計算機(jī)硬件組成解析

1、計算機(jī)硬件組成,微型計算機(jī)硬件系統(tǒng),1.1系統(tǒng)主板與總線,1.系統(tǒng)主板,（1）BIOS芯片,用來存放硬件驅(qū)動程序及簡單測試程序，早期使用只讀式內(nèi)存（ROM），現(xiàn)在為了升級方便，大多采用可讀寫的快閃式內(nèi)存（FlashROM）。目前市場的BIOS芯片主要以AWARD和AMI兩家廠商的產(chǎn)品為主。,微機(jī)主板上的一塊可讀寫的RAM芯片。計算機(jī)本身的許多數(shù)據(jù)。,（2）CMOS芯片,（3）芯片組,芯片組是計算機(jī)主板上除了CPU以外最重要的部件之一，是區(qū)分主板的一個重要標(biāo)志，如圖所示?？梢哉f，芯片組就是主板的大腦，人的大腦分為左腦和右腦，而芯片組也是由北橋芯片與南橋芯片所組成的。其中北橋芯片控制的是系統(tǒng)總線，

2、南橋芯片則是負(fù)責(zé)大部分的I/O（輸入和輸出）,（4）降壓元件,傳統(tǒng)的AT電源供應(yīng)器只能提供5V和12V電壓，ATX電源供應(yīng)器則提供3.3V電壓，然而CPU的工作電壓越來越低，已從5V降低到1.5V，并還在繼續(xù)下降，因此，主板上勢必要有降壓元件。由于在降壓的過程中，會伴隨著熱量的產(chǎn)生，因此在這些元件上常會安裝散熱片以降低溫度。,（5）CPU插座,CPU插座是放置和固定CPU的地方，中間放置CPU，外圍的支架可固定CPU的散熱風(fēng)扇，如圖所示。CPU的插座多為Socket架構(gòu)，呈白色，根據(jù)支持的CPU不同，CPU的插座也不同，主要是針腳數(shù)不同。,目前的主流處理器大多采用針腳式接口，稱為Socket，

3、如圖3.9所示。因針腳數(shù)的不同而有Socket478、Socket775、Socket754、Socket939等接口類型。P4系列的Socket775和AMDAthlonXP系列的SocketA即Socket754是現(xiàn)在處理器市場中的主流。目前普遍采用的是LGA封裝的P4Prescott核心處理器采用無針腳設(shè)計，將處理器的針腳轉(zhuǎn)移至主板插座中。,2.總線,PCI總線,PCI是PeripheralComponentInterconnect（外設(shè)部件互連）的縮寫，是由Intel公司1991年推出的一種局部總線。它為顯卡，聲卡，網(wǎng)卡，MODEM等設(shè)備提供了連接接口，它的工作頻率為33MHz/66M

4、Hz。它是目前個人電腦中使用最為廣泛的接口，幾乎所有的主板產(chǎn)品上都帶有這種插槽。,AGP總線,是在PCI圖形接口的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，它是一種與PCI總線迥然不同的圖形接口，直接把顯卡與主板控制芯片聯(lián)在一起，使得3D圖形數(shù)據(jù)省略了越過PCI總線的過程，從而很好地解決了低帶寬PCI接口造成的系統(tǒng)瓶頸問題。目前已基本上被PCI-E總線所取代。,是采用點對點的串行連接方式的總線，和PCI總線的并行通道不同，它實現(xiàn)了傳輸方式從并行到串行的轉(zhuǎn)變。它允許和每個設(shè)備建立專用的數(shù)據(jù)傳輸通道，不需要向整個總線請求帶寬，而且可以把數(shù)據(jù)傳輸率提高到一個很高的頻率。,PCI-E總線,通用串行總線USB（Universa

