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認識運行Linux的硬件配備

日期:2017/2/7 9:21:33      編輯:Linux教程

Linux 與微軟 Windows 在硬件之認知上有相當大不同的差異!Linux 其實主要就是那個『核心』啰,而『核心』的功能就是在管理硬件啰,所以,操作系統與硬件本來就具有很高的相關性的!此外,由於每個人的主機用途都不一樣,例如有的人把 Linux 主機當作頻寬分享的工具,有的人將 Linux 主機當作桌上型計算機在使用,這些不一樣的用途所需要的硬件要求都不相同!我們舉個另外的簡單的例子來說明,家裡有小孩,或者自己仍然算是小孩的朋友大概都知道,『要用來打 Game 的 "游戲機計算機" 所需要的配備一定比辦公室用的 "工作機計算機" 配備更高檔』,為什麼呢?因為『計算機游戲』所需要的顯示、CPU需要適合比較大量運算的配備,所以等級上面不能太差啊(例如 Athlon 或者是 P4 系列 ) !至於辦公室軟件,通常我們不太可能會使用到太復雜的軟件,所以,等級不需要太好 ( 例如K6-2 500 ) ,就可以運作的很順暢啦!所以啰,底下我們得先來約略了解一下計算機主機裡面的各個配備,以及他們對於系統性能的影響啰!

  一般來說,計算機主機裡頭最重要的就是主機板了!因為你所有的硬件配備都是給他裝在主機板上面的!並且,所有的輸出、輸入裝置也都是透過主機板來進行溝通的呢!

    中間上面的部分就是中央處理器 ( CPU ) 的插槽了,至於 CPU 右邊那三個直直的則是內存 ( RAM ) 的插槽;而在中間偏下有幾個 PCI 的咚咚,那就是一些適配卡的插槽了。包括 SCSI 適配卡、網絡卡,還有一些聲卡等等,都是接在 PCI 卡上面的!至於在 PCI 上面還有一個 AGP 插槽是干嘛的?那個就是目前主流顯示卡 ( AGP 接口 ) 的插槽了!此外,在內存的右邊還有幾支黑黑的咚咚,那就是使用『排線』連接主機板與硬盤的接口插槽,我們稱他為『IDE接口』,這個部分相當的重要,等一下我們會再提到的!底下我們來談一談關於幾個主要的組件,然後再介紹整體的運作吧!

  中央處理器 ( CPU ) :CPU 是一部計算機內的心髒啦!因為不論你做什麼事情都需要 CPU 來加以運作的!(雖然有時工作量大、有時工作量小!),在 586 以前的計算機( 包含 386, 486, 與 586 ) ,CPU 的規格蠻固定的!只要是 586 ,那麼全部的 586 CPU 都是同一規格的,你可以使用任何一家的 586 CPU 來安裝到你的系統中。不過,近年來 CPU 的規格變化的很大,光是一個 Intel 就有4種以上的規格,再加上他的最大對手 AMD 也有至少兩種以上的 CPU 規格,哇!光是 CPU 規格就有夠熱鬧呢!目前( 2003/02 )最熱門的 CPU 規格應該是 Intel 的 P-III ( Socket 370 )、 P4 以及 AMD 的 K7 ( Socket A ),各個 CPU 都有其賣點,我們不談哪一個好用,而是得來了解一下 CPU 的速度問題。

  CPU 有所謂的『倍頻』與『外頻』,外頻是所有系統的接口設備運作時候的速度,至於倍頻則是 CPU 本身運算時候加上去的一個運算速度!兩者相乘才是 CPU 的時脈。不過,由於接口設備並沒有這麼快的速度,所以,一些接口設備需要將外頻除上一個數字,才可以進行溝通。例如一般 PCI 接口的正常速度是 33 ,所以,如果你的 CPU 外頻是 133 時,麼接口設備的速度就要再除以 4 才能跟系統溝通!一般來說,越快的時脈代表越快的 CPU 運算速度。以 Intel 的 PIII 時脈 933 MHz 為例,

  CPU 外頻與倍頻: 133(外頻) X 7(倍頻) MHz

  RAM 頻率:通常與 CPU 之外頻相同,為 133 MHz

  PCI 接口( 包含網絡卡、聲卡等等的接口喔 ) 133/4=33 MHz

  AGP 接口 : 133 / 2 = 66 MHz (這是 AGP 正常的頻率喔!)

