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0x00 快速入门

描述:在我们日常使用的计算机中除了需要有硬件支持,还需要要有软件支持,比如我们的操作系统;
或许您常常你能在装电脑系统中听到一个词驱动,驱动对于我们硬件来说是为了兼容我们的硬件基础设备,比如计算机需要使用SSD磁盘那么操作系统则需要使用NVME驱动来使得SSD硬件设备正常工作;


0x01 基础硬件

1.笔记本电脑组成
(1):液晶显示屏
(2):主机–[键盘、触摸板、光驱、内置音响等输入设备,接口下面来介绍。]

2.笔记本电脑内部结构
笔记本电脑的内部结构基本没变:
主板、CPU、硬盘、内存、光驱、软驱(基本淘汰)、(以太和无线)网卡、modem卡、声卡、显卡、电池、散热装置、PCMCIA插座.

3.笔记本电脑接口
耳机和麦克风插孔、PS/2接口、红外线接口、IEEE 1394视频设备接口、USB接口、读卡器接口、网卡接口、电源接口、Modem接口、VGA接口、HDMI(高清接口)、TV-OUT接口、PCMCIA接口、并口和串口.

4.笔记本组件
主板:安装内部组件的母版,为电脑的各个设备提供接口,由于电脑的各种硬件的数据,指令几乎都要通过主板来传输和通讯。
【外部接口、电池盒、CPU、北桥芯片、南桥芯片、内存/显卡卡槽,无线网卡接口、光驱接口,硬盘接口】

由于笔记本的集成化较高,用户通常只能通过周边设备来对其功能进行扩展!!!

PS/2接口:连接鼠标和外置键盘

  • 不同于台式(PS/2接口的鼠标为绿色,键盘为紫色)得是,笔记本的PS/2接口可以插鼠标也可以插键盘

VGA接口:连接外接显示器和投影仪

  • 标准VGA显示接口为15针D型口

USB接口:连接U盘,鼠标,键盘,移动硬盘,数码相机、网络电话和打印机等USB外围设备

  • USB接口(Universal Serial Bus(通用串行总线)有:usb1.1 (120Mbps/8) 和 usb2.0 (480Mbps/8 = 60MB/s) 和 而USB3.0的最大传输带宽高达5.0Gbps(640MB/s) 】
  • USB为标准接口,通常是4针插口通过这个插头,可以采用菊花链形式把所有的外设连接起来.传输速度取决于电脑主板的USB主控芯片和USB设备的芯片.

IEEE 1394接口:连接数码摄像机类、网络、存储设备中的串口设备接口.

  • 接口有6针和4针两种类型,六角形的接口为6针,小型4角型接口则为4针(不提供电源power引脚)
    优点:传输速度较快,其标准传输速率可以达到400Mbps

红外线接口:用于连接笔记本电脑之间、笔记本与掌上电脑之间等外设之间进行无线通信,但是前提是进行通信的设备必须具有同样的IrDA标准的红外线端口

  • 红外传输端口的传输速度4Mbps,可以使笔记本与其他IrDA兼容的设备和外设进行快速、方便的通信.

PCMCIA接口:(Personal Computer Card International Association Industry Standard Architecture)

  • 笔记本电脑的专用网卡接口,一般笔记本电脑都至少有一个或者一个以上的PCMICIA,接口规格(85.6X54MM),用途影响厚度,主要有3.3mm,5mm,10.5m三种规格.

4.输入设备之笔记本鼠标
触摸板(Touchpad):内置电容感应能获知移动情况,
指点杆(Track Point):移动速度快,定位精确,环境适应性强(适合再审车或者抖动的环境下使用)
轨迹球(老式的笔记本电脑):相当于上面的两种效率低、速度慢、需要经常清洗

5.笔记本电脑的主板 (Mainboard)
描述:笔记本电脑最大的电路板,他是电脑各部件稳定运行的平台,主要起集成各种风格硬件设备的作用,使各设备独立而不孤独的存在,分工而又能合作,共同维持电脑的正常运行。

结构:硬盘架、内存插槽、CPU以及芯片组及散热装置、各种接口;

1)芯片组
芯片组承担着主板上所有元器件相互沟通的重担,并对其通信进行控制,所有芯片组的性能直接影响到整块主板的性能,而芯片组分为南桥和北桥两部分。

  • 北桥:负责CPU,内存和AGP等高速设备的通信(主导作用)。
  • 南桥:负责I/O接口、PCI、USB等低速设备以及BIOS、音频、网络等周边设施。

目前笔记本专用芯片组:Intel、AMD、VIA(威盛)、SIS(矽统)、Ali(扬智)和NVIDIA等几家公司生产。

1-1)其中Intel公司的移动芯片组(占用比重大)

芯片组	支持的CPU	支持的内存	集成显卡
1830PM
Pentium III-M SDRAM PC 133 无
1852GM Mobile Pentium 4 DDR 200/266 有
1915PM Pentium M (Dothan) 双通道 DDRII 533 无
GM965 Core 2 Duo(Merom) 双通道 DDRII 677 有

其中,“PM”是独立的芯片组,”GM”是集成了显示芯片的芯片组。


主板(Mainboard)篇

硬件基础知识之主板(Mainboard)篇:
1.提到主板时难免要接触南北桥芯片( Bridge chips),这是干什么的?如何区分?

  • 北桥(North bridge)芯片主要功能是控制内存。通常情况,主板上离CPU最近的芯片就是北桥芯片了。
  • 南桥(Sourth bridge)芯片很容易和北桥芯片混淆啊!南桥芯片的功能是负责I/O总线之间的通信,如键盘控制器,现在主流的主板已经不存在南桥芯片了。

2.COMS电池是什么回事?

