修改部分网站 #3
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## 第一章:学习电脑
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- 东北大学 张送柱(@Hmtsai 的计算机老师)
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- ZXL-Q
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> 每个子名单排名不分先后
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好了﹐这里要说的是电脑的大脑。
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`Central Processing Unit`(CPU) 我们翻译成中央处理器。一些专业的大型电脑,其CPU可以很大(不过绝大多数以计算机集群为主)﹐但在PC上面的CPU只是比饼干还要小的一片陶瓷片。只要打开电脑﹐把风扇拿掉,就可以一睹CPU的庐山真面目了。我们常问“您的机器是什么型号的啊?”﹐其实问的多指CPU的型号。或许您听过什么Intel I3,I5,I9等CPU﹐他们所代表的可以说是不同生产年代。事实上,除了Intel的CPU外,还有其它牌子的CPU可供选择。比方说:AMD等等。
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`Central Processing Unit`(CPU) 我们翻译成中央处理器。一些专业的大型电脑,其CPU可以很大(不过绝大多数以计算机集群为主)﹐但在PC上面的CPU只是比饼干还要小的一片陶瓷片。只要打开电脑﹐把风扇拿掉,就可以一睹CPU的庐山真面目了。我们常问“您的机器是什么型号的啊?”﹐其实问的多指CPU的型号。或许您听过什么Intel I3,I5,I9等CPU﹐他们所代表的可以说是不同型号的CPU。事实上,除了Intel的CPU外,还有其它牌子的CPU可供选择。比方说:AMD,龙芯等等。
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> 译者注: mainframe、CPU型号、品牌等为过时内容,已更改或删除
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CPU的功能如何呢?说来很复杂,主要为五个部分:
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@ -29,12 +29,12 @@ CPU的功能如何呢?说来很复杂,主要为五个部分:
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我们常追求最新最快的CPU,但是不同年代的CPU究竟不同在哪里呢?如果真要解释清楚,恐怕要写一本书出来。不过,下面的表格相信也可以帮助我们了解一下。
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| 项目/类型 | [80386(1985)](https://baike.baidu.com/item/Intel%2080386/433177) | [Pentium(奔腾)4(2000)](https://baike.baidu.com/item/%E5%A5%94%E8%85%BE4/9113325) | [I5-6400(2010)](https://www.intel.cn/content/www/cn/zh/products/sku/88185/intel-core-i56400-processor-6m-cache-up-to-3-30-ghz/specifications.html) | [I5-10400(2019)](https://www.intel.cn/content/www/cn/zh/products/sku/199271/intel-core-i510400-processor-12m-cache-up-to-4-30-ghz/specifications.html) | [I5-14600(2023)](https://www.intel.cn/content/www/cn/zh/products/sku/199271/intel-core-i510400-processor-12m-cache-up-to-4-30-ghz/specifications.html) |
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| 项目/类型 | [80486(1989)](https://baike.baidu.com/item/80486/7473784) | [Pentium(奔腾)4(2000)](https://baike.baidu.com/item/%E5%A5%94%E8%85%BE4/9113325) | [I5-6400(2010)](https://www.intel.cn/content/www/cn/zh/products/sku/88185/intel-core-i56400-processor-6m-cache-up-to-3-30-ghz/specifications.html) | [I5-10400(2019)](https://www.intel.cn/content/www/cn/zh/products/sku/199271/intel-core-i510400-processor-12m-cache-up-to-4-30-ghz/specifications.html) | [I5-14600(2023)](https://www.intel.cn/content/www/cn/zh/products/sku/199271/intel-core-i510400-processor-12m-cache-up-to-4-30-ghz/specifications.html) |
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| :------------ | :---------: | :-------------------: | :-----------: | :------------: | :---------------: |
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| 指令集架构 | x86 | x86 | x86-64 | x86-64 | x86-64 |
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| 核心数 | 1 | 1 | 4 | 6 | 6P(大)+8E(小) |
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| 计算速度 | 16-33 MHz | 1.3-3.8 GHz | 2.7(3.3) GHz | 2.9(4.3) GHz | P:2.7 Ghz E:2 Ghz |
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| 制程 | ? | 65-180nm | 14nm | 14nm | 7nm (Intel 7) |
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| 计算速度 | 33-100 MHz | 1.3-3.8 GHz | 2.7(3.3) GHz | 2.9(4.3) GHz | P:2.7 Ghz E:2 Ghz |
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| 制程 | 1000nm | 65-180nm | 14nm | 14nm | 7nm (Intel 7) |
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> 以上CPU链接均摘自Intel官网和百度百科。</br>
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> 最新数据请在 [Intel官网](https://www.intel.cn) 查看。</br>
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@ -53,7 +53,7 @@ AMD在2005年5月推出了速龙64位处理器。这是首个消费级的x86-64(
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## 如何发挥CPU的效率?