  如果你將 CPU 超頻呢?會怎樣?呵呵!如果是超外頻的話,例如到 166 MHz 時,你的 AGP 將達 (166/2=83) 而 PCI 也將達 (166/4=41.5) ,高出正常值甚多,通常,越快的外頻由於所有的設備運作頻率都會提升,所以,可以讓效能提高不少,但也可能會造成系統不穩定!在 Linux 系統中,『不建議超頻』,因為,即使 CPU 可以耐的住這麼高的時脈,但是系統的運作是全面性的,只要有一個設備當機,那麼你的系統就跟著當掉啦!而因為超頻之後,系統頻率高出正常值太多,所以當然容易造成不穩定呢!

  另一個需要注意的是,『CPU 是有分等級的』,而目前很多的程序都有對『CPU 做最佳化』的行動,所以就會有所謂的 i386, i586, i686 為附檔名的檔案產生啦!基本上,在 P MMX 以及 K6-III 都稱為 586 的 CPU ,而 Intel 的賽揚以上等級與 AMD 的 K7 以上等級,就被稱為 686 的機器了!萬一改天你發現一些程序是注名給 686 的 CPU 使用時,就不要將他安裝在 586 以下等級的計算機中,否則可是會無法執行該軟件的!不過,在 686 倒是可以安裝 386 的軟件喔!也就是說,這些東西具有向下兼容的能力啦!

  內存 ( RAM ):內存對於系統來說,真是一個重要的家伙,怎麼說呢?剛剛提到,計算機真正運作的核心是 CPU ,但是真正『喂給』 CPU 運算資料的,那就是內存 (RAM) 啦!所以你的操作系統的核心啦、軟硬件的驅動程序啦、所有你要讀取的檔案啦等等的,都需要先讀入內存之後,才喂給 CPU 來進行資料的運作!您瞧! RAM 可重要的很吧!此外,一些比較優良的操作系統,也會將常用的檔案或程序等資料,給他常駐在內存內而不直接移除,如此一來,下次取用這個資料時,就不需要在去周邊讀取一次,呵呵!對於系統速度來說,真是不無小補喔!所以啰,您就會曉得,如果你常常開啟大容量的檔案,以及執行一些很占資源的軟件,那麼你就必須要『很大量的內存』來幫助你存放這些資料,瞧!很重要的一個項目吧!內存目前的規格也不少,主要有三種,分別是 SDRAM, DDR, RAMBUS 等,新一代的內存通常使用 DDR 這種規格的內存,不過還得配合主機板與CPU來選擇 RAM 的規格才行!對於一個系統來說,通常越大的內存代表越快速的系統,這是因為系統不用常常釋放一些內存內部的資料。

  顯示卡 ( VGA card ):目前三 D 的畫面在計算機游戲接口與工作接口很大量的被使用,而由於如果這些三 D 畫面沒有先經過處理而直接進入 CPU 來做處理的話,將會影響到整體運作的速度,因為 CPU 的工作實在太多了!這個時候就有所謂的 GPU 出現了!那是什麼咚咚呢?為了避免由於大量的 3-D 畫面造成 CPU 的困擾,所以顯示卡開發商就在顯上卡上面安插一個可以處理這些很耗 CPU 運算時間的硬件來處理這些畫面資料,如此一來,不但圖形畫面處理的速度增快了, CPU 的資源也會多出來以執行其它的工作喔!顯示卡也有兩種主要規格,一種是以傳統 PCI 接口來進行傳輸的接口,一種則是以較快的 AGP 接口來傳輸資料!由剛剛我們提到的 CPU 運作時脈中,我們可以知道 PCI 的接口標准速度是 33MHz ,但是 AGP 標准是 66 MHz ,你說,那個快?所以,目前新的主機板上面,通常都會安插一個 AGP 插槽的,這也是目前的主流規格喔!至於 PCI 接口的顯示卡,目前已經很少見了!