5、lSerialBus）是一種新型接口標(biāo)準(zhǔn)，如圖所示。它基于通用連接技術(shù)，實現(xiàn)外設(shè)的簡單快速連接，達(dá)到方便用戶、降低成本、擴(kuò)展PC連接外設(shè)范圍的目的。它可以為外設(shè)提供電源，而不像普通的使用串、并口的設(shè)備需要單獨的供電系統(tǒng)。,USB總線,IEEE1394總線,IEEE1394是一種外部串行總線標(biāo)準(zhǔn)，它可以達(dá)到400MB/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，十分適合視頻影像的傳輸。標(biāo)準(zhǔn)的1394接口可以同時傳送數(shù)字視頻信號以及數(shù)字音頻信號，相對于模擬視頻接口，1394技術(shù)在采集和回錄過程中沒有任何信號的損失，正是由于這個優(yōu)勢，1394卡更多地是被人們當(dāng)做視頻采集卡來使用，如圖所示。,2中央處理器CPU,在微型計算機(jī)中

6、，運算器和控制器被制作在同一塊半導(dǎo)體芯片內(nèi)，被稱為中央處理器，也稱微處理器，如圖3.8所示。CPU是整個微機(jī)硬件系統(tǒng)的核心，是計算機(jī)的重要部件，負(fù)責(zé)對信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行運算和處理，并實現(xiàn)本身運行過程的自動化。其作用相當(dāng)于人的大腦，控制著整臺電腦的運行。,衡量CPU性能的主要技術(shù)指標(biāo)有：CPU字長單位時間內(nèi)能一次處理的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)。位寬CPU通過外部數(shù)據(jù)總線與外部設(shè)備之間一次能夠傳遞的數(shù)據(jù)位數(shù)。CPU外頻也就是CPU總線頻率，是由主板為CPU提供的基準(zhǔn)時鐘頻率。CPU主頻也叫CPU工作頻率，是CPU內(nèi)核(整數(shù)和浮點運算器)電路的實際運行頻率，所以也叫做CPU內(nèi)頻。CPU的生產(chǎn)工藝技術(shù)通常用單位m來

7、描述，精度越高表示生產(chǎn)工藝越先進(jìn)，所加工出的連接線也越細(xì)，則可以在同樣體積的硅材料上集成更多的元件，CPU工作主頻可以做得更高。,3存儲器,1.內(nèi)存儲器,隨機(jī)存取存儲器（RandomAccessMemory，RAM）,RAM又可稱為讀寫存儲器，CPU既可讀出也可寫入數(shù)據(jù)。RAM中的信息在斷電后即消失。一臺計算機(jī)內(nèi)存容量（計算機(jī)的主存）就是指RAM存儲器的容量。,DRAM：是用MOS電路和電容作為元件的RAM。由于電容的絕緣不是絕對的，電荷會經(jīng)泄露放電，因此為了維持存儲內(nèi)容必須不斷定時充電，即“刷新”，所以稱之為動態(tài)存儲器。DRAM的特點是功耗小、集成度高、速度較慢。SRAM：即是用雙極性電路或

8、MOS電路的觸發(fā)器作為元件的RAM，只要電源正常供電，觸發(fā)器就能穩(wěn)定地工作，不存在刷新的問題，因而稱之為靜態(tài)存儲器。SRAM的特點是功耗高、集成度低、速度快。,（2）只讀存儲器（ReadOnlyMemory，ROM）,CPU對ROM只取不存，它里面存儲的信息一般由主板制造商寫入并固化處理，普通用戶是無法修改的，即使斷電，ROM中的信息也不會丟失。ROM一般存儲主板的BIOS程序，BIOS（BasicInput/OutputSystem，基本輸入輸出系統(tǒng)），是只讀存儲器基本輸入輸出系統(tǒng)的簡寫。,（3）高速緩沖存儲器Cache,Cache的英文原意是“儲藏”，它一般使用SRAM（靜態(tài)內(nèi)存）制造，它

9、與CPU之間交換數(shù)據(jù)的速度高于DRAM，所以被稱作“高速緩沖存儲器”，簡稱為“高速緩存”。在操作系統(tǒng)啟動以后，CPU就把DRAM中經(jīng)常被調(diào)用的一些系統(tǒng)信息暫時儲存在Cache里面，以后當(dāng)CPU需要調(diào)用這些信息時，首先到Cache里去找，如果找到了，就直接從Cache里讀取，這樣利用Cache的高速性能就可以節(jié)省很多時間。大多數(shù)CPU在自身中集成了一定量的Cache，一般被稱作“一級緩存”或“內(nèi)置Cache”。,2外存儲器,(1)軟盤存儲器,軟盤又叫磁盤，現(xiàn)在使用的軟盤都是3.5英寸的，通常稱為小盤。小盤都有一個塑料外殼，在塑料殼的內(nèi)部含著軟盤盤片，盤片上涂有一層磁性材料-氧化鐵，它是記錄數(shù)據(jù)的

