬盘业务, 尤其是在笔记本电脑市场。但是,这并不意

味着传统硬盘将从此退出历史舞台。

硬盘专家日立的做法是,尽可能提升硬盘的存储空间。据悉,日立计划于2010年推出5TB

3.5英寸商用硬盘。该硬盘采用了电流正交平面垂直巨磁阻(CPP-GMR)技术,使每平方英寸的

存储密度达到1TB。

至于5TB的硬盘能够存储多少内容, 日立高管Yoshihiro Shiroishi称:“到2010年,2

块硬盘的存储量就与人类大脑的存储量相当。

2009年3月,西部数据推出四碟装2TB硬盘,将传统硬盘的总容量推上了一个新的高度。

[编辑本段]硬盘接口

ATA 全称Advanced Technology Attachment,是用传统的 40-pin 并口数据线连接主板与硬盘的,外部接口速度最大为133MB/s,因为并口线的抗干扰性太差,且排线占空间,不利计算机散热,将逐渐被 SATA 所取代。

IDE

IDE的英文全称为“Integrated Drive Electronics”,即“电子集成驱动器”,俗称PATA并口。

SATA

使用SATA(Serial ATA)口的硬盘又叫串口硬盘,是未来PC机硬盘的趋势。2001年,由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、迈拓这几大厂商组成的Serial ATA委员会正式确立了Serial ATA 1.0规范,2002年,虽然串行ATA的相关设备还未正式上市,但Serial ATA委员会已抢先确立了Serial ATA 2.0规范。Serial ATA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,如果发现错误会自动矫正,这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。串行接口还具有结构简单、支持热插拔的优点。

支持Serial-ATA技术的标志

主板上的Serial-ATA接口

SATA2

希捷在SATA的基础上加入NCQ本地命令阵列技术,并提高了磁盘速率。

SCSI 全称为Small Computer System Interface(小型机系统接口),历经多世代的发展,从早期的 SCSI-II,到目前的 Ultra320 SCSI 以及 Fiber-Channel (光纤通道),接头类型也有多种。SCSI 硬盘广为工作站级个人计算机以及服务器所使用,因为它的转速快,可达 15000 rpm,且数据传输时占用 CPU 运算资源较低,但是单价也比同样容量的 ATA 及 SATA 硬盘昂贵。

SAS(Serial Attached SCSI)是新一代的SCSI技术,和SATA硬盘相同,都是采取序列式技术以获得更高的传输速度,可达到3Gb/s。此外也透过缩小连接线改善系统内部空间等。

此外,由于SAS硬盘可以与SATA硬盘共享同样的背板,因此在同一个SAS存储系统 中,可以用SATA硬盘来取代部分昂贵的SCSI硬盘,节省整体的存储成本。

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在日前于美国纽约城举行的英特尔春季分析会上

在日前于美国纽约城举行的英特尔春季分析会上,首席执行官Paul Otellini及其智囊团详细描绘了这家芯片巨头的宏伟蓝图。在大刀阔斧进行成本削减之中的英特尔,经过了过去几年艰苦的商业环境,如今全力以赴用新技术开创新局面。

例如,可随处使用的无数双核与四核处理器、初次登场的先进45nm制造工艺以及雄心勃勃地开始努力推广应用的手持互联网设备等等。通过详细审查会议的信息,我们从英特尔公司的近期路线图中总结了最为重要的看点,并结合其高级经理们的演讲稿PowerPoints文件,以图片画廊的形式向你展示最为值得注意的新技术。

用于手持网络浏览器的芯片

英特尔认为,超级移动个人电脑(UMPC)将是下一个伟大的产品,它称之为功能裁减型设备。但是,UMPC真的是具有加强网络浏览能力的智能或iPhone固醇。“未来几年内,我们将看到这些移动互联网设备的兴起,”Otellini说,“它们现在已经上市,但是,还没有形成规模。”