  硬盤與存取裝置:目前最常見的主流存取接口應該是 IDE 接口吧!所以,所有的開發商都是依據 IDE 這個接口來開發他們的硬件裝置的!通常一塊主機板上面有兩個 IDE 接口(參考上圖),,而每個 IDE 接口接的排線上又有兩個插槽,所以,正常來說,應該至少會有四個可以使用的 IDE 裝置!這些裝置包含了硬盤、光盤、燒錄機等等的周邊儲存裝置。由於一個 IDE 插槽可以接兩個 IDE 接口的裝置,那麼系統怎麼知道那個是那個?此時就需要 IDE 裝置的跳針 (Jumper) 來設定了!你可以在一個 IDE 接口接的兩個裝置上面,以排線接一個 Master 以及一個 Slave 的裝置!而 Master 與 Slave 可以在任何一個 IDE 裝置上面找到的!也就是說,如果你有兩顆硬盤,那麼你可以將任何一顆調成 Master ,但是另外一顆則必須為 Slave 才行!否則 IDE 接口會無法分辦,而造成系統的當機喔!至於硬盤的一些相關資料我們在後面的章節再來提!

  PCI 適配卡:PCI 適配卡是安插在 PCI 接口上面的功能卡,主要有 網絡卡、聲卡以及 SCSI 適配卡等等。

  網絡卡:網絡卡很重要吧!因為他是讓你可以連接上 Internet 的重要功臣!網絡卡的傳輸速度目前都已經可以支持 10/100Mbps 的主流速度了!但是網卡的好壞卻差很多!同樣是 10/100Mbps ,但是 Intel 與 3Com 的卡硬是要比一般的雜排卡多出 1000 元新台幣以上,原因無他,因為網絡卡的穩定性、消耗 CPU 資源的特性與其它特殊功能等,Intel 與 3Com 要比其它的廠牌優良的多!至於網絡線連接的接口上面,目前則幾乎已經都是 RJ-45 的接口插孔了,這種接口有點像是電話線插孔,不過要稍微大一點。

  SCSI 適配卡:這個東西可以用來連接 SCSI 的接口的裝置!以硬盤為例,目前的硬盤分為 IDE 接口(剛剛說過了)以及這個 SCSI 接口!由於 SCSI 接口的裝置比較穩定,而且裝置的運轉速度較快,因而速度也會快的多,目前 SCSI 適配卡是一般大型服務器主機的硬盤傳輸接口,不過,用在個人計算機上面的話, IDE 接口就夠了!因為, SCSI 接口的硬盤很貴呢!

  主機板:注意到上面圖標的那個『主機板芯片組』了沒?我們剛剛說主機板是所有設備連接的『媒體接口』,而負責這個媒體接口最重要的『溝通』工作的,就是這個主機板芯片組啦!由於主機板上面的芯片組將負責與 CPU、RAM 及其它相關的輸出、輸入裝置,所以,芯片組設計的好壞也相差甚多喔!另外,由於芯片組在設計的時候,即是針對某種規格的 CPU 與內存來設計的,因此:

  芯片組的功能:芯片組就是在溝通 CPU、 RAM 、輸出與輸入裝置的重要角色!還記得剛剛我們在 CPU 時候提到的時脈問題吧?在這裡我們再次的強調, CPU 的外頻就是芯片組與其它周邊溝通的速度啰,假如使用剛剛的 P-III 933 MHz 做為例子的話,那麼你的芯片組運作頻率應該是以 133 為基准,所以 CPU 與芯片組溝通是 133 ,芯片組與 RAM 亦是 133 的速度,與 PCI 接口則通常是 33 (133/4),而與 AGP 則是 66 (133/2)啰!所以,一個芯片組就需要負責這麼多不同的時脈操作喔!呵呵!所以啰,芯片組的好壞對於系統的影響也是相當大的!另外,目前很多的技術可以提升各個與芯片組之間溝通的時脈速度,例如 DDR 內存,可以將時脈再提升一倍,所以,如果剛剛是 133 ,那麼使用 DDR 內存時,就可以提升成為 266 啰!至於 P4 則芯片組與 CPU 之間則可以提升四倍的時脈速度,遺憾的是,芯片組能支持的規格,只有一種,並無法支持所有的規格,也就是說,你的 Intel 芯片組的主機板,只能支持 Intel 的 CPU 與芯片組能溝通的內存規格;

  CPU、內存與芯片組(就是主機板啦)在選購的時候需要一起考慮,因為芯片組(主機板) 能夠支持的 CPU 只有一種規格,而芯片組對內存的支持通常也僅支持一種規格,所以,當你選擇 Intel 的主機板芯片組時,那就不能使用 AMD 的 CPU 啰!這在購買的時候要特別小心您主機板上芯片組所能支持的規格喔!使用者最容易搞錯的就是這裡了!大家總是認為 DDR 最好,所以拼命也要買 DDR,但是,如果你主機板芯片組本來就不支持 DDR 內存的話,那你買來的 DDR 是找不到地方插的!所以,如果您想要升級你的系統時,請特別留意你的主機板芯片組是否有支持喔!