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要真正发挥CPU的效率,与周边设施的配合是密不可分的。因为他们要在同一速率上才能工作,时间上必须要配合默契。当CPU完成了一个运算之后,I/O也要同时将产生的运算结果传达出去,也同时传给CPU下一个运算数据。这情形就像接力赛那样,如果时间不吻合,接力棒就会丢了。不过,CPU处理数据往往要比单纯的数据交接更须时间。聪明的CPU设计工程师想出了一道绝招:就是将CPU运行于比总线(BUS,所有系统数据的运送信道)快一定倍数的速度上。这样等周边反应过来的同时,CPU也率先完成运用了,(时至今日,CPU的速度远远快过周边,掉过来往往是CPU等它们了)。
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要真正发挥CPU的效率,与其他配件的配合是密不可分的。因为他们要在同一速率上才能工作,时间上必须要配合默契。当CPU完成了一个运算之后,I/O也要同时将产生的运算结果传达出去,也同时传给CPU下一个运算数据。这情形就像接力赛那样,如果时间不吻合,接力棒就会丢了。不过,CPU处理数据往往要比单纯的数据交接更须时间。聪明的CPU设计工程师想出了一道绝招:就是将CPU运行于比总线(BUS,所有系统数据的运送信道)快一定倍数的速度上。这样等周边反应过来的同时,CPU也率先完成运用了,(时至今日,CPU的速度远远快过周边,掉过来往往是CPU等它们了)。
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据说,CPU在生产的时候都是一样的,之后厂家经过测试,按照尽可能稳定情况下的最高速度原则来定型号的。有些用家买了低速的CPU回来,然后经过改变CPU电压、频率以求更快的速度﹐这就是所谓的“超频”了。不过,阁下看到这里可别忙着去修改自己的电脑哦,否则要有什么元件损坏,作者可概不负责的哦~
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@ -27,10 +27,11 @@
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下面就简单介绍一下:
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- 通常 PS/2 母插头都是一对的,很容易分辨。
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- 另外有两个小小的扁扁的方孔,那就是USB公接头。
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- 另外有两个(可能不止两个)小小的扁扁的方孔,那就是USB接口。
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- SERIAL(串口) 插头有时候是两个 9 针的公接口(但也有时候是一个 9 针,另外一个长长的 25 针的),现在在家用电脑上几乎见不到了。
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- 在一些老电脑中,另外一个长长的 25 孔的母插头叫“并口”,通常打印机就是接到那里的。
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- 在一些老电脑中,另外一个长长的 25 孔的母插头叫“并口”,通常较老的打印机就是接到那里的。
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- 有一个 15 孔分三行排列的母插头,就是我们说的 VGA 接口,把屏幕接到这里就对了。
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>注:现在的大部分不算过于落后的电脑都拥有HDMI(即下条所说的接口),从一般情况下来讲,应优先使用HDMI接口而并非VGA
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- 现在有了 HDMI(扁长,左上右上两个缺口) 和 DP(右上一个缺口) 接口,在一些较新的电脑上可能会有,也是连接屏幕的。
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- 要是还有网络卡的话,您会看到一个比 MODEM(俗称“猫”,连接电话线上网拨号上网,已经过时)接头稍大一点的 RJ45 母接头。 通常网线就是接到那上面的。接上之后就可以联网了呢。
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假如您还加了些其他的插卡的话,您还会看到更多的接口,但已经很难在这里指出了。不过有用一种比较旧的SCSI接口跟并行都是25孔母接口的,那就要非常小心了,不然接错了有可能会损坏装置呢。不过,现在要找到这么旧的 SCSI 卡还真不容易呢!