英特尔已经推出其第一款UMPC级处理器,该芯片被称为McCaslin。有趣的是,它不是被用于手持浏览器中,而是被用于苹果电视中。针对这些手持浏览器应用,英特尔确实投入了一款更为强大的芯片Menlow,预计该芯片要到2008年上半年才能准备就绪。与运行于Windows的McCaslin不同,英特尔表示,Menlow将同时支持Windows和Linux。

在Menlow之后,英特尔计划推出更小、更快和功耗更低的处理器。“这对我们来说仅仅是开头,”英特尔公司负责超级移动性组的总经理Anand Chandrasekhar说,“我们利用Menlow平台的基本技术要素已经到位,然后,我们要对其进行反复设计,以降低功耗并提高性能。”

更多“核”,更多的四核

在“核”中是什么?对于英特尔公司来说,该术语模棱两可:核(Core)的第一个字母是“c”,指的是为英特尔最新的处理器提供处理能力的微架构;小写字母的核(core)在英特尔也大行其道,因为双核与四核处理器组成了英特尔公司最有利可图的芯片。

英特尔已经推出了若干四核台式机芯片,作为其双核Quad和Extreme家族的组成部分。在服务器领域,英特尔将在其低电压3500和7300系列中交付使用不少于具有9个四核处理器的Xeons。

在春节分析师活动中,英特尔强调,其核(Core)架构整体上包括双核及四核芯片,超过它专门做的四核。英特尔公司首席执行官Paul Otellini说:“我们将逐渐推广应用我们的核微架构,在所有市场领域,自顶向下分别是单核、双核与四核。”

英特尔处理器核的特点在于具有称之为“宽动态执行”的功能。更为重要的是,其工作功耗比为奔腾4提供处理能力的Netburst架构要低。“我们期望到今年底自顶向下百分之百地采用核微架构,”Otellini说,“今年全年,我们正以非常快的速度取代所有的产品,甚至以核微架构的变种渗透到奔腾处理器和赛扬处理器的领域。这就赋予我们在每一个领域的性能领先地位,并赋予我们高度的成本优势。”

然而,显然四核对于英特尔的前进来说将越来越重要。在2007年下半年随时可能发布两款采用英特尔最新45nm芯片技术的新型四核处理器:用于台式机的Yorkfield和用于服务器的Harpertown。

转向45nm芯片制造技术

在45nm这种下一代芯片制造技术进步的竞赛中,看来英特尔已经比AMD领先至少一年(45与芯片蚀刻的特征尺寸有关)。AMD可能要到2008年底才能推出45nm的处理器。

在春季分析师活动中,英特尔公司的工艺和制造组的总经理Robert Baker说,英特尔公司的四家工厂已经在45nm芯片制造方面准备就绪。

“Penryn及其第一代45nm产品将在今年下半年推出,”Otellini说,“Nehalem—下一代微架构—将于2008年以45nm工艺推出。在09年我们要保持推出新芯片的节凑,开始部署32nm芯片,实质上就是Nehalem的缩微版。在2010年,我们将推出称为Sandy Bridge的新型微架构。”

在基于45nm工艺的芯片上设计较少的功能,其固有的好处在于低功耗工作。此外,缩小裸片的尺寸容许英特尔把更多的功能添加到芯片上,Baker解释说。例如,有了Penryn,英特尔就可以利用额外的空间来提高高速缓冲存储器的容量,并增加新的指令,从而使处理器更精于处理视频和多媒体。

对于英特尔的芯片设计工程师来说,并不是不热衷于集成更多的功能。正如Baker解释说,在利用附加的空间来增加更多的功能和降低成本的要求之间存在着压力;后者要求不增加新的功能,而是利用未用空间使晶圆上能够制造出更多的芯片,从而提高产量。