10、介質(zhì)。軟盤提供了一種簡單的寫保護(hù)方法，3.5英寸盤是靠一個方塊來實現(xiàn)的。撥下去打開方孔(透光)就是寫保護(hù)了，反之就是打開寫保護(hù)。,(2)硬盤存儲器,硬盤存儲器是將硬盤盤片與驅(qū)動器裝在一起的，簡稱硬盤，如圖所示。,硬盤盤片由一個或者多個鋁制的碟片組成，這些碟片外覆蓋有鐵磁性材料。硬盤是集精密機(jī)械、微電子電路、電磁轉(zhuǎn)換為一體的電腦存儲設(shè)備，它存儲著電腦系統(tǒng)資源（如操作系統(tǒng)、各種程序、應(yīng)用軟件和工具軟件等）和重要的信息及數(shù)據(jù)。硬盤容量計算公式：硬盤容量=盤面數(shù)柱面數(shù)扇區(qū)數(shù)512字節(jié),常見的硬盤接口類型主要有以下幾種,IDE接口EIDE（EnhancedIDE）接口SCSI（SmallComputer

11、SystemInterface）接口，即“小型計算機(jī)系統(tǒng)接口”，是一種系統(tǒng)級的接口，可以同時掛接各種不同的設(shè)備（如硬盤、光盤驅(qū)動器、磁帶驅(qū)動器、掃描儀和打印機(jī)等），用于圖形用途或網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的微機(jī)系統(tǒng)一般采用這種接口。使用SCSI接口硬盤必須購賣SCSI接口卡。,硬盤、光驅(qū)、軟驅(qū)是微機(jī)中的重要存儲設(shè)備，它們必須通過數(shù)據(jù)線和主板連接才能組成一個完整的系統(tǒng)。目前市場上的光驅(qū)和一部分硬盤大多數(shù)都采用IDEPATA接口，隨著存儲技術(shù)的發(fā)展，市場上采用新型SATA串行ATA接口的硬盤越來越多，因此，大部分主流主板為了支持SATA硬盤，都設(shè)計了SATA硬盤數(shù)據(jù)線接口,SATA（SerialATA）,（3）光

12、盤存儲器,光盤驅(qū)動器就是我們平常所說的光驅(qū)，是讀取光盤信息的設(shè)備，是多媒體電腦不可缺少的硬件。光盤存儲容量大，價格便宜，保存時間長，適宜保存大量的數(shù)據(jù)，如聲音、圖像、動畫、視頻信息、電影等多媒體信息。光盤存儲器是基于物理學(xué)的“光的反射”原理。當(dāng)我們把帶有凹凸那一面向下對著激光頭，激光透過表面透明基片照射到凹凸面上，然后聚焦在反射層的凹進(jìn)和凸起上。凸起面將激光按原路程反射回去，同時不會減弱光的強(qiáng)度；凹進(jìn)面則將光線向四面發(fā)射出去，光驅(qū)就是靠光的“反射和發(fā)散”來識別數(shù)據(jù)的。,只讀型光盤（CD-ROM）,CD-ROM光驅(qū)又稱為只讀光盤驅(qū)動器，已經(jīng)成為個人電腦的基本配置。CD-ROM容量大、兼容性強(qiáng)、速

13、度快、盤體成本低、使用方便，是集光、電、機(jī)和磁一體化產(chǎn)品，是計算機(jī)上很重要的輸入設(shè)備，安裝軟件、聽CD、看電影等都要用到CD-ROM光驅(qū)，如圖所示。,是一種初始狀態(tài)為“空白”的存儲器，用戶可以根據(jù)需要在使用時一次性地寫入（也稱“燒錄”）數(shù)據(jù)，寫入后只能讀取而不能更改數(shù)據(jù)。其基本原理是在聚碳酸脂制成的片基上噴涂了一層染料層，染料層分解后不能復(fù)原，因此CD-R只可寫入一次。,一次寫入光盤（CD-R）,是一種能夠反復(fù)重寫的存儲器，其基本原理是使用一種特殊的相變材料來存儲信息，在高溫下能由低反射率的非結(jié)晶狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦叻瓷渎实慕Y(jié)晶狀態(tài)，從而記錄數(shù)據(jù)信息，具備熱轉(zhuǎn)換性，可以反復(fù)擦寫。它的操作基本上和硬盤相