  • COMS电池为BIOS芯片供电,保护其存在的信息。这个COMS电池是圆形的纽扣电池,在主板上,很容易区分。其左右主要为电脑时钟和bios在断电的情况下供电,这也是为什么我们电脑把电源插头拔里,下次开机电脑的时间依然的正常的原因。

3.BIOS(Basic Input/outputSystem),中文全称基本输入/输出系统
-这是集成在主板上的一块Rom芯片。在开机时按del键看到蓝蓝的屏幕就是这个BIOS了(绝大部分为英文界面)。当需要U盘装系统等都需要对bios进行设置才可以。

4.买主板有哪些品牌选择好?还有那些一线品牌、二线品牌怎么区分?

  • 首先回答第二个问,顺便包含第一问的答案。
  • 一线品牌:研发能力强,推出新品速度快、产品线齐全、占用高端产品制造:品牌有华硕、技嘉、Lenovo等。
  • 二线品牌:实力略逊于一线品牌,但也有很好的实力:如富士康,精英、映泰等。
  • 三线品牌:在保证稳定运行的前提下压低价格,性价比较高:如硕泰克的主板。
  • 通路主板:大都是渠道商,没有制造能力,其他代工厂商代工,做工方便基本是三线水准。
    再次使用CPU-Z查看的是主板信息(如下图):
    WeiyiGeek.CPU-Z

5.主板影响整机速度吗?
严格来说我们选主板主要注重的扩展,对速度影响不大,主板的稳定是我们选购很关注的一个方面,比如全固态电容设计的主板稳定性要比非固态电容设计的主板好的多,决定主板档次的一般是主板芯片组。


处理器CPU篇

处理器CPU知识:cpu的描述有这几种:“双核”、“双核四线程”、“四核”、“四核四线程”、“四核8线程
为了给电脑更高的性能一个cup中集成了多个内核,这样电脑的性能就成倍的提升。
随着科技的发展,我们发现每个内核的性能也变的十分强大,于是一个内核又被分成两个线程。
但是我们要注意的是一个cpu分成多个内核,这是物理的分隔,拆开cpu是可以看到的;但是一个内核被分成两个线程是一种超线程技术也就是串代码,操作系统会认为一个线程也是一个内核,有点欺骗操作系统的感觉。

1)CPU的分类
CPU品牌有两大阵营,分别是Intel(英特尔)和AMD,这两个行业老大几乎垄断了CPU市场,大家拆开电脑看看,无非也是Intel和AMD的品牌(当然不排除极极少山寨的CPU)。

  • Intel的CPU又分为Pentium(奔腾)、Celeron(赛扬)和Core(酷睿).Xeon(志强),其性能由高到低也就是Xeon>Core>Pentium>Celeron。
  • AMD的CPU分为Semporn(闪龙)和Athlon(速龙).APU(Accelerated Processing Unit)加速处理器,性能当然是Athlon优于Semporn,APU是用于服务器得(AMD Zen架构8代)的了。

2)CPU的主频认识
提CPU时,经常听到2.4GHZ、3.0GHZ等的CPU,这些到底代表什么?
答:这些类似于2.4GHZ的东东其实就是CPU的主频,也就是主时钟频率单位就是MHZ。这时用来衡量一款CPU性能非常关键的指标之一。
主频计算还有条公式:主频=外频×倍频系数

单击“我的电脑”→“属性”就可以查看CPU类型和主频大小 如下图:
i3-4010U:这里U代表低压版本
WeiyiGeek.i3-4010U

CPU提到的FSB是啥玩意?

  • FSB就是前端总线,简单来说这个东西是CPU与外界交换数据的最主要通道。
  • FSB的处理速度快慢也会影响到CPU的性能。

CPU提及的高速缓存指的又是什么呢?

  • 高速缓存指内置在CPU中进行高速数据交换的储存器。
  • 分一级缓存(L1Cache)、二级缓存(L2Cache)以及三级缓存(L3Cache),一般情况下缓存的大小为:三级缓存>二级缓存>一级缓存
    缓存大小也是衡量CPU性能的重要指标。
    WeiyiGeek.lcache

常提及的 45nm规格的CPU又是什么东西? 

  • 类似于45nm这些出现在CPU的字样其实就是CPU的制造工艺,其单位是微米(ms),为秘制越小,制造工艺当然就越先进了,频率也越高、集成的晶体管就越多!
  • 现在的CPU制造工艺从微米到纳米,从90纳米—65纳米—45纳米—到现在的32纳米—将来的28纳米,再到未来的更低,工艺越小,产品做的越精,功耗低,体积越小。

CPU核心电压对CPU有什么影响?

如何禁用超线程技术?
答:Hyper-Threading是Intel微处理器采用的一种技术,这种技术能够让微处理器在操作系统和应用程序中的性能表现的类似于两个处理器一样。
进入BIOS,找到 Hyper-Threading选项设置成disable。


3) 如何查看CPU处理器核心数

#Windows
wmic cpu get NumberOfCores #表示CPU核心数
wmic cpu get NumberOfLogicalProcessors #表示CPU线程数
#如果都显示的是4 4 则为4核四线程

#Linux
cat /proc/cpuinfo

WeiyiGeek.CPU说明


4) Intel Xeon 处理器新命名规则
描述:E5 双路,E7 系列:铂金(Platinum)、金(Gold)、银(Silver)、铜(Bronze)。

  • E5 单路为工作站用途,命名为 Xeon W;
  • E3 命名为 XEON E 代表Entry,入门级工作站处理器, 原 Xeon D 保持不变;

WeiyiGeek.