几年来,向着更小特征尺寸前进的步伐一直没有受到阻碍,但是,在向45nm转移的过程中并不能享用已经取得的成就。确切地说,像英特尔和IBM这样的公司近年来一直谋求从实际和基础物理学两个方面突破硅的极限,因为在一些组件只有几个元件大的地方,片上元件更接近于那些组件的尺寸。最大的问题一直是被称为“泄漏”的问题,表现在电流并没有维持在它被期望的数值。

那就导致人们寻求新型的材料。英特尔认为,在称为高K金属新材料领域它已经取得了巨大突破,从而取代了过去30年一直使用的多晶硅。“这是在材料领域的根本变革,”Baker说。

英特尔下一步将利用由采用45nm工艺获得的额外空间,开始把图形处理集成到处理器本身当中。有趣的是,那正是英特尔公司内部一些芯片设计工程师早在上世纪90年代就强烈要求公司做的事情,据报道,当时那种行动方向被否决了,因为英特尔的业务优势更多地在于把非CPU的功能放在辅助芯片组上,从而可以分开销售。

45nm工艺也将被用于构建具有8核以上的处理器,其中,一款名为Larrabe的设计已经在画电路板。根据Otellini透露,Larrabe将“满足非常非常高性能的图形和高性能计算需求。”

具有8核以上处理器的服务器平台

英特尔公司正在全力以赴地抗击AMD公司即将发布的四核服务器芯片—Barcelona—的挑战。AMD把它定位为业内第一款“原创”四核芯片,意味着其设计是从头开始把四颗处理器集成到单片硅之上。相比之下,AMD指出,英特尔公司现有的四核芯片把两颗双核器件塞入单一封装之中。英特尔公司的首席执行官Otellini为此作出了著名的雄辩,“我认为,如果你认为人们会在乎封装的话,你将错失市场机会。”

目前,英特尔公司在四核竞争中的领先地位正结出硕果。在春季的分析师会议上,Otellini表示,四核Xeons正被争相抢购,特别是在针对双核处理器的著名的DP配置中。这种“DP”指的是不由芯片的内部配置,而是由服务器的若干插座配置。所以,如果在服务器主板上存在两个插座,并且每一个插座安装一颗四核处理器的话,最终结果是构成一台非常强大的8核服务器。

“今年第一季度,我们的四核版本的DP服务器完全击败了竞争对手的DP产品线,”Otellini说,“在我们的DP出货中,四核版本的服务器的百分比持续增长,为什么?对于服务器部署来说,四核DP是甜蜜点。就把它视为一种非常有成本效益的8核机器:两个处理器,每一个上面有四颗处理器。”

削减开销,雇佣更多的工人

在春季分析师会议上,Otellini及首席财务官Andy Bryant在演讲中认为,如果你不能独自通过卖出更多的芯片或以更高的价格发号施令(对于微处理器来说,后者最为困难,最强大的芯片除外)而增加营业收入,那么,有助于提升你的销售收入底线的灵丹妙药就是削减成本。那正是英特尔公司正在做的事情,并将贯穿全年。

正如Otellini在PowerPoint文件中总结其战略时所说:“较低的成本结构和以成本为目标的设计,将提高我们在现有和新兴市场的竞争力,”并且“结果是:2007和2008两年的底线增长率超过顶线增长率。”

Bryant在其演讲中概要地指出,英特尔公司的财务管理“取得了长足进展,但是,仍然需要努力。”它的宣传材料指出,英特尔的资本开支将压缩2.5亿美元以上,或2007年比2006年将压缩5%;然而,整体的资本开支仍旧高达55亿美元。

如此拮据的财务控制意味着,英特尔必须在大量生产如此多采用新技术的处理器时要非常重视执行,因为构建处理器的成本很难再进一步降低。Bryant在他的发言期间说:“把领先产品家族推向市场的成本大约为30亿美元。”

英特尔的成本控制还涉及降低内部的总人数。今年4月,据报道英特尔已经实现了把人力从103,000人缩减为92,000人的目标。“人数将继续减少,”Otellini在春季分析师会议上说。