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@ -4,7 +4,7 @@
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## 内存的作用
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为什么内存这么重要呢?其实,电脑真正工作的场所是在内存上面,包括所有系统的驱动程序、操作系统、工作数据、成品/半成品等等,都必须先加载到内存上面才能给CPU读取。尤其对Windows或比较大型的程序,要求的内存也越多。而且,内存永远也不会嫌多的,就像钱对于我来说 ^_^
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为什么内存这么重要呢?其实,电脑真正工作的场所是在内存上面,包括所有系统的驱动程序、操作系统、工作数据、成品/半成品等等,都必须先加载到内存上面才能给CPU读取。尤其对Windows或比较大型的程序,要求的内存也越多。而且,内存永远都只会嫌少不会嫌多的,就像钱对于我来说 ^_^
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## 如何计算内存的容量?
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@ -69,11 +69,13 @@
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而我们通常说到的电脑内存就多指系统的RAM,早期的RAM都是直接焊接在主板上面的,而现在RAM已经模块化成为内存条,便于更换。不过,某些设备,例如某些型号的笔记本电脑和所有手机,内存还集成在主板上甚至CPU内部。假如您翻看前面CPU的叙述,不同年代的CPU其最大内存地址也是不同的。x86的CPU的最大内存地址是大约4GB,但x86-64架构的CPU的最大内存地址是大约64TB($2^{46}$Byte)。
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RAM的速度是以ns(纳秒,nanoseconds,`1000000ns = 1ms`)做单位,以数据的储存速度为标准,数值越低越快。以前的SIMM有些是70ns,十分古老的DIMM最快都可以到10ns了。而现在主流的DDR4 的RAM,速度就更快了(没有找到确切的数据,但传输速度达到了 17-25GB/s)。同时,为配合CPU的外频速度,也需要不同外频速度的RAM才能发挥性能。
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RAM的速度是以ns(纳秒,nanoseconds,`1000000ns = 1ms`)做单位,以数据的储存速度为标准,数值越低越快。以前的SIMM有些是70ns,十分古老的DIMM最快都可以到10ns了。而现在主流的DDR4 的RAM,速度就更快了(没有找到确切的数据,但据说传输速度达到了 17-25GB/s)。同时,为配合CPU的外频速度,也需要不同外频速度的RAM才能发挥性能。
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>以目前写者现在使用的内存来说 2666MHz * 128bit(双通道) / 8(位到字节单位转换) = 42.656GB/s。当然这只是理论速度,实际发挥还要看内存控制器
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ROM虽然说是只读的,但现在的主板甚至显卡的ROM多数是可以重复刷写的,也就是通过程序可以对里面的内容进行更新。不过,如果自己升级固件就要非常小心了,尤其是在升级过程的一半断电的话可就难堪了。比如很久以前的CIH病毒,就可以进入到ROM里面去改写数据,以致机器打不开。如果拿去修理,有些奸商会趁机叫您将主板换掉,其实只要有适当设备,将数据重新写进ROM就可以救回的了,再不然,买一个新的ROM换掉也可以。
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然而,RAM有一共同特性,就是有电才能维持记忆,如果电源关掉了,所有的记忆都会回复到全部为正或负。如果打开台式机的机器盖子去看看主板的话,上面应该都有颗钮扣电池,它就是用来维持主板时钟和CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,用来储存和维护一些机器的基本设定数据)的工作的。一旦机器很久没用,重启的时候或许会显示警告或者开不起来,可能就是CMOS的电池用完了,以前的设定也就消失掉,此时只能再进入BIOS(Basic Input Output System)在厂家预设的基础上进行修改后才能让机器回复工作。有时候如果忘记了BIOS的密码,也可以通过取出电池或通过跳针将原有的设定清除掉,再重新设定。不过现在的CMOS大部分已经采用了非易失性存储器,断电不会丢失数据。所以主板上的电池只剩下了维持时钟工作的功能。不过为了保留传统,大部分厂商的主板也保留了扣下电池清除BIOS配置的功能,只是已经不能清除密码了。
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然而,RAM有一共同特性,就是有电才能维持记忆,如果电源关掉了,里面所有的数据都会回复到全部为正或负。如果打开台式机的机器盖子去看看主板的话,上面应该都有颗钮扣电池,它就是用来维持主板时钟和CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,用来储存和维护一些机器的基本设定数据)的工作的。一旦机器很久没用,重启的时候或许会显示警告或者开不起来,可能就是CMOS的电池用完了,在重新插拔或更换电池后,以前的设定也就消失掉了,此时只能再进入BIOS(Basic Input Output System)在厂家预设的基础上进行修改后才能让机器回复工作。有时候如果忘记了BIOS的密码,也可以通过取出电池或通过跳针将原有的设定清除掉,再重新设定。不过现在的CMOS大部分已经采用了非易失性存储器,断电不会丢失数据。所以主板上的电池只剩下了维持时钟工作的功能。不过为了保留传统,大部分厂商的主板也保留了扣下电池清除BIOS配置的功能,只是已经不能清除密码了。
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> 原文: [netman](http://www.study-area.org/compu/compu_mem.htm)</br>
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# 主板
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主板(Main Board)英文也有写作 Mother Board,意思就好像母亲一样,所有的部件有如是她的孩子,离开了她就根本就不会出世。 这比喻足见主板是何等重要的了。 上面所介绍的输入/输出设备、CPU、内存、储存设备、等等,其实都不能离开主板而工作!