比如: 8176F 型号的 CPU 解释

  • 第一位数字:8(铂金)、6/5(黄金)、4(白银)、3(青铜)
  • 第二位数字:代表第N代
  • 第三四位数字:具体 SKU(库存单位)编号
  • 第五位字母后缀:

    • F :Fabric 集成Intel OmniPath Fabric
    • T :高 Tcase/扩展可靠性;
    • M :每 CPU 插槽支持 1.5TB 内存容量,无则为 768GB
    • P :采用 FPGA 封装
  • WeiyiGeek.Xen命名策略


内存(Memory)篇

内存(Memory)知识:
1.电脑弄个内存用来干什么的?

  • 由于内存的速度比硬盘快,当CPU开始工作后,会将部分常用的信息写入内存,需要使用时再从内存中读取,而不是从硬盘中读取。这样读取速度明显快去硬盘的读取速度,提高了效率,因此弄个内存是必要的!

2.经常看到例如DDR2 800 以及 DDR3 1333 这些代表什么?

  • DDR2指的是2代的内存,内存分为DDR(1代)、DDR2(2代)、DDR3(3代)、DDR4(4代),当然性能对比4代性能>3代性能>2代的>1代的。至于类似于DDR2 800 这里的800指的就是内存总线频率,内存总线频率决定主板前端总线频率,如DDR2 800 内存,主板的前端总线也只能达到800MHZ的速度,DDR3 1333为内存总线频率1333MHZ,主板的前端总线也只能达到1333MHZ的速度
  • 目前是使用的DDR4内存是新一代的内存规格,2011年1月4日,三星电子完成史上第一条DDR4内存,普遍是8G、16G

3.内存的数据带宽都是指什么?
简单来说是指内存的数据传输速度,内存公式 数据带宽=总线频率×带宽位数÷8
举个例子DDR 800内存数据带宽=800(MHZ)×64(Bit)÷8=6.4(GB/s),如果开双通道的话则乘以2也就是12.8GB/s。

还是利用CPU-Z软件查看内存的详细参数(如下图):
WeiyiGeek.内存

DDR4相比DDR3最大的区别有三点:

  • 16bit预取机制(DDR3为8bit),同样内核频率下理论速度是DDR3的两倍;
  • 更可靠的传输规范,数据可靠性进一步提升;
  • 工作电压降为1.2V,更节能

我们上面所说主要是针对于个人PC,服务器还需要进行查看该内存条是否支持ECC(差错校验)或者REG;


什么是ECC内存?
ECC的英文全称是“Error Checking and Correcting”,对应的中文名称就叫做“错误检查和纠正”,ECC本身并不是一种内存型号,也不是一种内存专用技术,它是一种广泛应用于各种领域的计算机指令中,是一种指令纠错技术。它比奇偶校正技术更先进的方面主要在于它不仅能发现错误,而且能纠正这些错误,这些错误纠正之后计算机才能正确执行下面的任务,确保服务器的正常运行

那是因为并不是一种影响内存结构和存储速度的技术,它可以应用到不同的内存类型之中,就象我们在前面讲到的“奇偶校正”内存,它也不是一种内存,最开始应用这种技术的是EDO内存,现在的SD也有应用,而ECC内存主要是从SD内存开始得到广泛应用,而新的DDR、RDRAM也有相应的应用,目前主流的ECC内存其实是一种SD内存。


怎么区分内存是不是ECC(区分ECC与non-ECC内存条)?

  • 1.内存上的颗粒数(DIMM的黑色IC芯片数),因为做ECC校验的话需要在内存条的每一个单面上增加一颗IC,其次赛芯片数能被三整除的就是ECC内存,如果不能被三整除就是非ECC内存
  • 2.用CPU-Z看一下校验后面必须标注“ECC”才是ECC内存。
  • 3.看内存条型号后是否带有E

WeiyiGeek.

注意事项:

  • 想使用ECC内存,需要主板支持(一般在服务器上面广泛应用),最好进BIOS里面查看是否存在DRAM ECC Mode Auto;
  • 需要注意服务器处理器Inter于AMD对其的支持;

机箱电源(Power)篇

机箱电源知识一直是大家不怎么重视的环节,也是商家利润最多环节之一,在电脑诚装机大家往往喜欢选用商家推荐的机箱电源组合,其实大家有没去仔细研究下,不纯净的电源会为电脑各种故障埋下伏笔,以前我们也一再强调了这个问题,所以笔者推荐电源尽量购买一些有口碑的稳定性要好,功率必须能够满足整机需求。

电源的功率有三种,请注意区分,很容易被忽悠的一点!

  • 分别有:额定功率、最大输出功率和峰值功率。
  • PFC分为主动式和被动式,主动式更节能。
  • 3C通常电源都标明的,山寨冒牌除外(当然也可以伪造,其实就贴个标签),3C就是指中国强制性认证。

显示器(Display device)篇

显示器知识:
1.显示器分哪几种类型?

  • 显示器类型分两种,CRT显示器(阴极射线管)和LCD显示器(也就是液晶显示器),CRT显示器已经老掉牙了。
  • 推荐阅读: LCD与LED液晶显示屏的区别 lcd与led哪个更好?
  • 显示器屏例选购技巧 屏幕比例16:10与16:9选择指南

2.什么是显示器的带宽?