Otellini并没有提供精确的数字,然而,近来的报告显示,位于美国新墨西哥州的一家芯片厂将因设备更新而裁减1,000名工人。

大举进军像中国和印度等新兴市场

在个人电脑领域的所有玩家—芯片供应商和系统设计公司—来说,美国是一个成熟市场,在过去十年中,世界上任何其它地方都没有达到过它曾经拥有的那种增长率。但是,亚洲仍然是尚未打开的巨大市场,在那里许多人至今还没有购买过第一台个人电脑。

由此而来的出人意料的变化就是,在富裕的(美国)国内市场,最尖端的处理器一直热销;相比之下,英特尔公司认为更廉价、设计更精简的处理器将成为促进海外市场发展的重要手段。确实,英特尔已经看到一个可能不久将购买电脑的超过1.3亿人口的市场。“这就是刚刚具备购买计算机的能力的总人口数,”英特尔公司的销售和市场组总经理Sean Maloney在春季分析师会议上说,“我们相信那些人口中绝大多数将购买笔记本电脑。”

为了利用已经感觉到的强大的海外市场需求,英特尔公司正提供有时候令人误解的混合型产品,使之适用于笔记本电脑、简朴古老的个人电脑和新型的重量轻的移动平台。有那么一个低成本的个人电脑平台,孤立地看,它在一定程度上类似于针对MIT的100美元One Laptop Per Child(针对儿童需求的台式机)作出的响应。英特尔已经设计了一种300美元的“同学个人电脑”,这种台式机采用了赛扬处理器,配置2GB闪存和7英寸屏幕。

此外,Silverthorne也随处可用,该芯片似乎有若干作用。英特尔常常称之为独立的处理器,它将为UMPC和手持网络浏览器提供处理能力。然而,因为Otellini把它的特性归结为具有“2003/4主流移动处理器性能”的处理器,它可能显然是针对新兴的低成本笔记本电脑市场寻求出路。

此外,市场上已经出现了许多传统风格的笔记本电脑平台。

更多的笔记本,更多的无线联网功能

英特尔在美国的笔记本电脑处理器的销售也出现了增长,据报道,目前每个家庭的笔记本电脑的渗透率不到“半台”,因此,它计划推出一系列新型的笔记本电脑平台。

“我们5月6日推出了我们的第四代Centrino处理器(),该平台的代码名称为Santa Rosa,”Otellini说,其特色在于具备一个新型的Merom 处理器和802.11n无线电、一体化图形处理以及英特尔最新的透平存储器。Otellini表示希望Santa Rosa能够非常快速地获得普及应用,并说,它将在相当短的订购期内占据英特尔公司笔记本电脑处理器出货量的绝大多数。

Montevina笔记本电脑平台将于2008年跟进,它配备一个45nm的双核处理器,最为值得注意的可能是其混合与匹配无线电功能。Montevina 将配备标准的WiFi和较新的WiMAX两种无线联网功能,英特尔一直强调希望它不久将占据主宰无线标准选择的地位。

系统级芯片:Tolapai与Silverthorne并驾齐驱

Tolapai和Silverthorne是有趣的一对产品,在某种程度上标志着英特尔公司的新航程。这家半导体巨人迄今为止一直都是提供处理器产品;即提供OEM或零售客户能够从货架上购买的芯片。

系统级芯片采用的是完全不同的流片切片。在50,000英尺的水平上,你可以不把SoC视为一个产品,而是一系列知识产权构建起来的芯片。即半导体设计公司要具备了设计SoC所需要的一切不同的模块,包括:处理器、逻辑、RAM、甚至像图形引擎这样的辅助功能。

当OEM提出需要特定版本的那种芯片时,会针对它想制造的特殊产品进行定制,然后,半导体供应商才开始付诸实施。它把需要的模块从虚拟架上取出,集成在一起,烧一个掩膜,然后,把整个设计递交给代工厂。那就是定制芯片。