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如果您有机会打开机器的箱子,您会发现里面密密麻麻的电子零件都镶嵌在一块很大的电路板上面,那电路板就是主板了。
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如果您有机会打开机箱,您会发现里面密密麻麻的电子零件都镶嵌在一块很大的电路板上面,那电路板就是主板了。
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## 主板的芯片组
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### 2.处理器插槽
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不同的处理器有不同的插槽规格,比如E5v4所使用的是LGA2011,14th Core使用的是LGA1700,也有其他的插槽,您可要注意一下。
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不同的处理器有不同的插槽规格,比如E5v4所使用的是LGA2011,14th Core使用的是LGA1700,也有其他的插槽,您购买时可要注意一下。
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### 3.内存支持
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@ -49,7 +49,7 @@ PCIe分为好几个版本,还有x1,x4等通道之分,一般来说,版本
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现在的 BIOS 还多了一些 Nvme、APM (Advanced Power Management,高级电源管理),以及 PCIe 拆分等较新的功能。
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今天我们的BIOS基本都是主板厂商深度定制的产品了,而且还有了UEFI的支持,以前传统的BIOS现在叫做 Legacy BIOS,现在的基本都是UEFI BIOS了。
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今天我们的BIOS基本都是主板厂商深度定制的产品了,而且还有了UEFI的支持,以前传统的BIOS现在叫做Legacy BIOS,现在的基本都是UEFI BIOS了。
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### 6.内置设备
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@ -59,8 +59,7 @@ PCIe分为好几个版本,还有x1,x4等通道之分,一般来说,版本
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谨记一点:千万不要购买用户基数小而且手册、文档等不够清楚详细的主板!
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要是买了刚才提到的那种主板,除了一点点小问题都要耗费半天力气。所以这种主板可千万不要买!
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要是买了刚才提到的那种主板,那恐怕一点点小问题都要耗费半天力气。所以这种主板可千万不要买!
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好了,现在您应该也对主板有了一个大致的了解了,接下来就让我们来学习 **操作系统** 的知识吧!