  • 显示器的带宽是反映显示器的显示能力,带宽越大、显示器的响应速度越快,信号失真越少。
  • 计算带宽的公式,带宽=水平分辨率×垂直分辨率×最大刷新率损耗系数(一般为1.5)。

3.买显示器时难免要提可视角、亮度、响应时间和对比度等,这些啥来的?
可视角度:就是大家站在位于屏幕正前方的某个位置,仍能清晰看见屏幕影像时的最大角度;从最左侧能高清楚到最右侧能看清画面所形成的角度,角度越大可视角度越好,一般目前的LED显示器角度多数在160度左右。
亮度:一般来说LCD显示器亮度越高越好。
对比度:直接决定LCD显示器色彩是否丰富的参数。
响应时间:响应时间是指LCD各像素点对输入信号的反映速度,越短越好,目前比较出色的显示器响应时间在1.5ms左右。
编辑总结:显示器购买一般我们注重的就是以上参数了,实际购买不仅需要结合以上知识,同时注意检查显示屏是否有坏点等情况,还有更重要的是显示器多对比几个,看看哪些画面看着最舒服,才是最适合自己的。


了解一下接口、带宽、分辨率、色深之间的关系。

  1. 色深(bit)
    色彩专业领域的显示器有标上8bit/10bit面板,bit代表的还是计算机二进制中的基本单位,而二进制信息是由0和1组成的,套用到显示器上也是一样的。

    • 假设我做了一台显示器,采用的是1bit面板,表示显示器的像素点只能识别1位信息。像素点可以展现的信息是“1”或者是“0”,那么这个像素点可以显示2(2^1)位颜色,而每个像素点是由RGB三种颜色组成,所以最终我们显示器可以展现出2^1^3=8种颜色。

    • 假设我做的显示器是2bit面板时,表示显示器的像素点只能识别1位信息,那么这个像素点可以展现的信息是“00”“01”“10”和“11”四种,那么这个像素点可以显示2^2^3=64种颜色。以此类推,显示器如果是8bit面板将可显示2^8^3=16777216种颜色。

  2. 带宽
    描述:色深和带宽接口有什么关系?
    答:接口是用来传输数据的,带宽则代表了接口传输数据的快慢。很多时候并不是我们的电脑不行,很可能是你用的接口限制了你的画面传输。

    目前我们一般使用的显示器是8bit色深的显示器,那我们就来计算一下在8bit色深(因为一个像素点是由RGB三色组成,所以一个像素点的数据需求24bit) 60fps的情况下,1080p、2K、4K各自需要多少的带宽进行数据传输:(分辨率 x 色深 x fps)

    • 1080p:1920x1080×24bit×60fps=2.99Gbps
    • 2K:2048×1556×24bit×60fps=4.59Gbps
    • 4K:4096×2160×24bit×60fps=11.94Gbps


      HDMI使用的TMDS(最小化传输差分信号)机制,8bit/10bit编码方式,实际效率是理论值的80%,所以那个11.94Gbps的带宽实际需要1.25倍带宽,也就是14.9Gbps。而DP则不会出现这种问题。

分辨率 1080P 4K 8K 如何选择?
WeiyiGeek.

目前4K分为了入门级4K、运营商级4K、极致4K。国际电联ITU设定的观看4K最佳帧频是120Hz,最低色彩编码是10-bit;
其中运营商级4K体验标准可以满足60Hz帧率、10-bit色深,接入带宽要求在50兆以上。
目前大规模宣传的是4K 30Hz,而极致4K则需要4K/120Hz/12bit。

  • 入门级4K:4096×2160×24bit×30fps=6.37Gbps
  • 运营级4K:4096×2160×30bit×60fps=15.93Gbps
  • 极致级4K:4096×2160×36bit×120fps=38.22Gbps

目前HDMI2.1的速率为48Gbps * 80%,DP1.4的速率为32.4Gbps,虽然看起来HDMI速率比DP要好,但是HDMI传输仅仅只能达到80%效率,而且还有音频要占用带宽,面对极致4K使用HDMI2.1的线材也不一定够用。


光驱(CD-ROM device)篇

1.光驱有什么区别?

  • CD(700-800MB)光驱包括CD-ROM和CD刻录机,用于CD光盘。
  • DVD(4.7GB)光驱包括DVD-ROM光驱和DVD刻录机光驱。
    • DVD光盘容量通常比CD光盘容量大!目前cd已被光驱逐渐淘汰,能看到的多数是DVD或刻录机。

由于光驱一般用的也不多,主要是用作看碟或安装软年等,还有就是安装系统,不过目前光驱的作用越来越小,比如看电影我们可以在网上看,软件也可以直接下载安装,装系统可以使用硬盘直接安装或使用U盘装系统等。


网卡(NIC)篇

描述:网卡一般被集成到主板之上,但也能单独进行安装;
网络适配器就是网卡(Network interface card)-简称NIC,在LAN中最基本/重要的网络连接设备,它的好坏与网络性能紧密相关,无论是有线还是无线,计算机里面都需要插入一个与传输介质相适应的网卡(现在笔记本主板大多数都是集成网卡)

1)网卡的分类:
网卡的计算机总线接口(ISA接口)连接计算机主板上的总线(基本淘汰),目前市场上的主流网卡是PCI总线的网卡,传输介质连接口(RJ-45与BNC接口)连接传输介质。

网卡主要完成数据在 串行传输介质并行传输介质的 计算机总线之间的转换功能。

ISA接口的网卡有两种:8位ISA网卡和16位ISA网卡。

  • 8位ISA网卡目前已被淘汰,市场上常见的是16位ISA接口的10M网卡(老掉牙),它的惟一好处就是价格低廉,如比较有名的NE2000等,适合于一些如网吧等要求不高的场合使用,而VESA、EISA网卡速度虽然快,但价格较贵,市场很少见。
  • PCI网卡的理论带宽为133M又可分为10M PCI网卡和10/100M PCI自适应网卡两种类型。
    10M PCI网卡价格较便宜,被低端用户广泛采用;而10/100MPCI自适应网卡作为当今的主流产品,可根据需要自动识别连接网络设备的工作频率,自动工作于10M或100M的网络带宽下。