这正是英特尔为Tolapai和Silverthorne所设想的应用(英特尔还将为后者提供最新的组成部件)。该设计似乎分别针对高和低端应用。

英特尔公司于4月在北京举行了开发商论坛,下面给出了新闻发布中对Tolapai的解释。

在“面向企业的系统级芯片计划”中,英特尔公司高级副总裁Pat Gelsinger揭开了Tolapai计划的神秘面纱,这是第一款把若干关键系统元器件集成到单一的、基于英特尔架构的处理器之中的企业级SoC产品家族。与标准的四芯片设计相比,2008年上市的Tolapai产品有望把芯片的占位面积缩小45%,功耗降低大约20%,与此同时,改进吞吐量性能和处理器的效率。Tolapai将包含新的英特尔QuickAssist Integrated Accelerator(一体化加速器)技术。与面向企业级应用的Tolapai相比,Silverthorne—如上所述—将针对UMPC级手持设备的应用。

英特尔公司染指SoC的意义重大,因为传统上SoC一直以来常常都把目标市场定位于那些没有足够的批量的产品,如果针对这种应用发布一款“全尺寸通用型”产品是不划算的。英特尔一向专注于大批量生产的产品市场,并且总是坚持提供重要的芯片方案。

或许,英特尔公司选择尝试SoC意味着它将采取几分为招徕顾客而亏本销售商品的策略。也就是说,或许它意味着开始时以Silverthorne介入UMPC市场,即使赚钱不多也是令人满意的,如果它有助于培育那个市场的话(记住,超级移动个人电脑市场目前实际上不存在,此外,英特尔对蜂窝电话芯片市场的全面进攻以失败告终;或许,前车之鉴已经让英特尔获得灵感,从而改弦易辙)。

如果与这种假设吻合的话,锁定高端应用的Tolopai怎么样呢?高端应用可能是英特尔最能够学习如何普及应用并运行其SoC技术的地方。此外,英特尔可能预想未来不远的某一天占据领先地位的计算机(采用16位、32位或64位处理器)不再是日用品的空间,因此,它想未雨绸缪在SoC上取得飞跃。

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三核产品最早是由

三核产品最早是由AMD公司研发的

当AMD突然宣布将在2008年第一季度推出原生三核心处理器Phenom Tripe-Core的时候,整个业界都感到有些措手不及,毕竟大家一心关注的是1-2-4-8-16这样一个翻番式的核心增长模式。在Intel的凌厉攻势下艰难前进了几个季度的AMD迫切需要注入新鲜血液,而在K10前景不明的时候,剑走偏锋的三核心很可能取得意想不到的成果。

对于为何推出三核心处理器,AMD的说法是客户需要更丰富、更独特的桌面处理器产品,正是客户需求驱动更多的处理器核心来扩展用户体验。

而从技术方面讲,三核心处理器正是AMD在频率大战中再次落于下风的产物。AMD内部工程师指出,在FAB工厂内部进行测试的时候,四核心处理器多个核心的频率会在某些时候发生不匹配的情况,比如三个核心能运行在2.6GHz,而第四个只能达到2.0GHz。这个时候,AMD就有两种选择:一是将三个核心降级到2.0GHz,以此频率制作成品;二就是屏蔽掉体质不足的2.0GHz核心,从而得到2.6GHz的三核心处理器。显然,后者无疑会更明智,这样能得到更高频率的产品,而且由于AMD采用的是直连架构,这也可以说就是原生三核心产品。

这里要插一句:至于“破解恢复四核心真身”,可能性恐怕几乎为零,因为对第四个核心的屏蔽是在芯片硬件底层进行的,从外界无法打开;再说,就算能够解开,那也是个“残废”的核心。

而且三核心处理器的缓存优势更明显。虽然损失了一个核心,但共享的三级缓存并未受到影响,只是原先由四个核心分享,现在则成了三个,因此每个核心可以访问的三级缓存容量可以在系统满载的时候增多8.33%,有利于提高对缓存敏感的程序的性能。

另外,四核心处理器现在的普及率还相当低(据Mercury Research统计,2007年第二季度出货的桌面处理器中只有不到2%是四核心),应用程序对多核心的优化也严重不足,而且三核心架构并不陌生,Xbox 360主机里就是三核心的IBM PowerPC。

不过还有一个问题,就是AMD的产能。如果三核心处理器非常畅销,AMD能否满足订单?是否会把原本正常的四核心也屏蔽一个成三核心?