  I/O 地址與 IRQ 岔斷:既然主機板是負責各個計算機系統組件之間的溝通的,但是計算機的東西又太多了,又有輸出輸入、又有不同的儲存裝置,主機板芯片組怎麼知道如何負責溝通吶?這個時候就需要用到所謂的 I/O 與 IRQ 啰!I/O 有點類似門牌地址啦,每個裝置都有他自己的地址,一般來說,不能有兩個裝置使用同一個I/O地址,否則系統就會不曉得該如何運作,例如,如果你家門牌與隔壁家的相同,那麼郵差怎麼送信到你家啊?不過,萬一還是造成不同的裝置使用了同一個 I/O 而造成 I/O 沖突時,就需要手動的設定一下各個裝置的 I/O 啰!而除了 I/O 地址之外,還有個 IRQ 岔斷這個咚咚,如果 I/O 想成是門牌號碼的話,那麼 IRQ 就可以想成是各個門牌連接到郵件中心 ( CPU ) 的專門路徑啰!IRQ 可以用來溝通 CPU 與各個裝置啦!目前 IRQ 只有 15 個,如果你的周邊接口太多時,可能就會不夠用,這個時候你可以選擇將一些沒有用到的周邊接口關掉,以空出一些 IRQ 來給真正需要使用的接口喔!當然,也有所謂的 sharing IRQ 的技術就是了!

  BIOS :BIOS 是 Basic Input Output Setting 的縮寫,剛剛上面我們提到了很多的輸出與輸入以及 I/O, IRQ 等等的咚咚,你要如何設定呢?可以透過操作系統,也可以透過主機板提供的 BIOS 功能來設定喔!當你開機的時候,屏幕上不是會出現一些版本的訊息嗎?那就是 BIOS 的設定啰!你可以在開機的時候按下 DEL 按鍵,以設定開機順序、 I/O ,以及 IRQ 等等!

  其它輸出輸入接口:目前主機板上面通常會內建一些基本的接口,這些接口通常是在主機機殼的後面,例如:

  PS2接口:這是目前最常見的鍵盤與鼠標的接口,在插孔的地方是圓形的,這種接口速度上面會比較好一些,但是最麻煩的地方在,如果你的鍵盤與鼠標松脫了,通常只能以重新開機來再次驅動鍵盤或鼠標啰;

  九針串行端口:這個是以前用來接鼠標的接口,常常被稱為 com1 ;

  25針串行端口:這通常用來連接打印機的接口,通常稱為 LPT1, LPT2...;

  聲音輸出、輸入與麥克風:這個是一些圓形的插孔,而必須你的主機板上面有內建音效芯片時,才會有這三個東西;

  USB 接口:目前相當流行的一個接口,支持隨插即用,目前已經推出到 USB 2.0 了,這個規格改變了速度上的問題,目前 USB 2.0 的速度已經足夠了,相當的快速!不像之前 1.xx 版時, copy 一些資料到 USB 硬盤時,會吐血....

  關於速度:對於速度來說的話,由剛剛我們看到的芯片組所負責溝通的工作來看,您就應該曉得啦!速度的快慢與『整體系統的最慢的那個設備有關!』,如果你是使用最快速的 P4 ,使用最快的 DDR 內存,但是配上一個慢慢的兩倍速的過時顯示卡,那麼整體的速度效能將會卡在那個顯示卡上面喔!很重要的呢!所以,在購買整套系統時,請特別留意需要全部的接口都考慮進去喔!

  以上這些就是系統所必備的一些組件了!當然啦,還有光驅、鼠標、鍵盤我們沒有介紹,因為那個東西比較簡單啦!只是要注意的是,他與主機板提供的連接接口是否相同呢?如果不同的話,自然就無法連接啰!例如你拿 PS2 的接頭要去接九針串行端口的插槽,試問,可以連接嗎??所以,買接口設備的時候,要考慮到整體性喔! 

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