TIPS:PCI总线网卡的另一好处是比ISA网卡的系统资源占用率要低得多
USB接口网卡,主要是为了满足没有内置网卡的笔记本用户,它通过主板上的USB接口引出来的。

2)网卡的两个功能:
1.将数据封装成数据帧,进而转换成信号(将数字信号[01010101] Convert 电信号[高低电平]),通过网线(电磁波)将数据发送到网络上面去。
2.接收网络上的传输信号,并识别为帧,处理后发送给计算机中的上层处理程序。

网卡接收传输介质上面的数据时候,默认情况只接收目的地址为该计算机的帧和广播帧,其余的丢弃,传送给CPU处理。
当计算机发送数据时候,网卡会在数据中将等待的时间插入到发送的位流中,接通方通知计算机数据帧是否完整地达到,如果出现问题将要求对方重新发送。

网卡的ID号: 每一块网卡都有一个唯一的ID号,叫做MAC(Media Access Control)地址或物理地址,由厂商代号和网卡编号两部分组成,MAC地址被刻录在网卡的ROM中。
MAC地址在网络中标识计算机的身份,实现网络中不同计算机进行相互通信和信息交互。

3)网卡的选型考虑:
网络的不同类型:以太网(Ethernet)、令牌网、FDDI、ATM、和无线网络等,不同的网络必须采用与之适应的网卡。

计算机的接口总线类型:
ISA网卡、PCI网卡、专门用于笔记本的PCMCIA接口(Personal Computer Card International Association Industry Standard Architecture)、USB网卡、EISA、VESA

  • 在服务器上通常使用PCI或EISA总线的智能型网卡
  • 工作站则采用可用PCI或ISA总线的普通网卡
  • 在笔记本电脑则用PCMCIA总线的网卡或采用并行接口的便携式网卡。
    PC机基本上已不再支持ISA连接,所以当为自己的PC机购买网卡时,千万不要选购已经过时的ISA网卡而应当选购PCI网卡

传输介质接口类型:
AUI、BNC、RJ-45、光纤接口以及无线网卡。

网卡的速率不同:应根据服务器或工作站的带宽需求并结合物理传输介质所能提供的最大传输速率来选择网卡的传输速率。

  • 以以太网为例可选择的速率就有10Mbps,10/100Mbps,1000Mbps,甚至10Gbps等多种,但不是速率越高就越合适。
  • 例如为连接在只具备100M传输速度的双绞线上的计算机配置1000M的网卡就是一种浪费,因为其至多也只能实现100M的传输速率。

4)网卡硬件接口指示灯
R45接口左侧是链路,而右侧是活动指示灯,链路显示绿灯表示1000M,而显示琥珀色则是10/100M,如果是活动指示灯是闪烁的表示正在传送数据;


显卡(Graphics)篇

显卡(Video card,Graphics card)全称显示接口卡,又称显示适配器,是计算机最基本配置、最重要的配件之一。

显卡作为电脑主机里的一个重要组成部分,是电脑进行数模信号转换的设备,承担输出显示图形的任务。

显卡接在电脑主板上,它将电脑的数字信号转换成模拟信号让显示器显示出来,同时显卡还是有图像处理能力,可协助CPU工作,提高整体的运行速度。

对于从事专业图形设计的人来说显卡非常重要,民用和军用显卡图形芯片供应商主要包括AMD(超微半导体)和Nvidia(英伟达)2家。

在科学计算中显卡被称为显示加速卡
WeiyiGeek.显卡图

①有人说GPU是显卡的灵魂,为何这样说?
GPU是显卡的核心,负责大部分图形设计工作,直接决定了显卡的整体性能水平。说它是显卡灵魂,一点都不过分。现在酷睿i3等的CPU还集成了GPU,相当于cpu中集成了显卡。

②显存是衡量显卡十分重要的指标,简单介绍一下

显存对显卡性能发挥很大影响。
MHZ是显存的单位。显存也分为GDR、 GDR2和GDR3,和现在的GDR5四种,将来还有更高的。显存速度单位是ns。显存位宽指显存在一个时钟周期内所能传递数据的位数,位数越大传输数据量越大。

显存容量有共享内存和实际显存之分,共享显存是利用虚拟内存的容量,而虚拟内存则是使用硬盘的容量。
实际显存性能大于共享显存的性能,这点很容易混淆,也是JS忽悠我们的地方。
性能上目前GDR5>GDR3>GDR2>GDR,目前市场上能看到的对数的GDR3与GDR5显卡,GDR3以下级别显卡均已淘汰。

③显卡的核心频率是什么?
显卡的核心频率是指核心芯片的工作频率,显卡超频通常就是提供核心频率。

④显卡接口类型分哪些?