根据AMD路线图,三核心Phenom处理器将在2008年上半年和2009年上半年分别推出,均支持HyperTransport 3.0总线,其中前者采用Socket AM2+接口,支持DDR2内存,共享2MB三级缓存,而后者会改用Socket AM3接口,同时支持DDR2和DDR3内存,三级缓存则有共享和不存在两种规格。二者的代号均未确定,最终产品是否会叫“Phenom X3”也不一定。

一句话总结:Phenom Triple-Core三核心处理器就是四核心K10 Barcelona/Phenom屏蔽一个不良核心而来的产物,结果就是可以得到更高的主频、相对更大的三级缓存,以及则不支持4+线程的程序里更好的性能。

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双核的定义

双核的定义

双核就是2个核心,核心(Die)又称为内核,是CPU最重要的组成部分。CPU中心那块隆起的芯片就是核心,是由单晶硅以一定的生产工艺制造出来的,CPU所有的计算、接受/存储命令、处理数据都由核心执行。各种CPU核心都具有固定的逻辑结构,一级缓存、二级缓存、执行单元、指令级单元和总线接口等逻辑单元都会有科学的布局。

从双核技术本身来看,到底什么是双内核?毫无疑问双内核应该具备两个物理上的运算内核,而这两个内核的设计应用方式却大有文章可作。据现有的资料显示,AMD Opteron 处理器从一开始设计时就考虑到了添加第二个内核,两个CPU内核使用相同的系统请求接口SRI、HyperTransport技术和内存控制器,兼容90纳米单内核处理器所使用的940引脚接口。而英特尔的双核心却仅仅是使用两个完整的CPU封装在一起,连接到同一个前端总线上。可以说,AMD的解决方案是真正的“双核”,而英特尔的解决方案则是“双芯”。可以设想,这样的两个核心必然会产生总线争抢,影响性能。不仅如此,还对于未来更多核心的集成埋下了隐患,因为会加剧处理器争用前端总线带宽,成为提升系统性能的瓶颈,而这是由架构决定的。因此可以说,AMD的技术架构为实现双核和多核奠定了坚实的基础。AMD直连架构(也就是通过超传输技术让CPU内核直接跟外部I/O相连,不通过前端总线)和集成内存控制器技术,使得每个内核都自己的高速缓存可资遣用,都有自己的专用车道直通I/O,没有资源争抢的问题,实现双核和多核更容易。而Intel是多个核心共享二级缓存、共同使用前端总线的,当内核增多,核心的处理能力增强时,就像现在北京郊区开发的大型社区一样,多个社区利用同一条城市快速路,肯定要遇到堵车的问题。

HT技术是超线程技术,是造就了PENTIUM 4的一个辉煌时代的武器,尽管它被评为失败的技术,但是却对P4起一定推广作用,双核心处理器是全新推出的处理器类别;HT技术是在处理器实现2个逻辑处理器,是充分利用处理器资源,双核心处理器是集成2个物理核心,是实际意义上的双核心处理器。其实引用《现代计算机》杂志所比喻的HT技术好比是一个能用双手同时炒菜的厨师,并且一次一次把一碟菜放到桌面;而双核心处理器好比2个厨师炒两个菜,并同时把两个菜送到桌面。很显然双核心处理器性能要更优越。按照技术角度PENTIUM D 8XX系列不是实际意义上的双核心处理器,只是两个处理器集成,但是PENTIUM D 9XX就是实际意义上双核心处理器,而K8从一开始就是实际意义上双核心处理器。