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# 操作系统(Operating System,OS)
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哇!终于来到我们平时最常接触的部分——操作系统了!以前使用的DOS、Windows 98、XP,和现在的Windows 7、Windows 10及 Windows 11,都属于操作系统(Opereating System)。不过,却不要误会操作系统就只有微软(Microsoft)的,其实有很多其它系统都比Microsoft的操作系统更强大、更稳定,只是由于他们的功能和行应用场合不同,一般人较少接触到而已。或许您听说过Unix、Linux、FreeBSD、MAC等名字,其实它们也是操作系统哦~
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哇!终于来到我们平时最常接触的部分——操作系统了!以前使用的DOS、Windows 98、XP,和现在的Windows 7、Windows 10及 Windows 11,都属于操作系统(Opereating System)。不过,却不要误会操作系统就只有微软(Microsoft)的,其实有很多其它系统都比Microsoft的操作系统更强大、更稳定,只是由于他们的功能和行应用场合不同,一般人较少接触到而已。或许您听说过Unix、Linux、FreeBSD、MacOS等名字,其实它们也是操作系统哦~
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## 操作系统的角色
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这是我们最常见的接口,我们见到的绝大部分的机械硬盘和一部分的固态硬盘都是这种接口。这种硬盘体型一般比较大,通常为3.5寸或2.5寸。您会看到一排金手指,中间有一个**两边向上突起,中间分开的凹槽**,把金手指分为左右两个部分,短的是数据线,长的部分就是电源了。
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再看看硬盘的侧面(没有螺丝孔的其中一面),在SATA接口上,长的部分就是电源。那些从电源箱引出来的电源线就是接到这里的,不用担心您会接错正负极,因为安反了是插不进去的(哈,防呆设计!不要大力出奇迹!)。
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再看看硬盘的侧面(没有螺丝孔的其中一面),在SATA接口上,长的部分就是电源。那些从电源箱引出来的电源线就是接到这里的,不用担心您会接错正负极,因为安反了是插不进去的(记住,防呆设计不犯傻!不要大力出奇迹!)。
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然后在另外一端,短的接头就是数据排线接口了。排线的接头有个凹进去的方块,那样的话要是掉反了方向是插不进去的(又是防呆!)。
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- 机械硬盘
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如果你将机械硬盘打开(千万别在您自己的硬盘上这样做﹗因为硬盘是密封的,并且盘片需要在无尘环境下运作,一打开你就会得到一面镜子!)您会发现里面有一堆同轴的金属碟,所有的数据都是记录在这些光滑的金属碟表面之上。磁盘通常都有两面,每一面都有其一个各自的磁头。
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如果你将机械硬盘打开(千万别在您自己的硬盘上这样做﹗因为硬盘是密封的,并且盘片需要在无尘环境下运作,一旦打开你的数据就会变成一面读不出来数据的镜子!)您会发现里面有一堆同轴的金属碟,所有的数据都是记录在这些光滑的金属碟表面之上。磁盘通常都有两面,每一面都有其一个各自的磁头。
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然后将金属磁盘旋转,磁头不移动的在表面相对所画出来的一圈,可以说是一个磁道(Track)。那么从圆心向外以一定距离进行测量,将所有表面上的相同圆周的磁道从上到下叠起来,抽象地看就是一个磁柱(Cylinder)了。
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不过以小弟愚见,最好还是分割数个磁盘,自有其好处﹕
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1. 方便管理,比如可以将磁盘分割为boot,system,data等分区,这样相同种类的文件都可以集中在一起,整齐易理。(不过现在由于文件夹的优化,已经比分区方便多了)
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1. 方便管理,比如可以将磁盘分割为boot,system,data等分区(Windows基本别想了),这样相同种类的文件都可以集中在一起,整齐易理。(不过现在由于文件夹的优化,已经比分区方便多了)
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2. 减少损失,要是因为系统故障(如升级失败)等原因并且必须重新格式化的话,将system或boot分区格式化就可以了,你的data还不至于跟着消失。(PS:linux确实方便很多,只要保留home目录,Windows的注册表和system也一起灰飞烟灭了)
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3. 可安装多个操作系统。利用分区,我们可以在同一硬盘上面安装多个操作系统,比如Windows 7、Windows 10、Ubuntu(Linux的发行版之一)等等。虽然有些系统可以安装在同一个分区里面,但毕竟是不可取的。而且不同的操作系统使用不同的文件系统(Windows使用NTFS,Linux使用ext/xfs),也不可能都使用同一分区。
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电脑是什么东西?
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我还记得,上第一堂电脑课的时候,老师也是问大家这个问题。但答案却出乎意料:电脑是一台非常非常蠢的机器!
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我还记得在我上第一堂电脑课的时候,老师也是问大家这个问题。但答案却出乎意料:电脑是一台非常非常蠢的机器!
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有没有搞错?电脑比我们任何一个人都厉害多了,没有电脑恐世界怕会大乱呢!其实,老师说的没错。因为聪明的其实是我们人类罢了,电脑只是一个工具而已。电脑真正的威力,就是凝聚了人类智慧的一堆程序。程序是靠人写出来的,离开了它,电脑好比是一堆半导体,塑料,金属的混合体 —— 一具没有灵魂的躯壳。
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Reference in New Issue