  • ISA显卡:老式的VGA使用
  • VESA显卡:是“VideoElectronicStandardsAssociation”(视频电子工程标准协会)的缩写,80486的个人计算机大多采用这一标准的显卡
  • PCI显卡:通常被使用于较早期或精简型的计算机中,此类计算机由于将AGP标准插槽移除而必须仰赖PCI接口的显卡
  • AGP显卡:基本已经退出历史舞台了
  • PCI Express显卡:用USB或Thunderbolt高带宽线材连接到外接PCI Express显卡盒,需要用独立电源供应。

显卡分类:
⑤独立显卡和集成显卡哪个好?
  首先介绍下什么是独立显卡,与集成显卡,独立显卡就是单独购买的一块显卡,而集成显卡就是主板上集成了显卡,或者目前比较新的cpu上集成显卡核心。一般游戏用户与大型软件电脑配置都选独立显卡,集成显卡由于受空间等限制,性能比较差无法满足主流游戏与大型应用需求,但可以满足一般影音娱乐与简单游戏或者办公需求,速度相对来说没独立显卡的快。
  独立显卡与集成显卡在于后者需要共享系统的内存作为显存,前者则单独配置显存。性能上,集成显卡无法与独立显卡相比,前者贵。集成显卡和独立显卡根本就是两个档次!

1、集成显卡
集成显卡是将显示芯片、显存及其相关电路都做在主板上,与主板融为一体;集成显卡的显示芯片有单独的,但大部分都集成在主板的北桥芯片中;一些主板集成的显卡也在主板上单独安装了显存,但其容量较小,集成显卡的显示效果与处理性能相对较弱,不能对显卡进行硬件升级,但可以通过CMOS调节频率或刷入新BIOS文件实现软件升级来挖掘显示芯片的潜能

2、独立显卡
独立显卡是指将显示芯片、显存及其相关电路单独做在一块电路板上,自成一体而作为一块独立的板卡存在,它需占用主板的扩展插槽(ISA、PCI、AGP或PCI-E)

3、核芯显卡
核芯显卡是Intel新一代图形处理核心,和以往的显卡设计不同,Intel凭借其在处理器制程上的先进工艺以及新的架构设计,将图形核心与处理核心整合在同一块基板上,构成一颗完整的处理器
智能处理器架构这种设计上的整合大大缩减了处理核心、图形核心、内存及内存控制器间的数据周转时间,有效提升处理效能并大幅降低芯片组整体功耗,有助于缩小了核心组件的尺寸,为手提电脑、一体机等产品的设计提供了更大选择空间

WeiyiGeek.显示适配器



显卡主要参数:

  • 1.显示芯片(芯片厂商、芯片型号、制造工艺、核心代号、核心频率、SP单元、渲染管线、版本级别)
  • 2.显卡内存(显存类型、显存容量、显存带宽(显存频率×显存位宽÷8)、显存速度、显存颗粒、最高分辨率、显存时钟周期、显存封装)
  • 3.技术支持(像素填充率、顶点着色引擎、3D API、RAMDAC频率)
  • 4.显卡PCB板(PCB层数、显卡接口、输出接口、散热装置)


显卡性能主要参数
什么是一张好的显卡,第一位宽,第二就是频率,第三就是流处理器,第四就是显存颗粒;

  • 1.位宽:比如MX150拥有64Bit的位宽(适合带720P的屏幕),就是有着64条马路一次最多能通行64辆车;

    • 主流的配置都是128Bit起步像GTX1050/GTX1050Ti。更高的GTX1066有256Bit,GTX1065有196Bit
  • 2.频率:比如MX150有两种版本,一种是高频率的主频是1500MHz左右,一种是低频率的主频是1000MHz左右,频率就像公路上的汽车一样,64条马路上跑着64辆车,150KM的汽车一定比100KM的汽车跑得快

    • 高频率的MX150会优先完成任务
  • 3.流处理器: 流处理可以理解为司机.比如MX150拥有384位司机来回调动完成任务;

    • 可GTX1050有着640位司机,GTX1080Ti有着3584位司机
  • 4.显存颗粒:显卡主流采用DDR5

  • 5.显示帧数:帧数越高越好,帧数为帧生成数量的简称。每一帧都是静止的图象,快速连续地显示帧便形成了运动的假象,因此高的帧率可以得到更流畅、更逼真的动画。

    • 帧数越高画面越流畅,但相应的需要耗费更多显卡和内存资源
    • FPS”也可以理解为我们常说的“刷新率(单位为Hz)”,例如我们常在CS游戏里说的“FPS值”,一般我们设置缺省刷新率都在75Hz(即75帧/秒)以上
    • 电影以每秒24张画面的速度播放,也就是一秒钟内在屏幕上连续投射出24张静止画面,有关动画播放速度的单位是fps,其中的f就是英文单词Frame(画面、帧),p就是Per(每),s就是Second(秒)
    • 例如:75Hz的刷新率刷也就是指屏幕一秒内只扫描75次,即75帧/秒。而当刷新率太低时我们肉眼都能感觉到屏幕的闪烁,不连贯,对图像显示效果和视觉感观产生不好的影响。


显卡常见品牌:
显卡业的竞争也是日趋激烈,各类品牌名目繁多,以下目前比较常见的一线厂商和较为有名的厂商.
其中NVidia显卡 (全球第一大显卡芯片研发和制造商)我们喜欢称为N卡
ATI显卡 (全球唯一能和NVidia显卡抗衡的显卡芯片制造商)我们简称为A卡
仅供参考:
蓝宝石、华硕、迪兰恒进、索泰、讯景、技嘉、映众、微星、映泰、铭瑄、翔升、盈通、七彩虹、影驰、丽台。