双核处理器

双核处理器(Dual Core Processor):

双核处理器是指在一个处理器上集成两个运算核心,从而提高计算能力。“双核”的概念最早是由IBM、HP、Sun等支持RISC架构的高端服务器厂商提出的,不过由于RISC架构的服务器价格高、应用面窄,没有引起广泛的注意。

最近逐渐热起来的“双核”概念,主要是指基于X86开放架构的双核技术。在这方面,起领导地位的厂商主要有AMD和Intel两家。其中,两家的思路又有不同。AMD从一开始设计时就考虑到了对多核心的支持。所有组件都直接连接到CPU,消除系统架构方面的挑战和瓶颈。两个处理器核心直接连接到同一个内核上,核心之间以芯片速度通信,进一步降低了处理器之间的延迟。而Intel采用多个核心共享前端总线的方式。专家认为,AMD的架构对于更容易实现双核以至多核,Intel的架构会遇到多个内核争用总线资源的瓶颈问题。

[编辑本段]双核处理器技术

简而言之,双核处理器即是基于单个半导体的一个处理器上拥有两个一样功能的处理器核心。换句话说,将两个物理处理器核心整合入一个核中。企业IT管理者们也一直坚持寻求增进性能而不用提高实际硬件覆盖区的方法。多核处理器解决方案针对这些需求,提供更强的性能而不需要增大能量或实际空间。

双核心处理器技术的引入是提高处理器性能的有效方法。因为处理器实际性能是处理器在每个时钟周期内所能处理器指令数的总量,因此增加一个内核,处理器每个时钟周期内可执行的单元数将增加一倍。在这里我们必须强调一点的是,如果你想让系统达到最大性能,你必须充分利用两个内核中的所有可执行单元:即让所有执行单元都有活可干!

[编辑本段]双核与双芯

双核与双芯(Dual Core Vs. Dual CPU):

AMD和Intel的双核技术在物理结构上也有很大不同之处。AMD将两个内核做在一个Die(晶元)上,通过直连架构连接起来,集成度更高。Intel则是将放在不同Die(晶元)上的两个内核封装在一起,因此有人将Intel的方案称为“双芯”,认为AMD的方案才是真正的“双核”。从用户端的角度来看,AMD的方案能够使双核CPU的管脚、功耗等指标跟单核CPU保持一致,从单核升级到双核,不需要更换电源、芯片组、散热系统和主板,只需要刷新BIOS软件即可,这对于主板厂商、计算机厂商和最终用户的投资保护是非常有利的。客户可以利用其现有的90纳米基础设施,通过BIOS更改移植到基于双核心的系统。

计算机厂商可以轻松地提供同一硬件的单核心与双核心版本,使那些既想提高性能又想保持IT环境稳定性的客户能够在不中断业务的情况下升级到双核心。在一个机架密度较高的环境中,通过在保持电源与基础设施投资不变的情况下移植到双核心,客户的系统性能将得到巨大的提升。在同样的系统占地空间上,通过使用双核心处理器,客户将获得更高水平的计算能力和性能。

Intel的双核处理器分成PentiumD和酷睿系列

PentiumEE只有840

也是PentiumD的一部分

PentiumD又分800系列和900系列

但是都是Netburst架构

PD800系列 代号:Smithfield

就是两个Prescott整合在1个CPU内核里啊

每个CPU集成1M缓存,制程90nm,没有超线程技术

用北桥承担仲裁器

所以只有945以上的芯片组支持PentiumD处理器

FSB分为533MHz和800MHz两种

编号方法:

PD8x5(如805)都是533MHz FSB

PD8x0(如820)都是800MHz FSB,支持64位(EM64T)技术

PentiumD 900系列 代号:Presler

使用2个Cedar Mill处理器(就是65nm P4的处理器家族)

制程65nm,都支持64位(EM64T)技术

每个CPU独享2M缓存

也只有945以上的主板支持PentiumD 900系列

比PentiumD 800系列强的是

PentiumD 900系列支持HT超线程技术

而且PD9x0系列还支持VT(Virtualization Techlonogy)虚拟化技术

可以虚拟1个系统

PentiumD 900的功耗比PentiumD 800低很多

同样3GHz频率:

PD900系列只有214W

PD800系列要252W!