A—代表该品牌主要使用ATI显卡芯片
N—代表该品牌主要使用NVidia显卡芯片
A N—代表该品牌ATI和NVidia显卡芯片都在使用

1 微星(MSI)显卡 (全球出货量最大的显卡品牌,A N)
2 丽台(Leadtek)显卡 (全球最著名的专业绘图卡的厂商,N)
3 华硕(ASUS)显卡 (台湾板卡四大天王之一,A N)
4 蓝宝石(Sapphire)/柏能显卡 (“ATI原厂显卡”的代工厂,A )
5 迪兰恒进(Dataland)/撼迅 (ATI的三大合作伙伴之一,A)
6 技嘉(Gigabyte)显卡 (ATI的三大伙伴之一,A N )
7 七彩虹(colorful)显卡 (中国占有量最大的显卡品牌.A N )
8 鸿海/富士康(Foxconn)显卡 (为许多一线品牌代工生产显卡.A N)
9 艾尔莎(ELSA)显卡 (曾经一度是显卡业霸主 ,A N)
10 影驰(GALAXY)显卡 (香港品牌,以做工华丽著名,N)

显卡天梯图供参考:http://diy.pconline.com.cn/cpu/study_cpu/1211/3081901_2.html

显卡接口
视频接口我们目前能常接触到的就有VGA、DVI、HDMI和DP接口,而且到目前为止还是有很多显卡还在支持老式的VGA、DVI接口。

  • 显示器数据线性能:DP>HDMI>DVI>VGA

分类:

    1. VGA接口:是模拟信号,目前已经被主流淘汰;不过在老的显示器时常会使用一个HDMI或者其他接口转VGA接口的转接器。
    1. DVI接口:DVI是高清接口但不带音频,DVI视频接线只传输画面图形信号,但不传输音频信号。目前比较好的DVI接口能够传输2K画面,但也基本是极限了;
    • 弊端:由于最初设计时是为PC端进行的,所以对于电视等兼容能力较差、只支持8bit的RGB信号传输、兼容性考虑,预留了不少引脚以支持模拟设备,造成接口体积较大。
    1. HDMI接口:HDMI既能传输高清图形画面信号,也能够传输音频信号,一般来说家里会接电视,而且抗干扰强。
    • 目前最高的HDMI2.1标准,支持8k 60Hz和4k 120Hz,分辨率最高可以达到10K。其还支持高动态范围HDR,并且带宽提高到了48Gbps。
    • HDMI的三种接口:(标准HDMI(A) / Mini HDMI(C) / Micro HDMI(D) )

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    1. DP接口:高清数字显示接口标准,可以连接电脑和显示器,也可以连接电脑和家庭影院。DP接口可以理解是HDMI的加强版,在音频和视频传输方面更加强悍
    • 与HDMI的区别:性能上没有多少区别,但是如果你使用3840*2160分辨率(4K),HDMI由于带宽不足,最大只能传送30帧,而DP就没有问题。

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显卡常见故障:
1、开机无显示
此类故障一般是因为显卡与主板接触不良或主板插槽有问题。对于一些集成显卡的主板,如果显存共用主内存,则需注意内存条的位置,一般在第一个内存条插槽上应插有内存条。由于显卡原因造成的开机无显示故障,开机后一般会发出一长两短的蜂鸣声(对于AWARD BIOS而言)

2、颜色显示不正常
此类故障一般有以下原因:1. 显卡与显示器信号线接触不良;2. 显示器自身故障;3. 在某些软件里运行时颜色不正常,一般常见于老式机,在BIOS 里有一项校验颜色的选项,将其开启即可;4. 显卡损坏;5. 显示器被磁化,此类现象一般是由于与有磁性的物体过分接近所致,磁化后还可能会引起显示画面出现偏转的现象

3、死机
出现此类故障一般多见于主板与显卡的不兼容或主板与显卡接触不良;显卡与其它扩展卡不兼容也会造成死机

4、花屏
显示花屏,看不清字迹此类故障一般是由于显示器或显卡不支持高分辨率而造成的。花屏时可切换启动模式到安全模式,然后再在Windows 98下进入显示设置,在16色状态下点选“应用”、“确定”按钮。重新启动,在Windows98系统正常模式下删掉显卡驱动程序,重新启动计算机即可

也可不进入安全模式,在纯DOS环境下,编辑SYSTEM.INI文件,将后,存盘退出,再在Windows里更新驱动程序
display.drv=pnpdrver 改为 display.drv=vga.drv

5、显卡驱动程序丢失
显卡驱动程序载入后,运行一段时间驱动程序就自动丢失,此类故障一般是由于显卡质量不佳或显卡与主板不兼容,使得显卡温度太高,从而导致系统运行不稳定或出现死机,此时只有更换显卡

6、屏幕出现异常杂点或图案
此类故障一般是由于显卡的显存出现问题或显卡与主板接触不良造成。需清洁显卡金手指部位或更换显卡

另外由于标准版天梯图空间较小,我们在此将差距为5%以内的产品视为同级,但写在前面的产品性能要稍优于后者,
例如:RX 560/460 1024SP,这里RX560的性能就稍优于RX460 1024SP。


硬盘(Disk)篇

描述:硬盘(Hard Disk)知识,

存储器(memorizer):外存储器(Disk),内储存器(Memory)
硬盘(Hard Disk): 蓝盘 ( bluedisk ),与固态硬盘 (solid state disk)

1.IDE、SATA指硬盘的什么东西?

  • 硬盘的接口类型分为IDE、SATA(Serial ATA)和SCSI,前两者用于家用电脑,后者用于服务器。IDE接口已经退出市场了,目前SATA1/2/3的接口是硬盘的主流。

2.目前硬盘的容量有哪些?

  • 目前来说,硬盘(蓝盘)主流容量都是320GB、500GB、1TB等。现在的硬盘也很便宜,500GB的2三百快足矣,320G硬盘已经慢慢退出了我们的视线,随着2T以上容量硬盘上士,1T硬盘将成为主流。
    现在越来越多得人使用Soild state disk(SSD-固态),因为它的读取与写入速度相对与蓝盘都比较快,但价格贵,现在一般都是 128GB,256GB,512GB为主流.

3.什么是硬盘的寻道时间?

  • 顾名思义,寻道时间就是指硬盘从电脑发生一个寻道地址命令,到相应目标数据被找到所需的时间,速度越快硬盘读取数据越快。

4.解释一下硬盘的高速缓存

  • 所谓硬盘的高速缓存,就是在读取时,硬盘数据被存入高速缓存中,当CPU需要数据时,再将高速缓存的数据调入内存。

5.硬盘的转速重要吗?

  • 重要硬盘的转速是硬盘电机的主轴转速,它是决定硬盘内部传输率快慢的重要参数之一。目前硬盘的转速主要是5400 rpm(转每分钟)、7200rpm。当然7200rpm的硬盘比5400rpm的硬盘好,速度要快。

检查硬盘健康的软件HD Tune:
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硬盘接口一览介绍
硬盘接口通俗理解就是硬盘和计算机其他部分相互连接的方式,各种接口拥有自己独特的用途和适用的范围;
主流硬盘接口:IDE 、SCSI、SATA 、mSATA 、M.2
硬盘协议:AHCI、NVMe

  • IDE 接口:“常见的硬盘接口是IDE或者SATA(出现比IDE晚),现在硬盘接口几乎SATA是标配置,市场上几乎没有IDE接口的硬盘了。
    • 优点:该接口的硬盘价格低廉、兼容性强、性价比高。
    • 缺点:数据传输速度慢、线缆长度过短、连接设备少、不支持热插拔、接口速度的可升级性差。

左边电源接口(4圆柱)/中间是跳线用来设置主从盘的/右边是数据线
WeiyiGeek.IDE线接入

  • SCSI接口:SCSI是Small Computer System Interface(小型计算机系统接口)的缩写,使用50针接口,外观和普通硬盘接口有些相似;
    • 优点(对比普通):接口速度快,主要用于服务器,因此硬盘本身的性能也比较高,硬盘转速快,缓存容量大,CPU占用率低,扩展性远优于IDE硬盘,并且支持热插拔。

WeiyiGeek.

  • SATA接口: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(SATA接口的实际传输速率需要主板的支持。)
    • 目前 SATA接口,有1.0、2.0、3.0三个版本,版本号越大,出现的时间就越晚,性能就越好主要是数据传输速率更快。
    • SATA接口的版本是向下兼容的,高版本的SATA接口兼容低版本的SATA接口。
    • SATA硬盘主从盘设置是在bois,这里的跳线主要设置SATA的传输速率的

WeiyiGeek.mSATA接口

  • mSATA接口:主要是用在笔记本上: 比如商务本,超极本,主流笔记本等,现在主流笔记本接口SATA接口的SATA3版本;

WeiyiGeek.SATA接口

  • M.2接口是Intel推出的一种替代mSATA新的接口规范,是为超极本(Ultrabook)量身定做的新一代接口标准,以取代原来的mSATA接口
    • 无论是更小巧的规格尺寸,还是更高的传输性能,M.2都远胜于mSATA。
    • M.2接口一般分为两种,一种是走传统的SATA AHCI协议与普通SATA固态硬盘性能没有差别;另一种则是使用全新的NVMe协议,可以提供SSD高达3000MB/s以上的性能,可谓天差地别。

固态硬盘协议
SSD(固态硬盘)最为主流的传输协议有两种。

  • AHCI协议:全称为串行ATA高级主控接口/高级主机控制器接口,它允许存储驱动程序启用高级串行ATA功能,在使用SATA SSD的时候,一定要在主板设置中开启AHCI模式。
    • 使用SATA SSD的时候,一定要在主板设置中开启AHCI模式。
  • NVMe协议:由于SSD发展不能再使用STAT来中AHCI协议来限制DDS,代表着未来性能走向.
    • 所谓NVME协议,在于充分利用PCI-E通道的低延时以及并行性,在可控制的存储成本下,极大的提升SSD的读写性能,降低由于AHCI接口带来的高延时,彻底解放SATA时代SSD的极致性能。
    • 由于闪存颗粒和主控的原因,M.2 NVMe协议的固态硬盘价格都特别高,比SATA协议的固态硬盘高出一倍左右的价格

系列产品:

  • 最具性价比的 M.2接口 SSD: 威刚/Adata XPG SX7000
  • 最具性价比的 SATA接口 SSD:三星850 Evo
  • 最具性价比的笔记本 SSD:SanDisk Ultra II
  • 最具性价比的移动固态硬盘:西数 My Passport SSD

WeiyiGeek.m2.PCIe.NVMe

Q :安装windows10或者Windows8系统时候经常会出现蓝屏?
解决:修改下硬盘接口或者关闭AHCI模式,安装固态硬盘还需要开启AHCI模式等等。


0x02 设备驱动

Q:什么是系统驱动库?
答:Windows操作系统一般而言都会自带一些驱动,这些驱动具有广泛的通用性,换句话说,系统驱动库的意义是广泛兼容基础硬件,这也是为什么每当我们安装完操作系统后基础硬件驱动就已经全部打好了。

  • 同时系统驱动库也会包含一些经典常见硬件的驱动,例如经典款的网卡、声卡、打印机驱动等,这让我们不依赖第三方驱动就能正常使用它们。
  • 而当一个硬件的驱动不包含于系统驱动库时,这个硬件就需要使用第三方驱动,而我们平时所经常说的“装驱动”其实就是在为这些不包含于系统驱动库的设备安装驱动。