Core酷睿是Intel的新一代双核CPU

现在包括双核和四核处理器!

酷睿只有14级流水线

相对于P4 Northwood 的20级和P4 Prescott的31级减少了很多

酷睿的架构是类似PentiumM Banias的低功耗高效率设计

比PentiumD 系列效率高出40%

同时酷睿保留了EM64T技术

E6000系列的FSB升级到1066MHz

E4000系列都是800MHz FSB

同时,酷睿采用共享二级缓存的方式,减少使用前端总线进行数据交换

效率更高

酷睿的编号方法:

1.开头为T的系列都是笔记本CPU,T系列的CPU中,T2xxx都是Yonah

T5xxx/T7xxx是Merom

T20xx、T2xxxE是533MHzFSB,其他是667MHz FSB

2.开头为E、X的系列都是台式机CPU

其中E开头是双核,E6000系列的FSB是1066MHz,E4000系列是800MHz FSB

X、Q开头是四核处理器

[编辑本段]多核的商业化历程

* 国际商用机器公司的POWER4,2000年发布的第一个双核心模块处理器。

* IBM的POWER5双核心芯片,还有应用在苹果电脑PowerMac G5中的PowerPC 970MP双核心处理器。

* Broadcom SiByte (SB1250, SB1255, SB1455)

* PA-RISC (PA-8800)

* Sun Microsystems UltraSPARC IV, UltraSPARC IV+, UltraSPARC T1

* AMD在2005年4月22日发布了它的双核心Opteron服务器/工作站用处理器,还有2005年5月31日发布的双核心桌面处理器Athlon 64 X2家族,AMD还发布了FX-60和FX-62高性能桌面处理器,以及Turion 64 X2移动处理器。

* Intel的双核心Xeon处理器,开发代号为Paxville和Dempsey,初识频率为3 GHz。该公司当前还在开发双核心版本的Itanium高端服务器CPU架构并生产了Pentium D,Pentium 4的移动版。一个更新的处理器芯片Core Duo,应用在苹果电脑的iMac、高端的Mac mini、MacBook以及MacBook Pro中,以及其他多种如索尼、东芝、华硕等厂家的笔记本电脑中。下一代版本Core 2 Duo,开发代号Conroe,在2006年7月发布。

* Motorola/Freescale在PowerPC e600和e700的基础上开发双核心芯片。

* Microsoft的Xbox 360 游戏终端使用了三核心的PowerPC微处理器。

* Raza Microelectronics的 XLR 处理器拥有8个MIPS核心。

* Cavium Networks的Octeon处理器拥有16个MIPS核心。

[编辑本段]软件许可

另外一个问题是对多核心处理器的软件授权。企业级的服务器软件是以处理器为单位授权。从前,中央处理器只有一个核心而多数电脑只有一个处理器,当然没有问题。在双核心处理器刚面世时,问题来了,有些软件是以核心为单位授权,结果双核心处理器需要两个授权。 现在的主流是把双核心或多核心处理器计算成一个处理器,而微软、英特尔和超微支持这个观点(举例说:微软的Windows入面系统只支援最多四核心的电脑),甲骨文也支持这个观点,但是甲骨文只计算英特尔和超微的多核心处理器为一个处理器,但是把其他的多核心处理器当成多个处理器。国际商业机器、惠普和微软把多处理器模组当成多处理器,理由是如果把多处理器模组当成一个处理器,处理器厂商会制造大型、昂贵的多处理器模组来帮助客户节省软件费用,所以现在行业上渐渐把一枚芯片当作一个处理器。[

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lanyanlei
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:handshake学习了!

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longlong8181