14、同，也稱磁光盤，可以重復(fù)使用一萬次左右，缺點是速度較慢，價格較貴。,可抹性光盤（CD-RW）,該存諸器產(chǎn)品也有兩種規(guī)格，DVD-R（只讀）和DVD-RW（可讀寫），其最大特點是存儲容量大，直徑為12厘米的光盤其單面單層存儲容量就可達(dá)4.7GB，其雙面雙層的盤片存儲容量可以達(dá)到17GB。所以，隨著價格的不斷下降，DVD-R、DVD-RW光盤逐漸成為市場上使用的主流。,數(shù)字視盤（DVD-R、DVD-RW）,(4)移動存儲器,移動硬盤,移動硬盤就是以硬盤為存儲介質(zhì)，屬于便攜式的存儲設(shè)備。目前市場上大多數(shù)的移動硬盤所采用的是標(biāo)準(zhǔn)的2.5英寸筆記本硬盤。還有少數(shù)采用1.8英寸超薄筆記本硬盤。它們的特性就

15、是速度較快，容量較大，可以以較快的速度與系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。,Flash存儲設(shè)備,FlashMemory是一種新型非易失性半導(dǎo)體存儲器，即在不供電的狀態(tài)下仍能保持片內(nèi)的信息，不需要特殊的高電壓就可實現(xiàn)片內(nèi)信息的擦除和重寫。其名稱來源于TOSHIBA公司用Flash這個詞，來描述這種存儲器瞬間的消除能力。,微硬盤,微硬盤的盤片面積只有1英寸，整體也不過電話卡1/3面積，主流容量卻達(dá)到了1-15GB級水平，未來會有60GB的產(chǎn)品面世，可反復(fù)擦寫30萬次以上，通常能穩(wěn)定工作五年,3.2.4外部設(shè)備,1常用輸入設(shè)備,2輸出設(shè)備,（1）顯示系統(tǒng),顯示系統(tǒng)用于顯示輸入的程序、數(shù)據(jù)或程序的運行結(jié)果。顯示系統(tǒng)由

16、顯示器和顯示適配器（也稱顯示卡）共同組成。,其核心部件是CRT顯像管，CRT顯像管使用電子槍發(fā)射高速電子經(jīng)過垂直和水平的偏轉(zhuǎn)線圈控制高速電子的偏轉(zhuǎn)角度，最后高速電子擊打屏幕上的磷光物質(zhì)使其發(fā)光，通過電壓來調(diào)節(jié)電子束的功率，在屏幕上形成明暗不同的光點形成各種圖案和文字。,CRT陰極射線管顯示器,英文通稱為LCD（LiquidCrystalDisplay）是屬于平面顯示器的一種。液晶面板上包含了兩片精致的無鈉玻璃板，中間夾著一層液晶。由于液晶不但具有固態(tài)晶體的光學(xué)特性，而且具有液態(tài)流動特性，所以被稱為“液態(tài)晶體”，是一種介于固態(tài)和液態(tài)之間的圖物質(zhì)。多數(shù)液晶分子都呈細(xì)長棒形，長約1-10nm。在不同

17、電流電場的作用下，液晶分子會做旋轉(zhuǎn)90的規(guī)則排列，由此產(chǎn)生透光度的差別。,液晶顯示器,顯示器的主要技術(shù)參數(shù)有：像素顯示器一般采用光柵掃描方式，即電子束從左向右，自上向下作水平掃描和垂直掃描，電子束撞擊顯示屏上的眾多的熒光粉點使其發(fā)光，每個發(fā)光點就是一個像素。點距(DotPitch)顯示屏幕上相鄰兩個像素中心點之間的距離稱為顯示器的點距。目前市場上顯示器的點距（也稱像素點的直徑）有0.21mm,0.25mm,0.28mm,0.31mm和0.39mm等幾種,其中以0.28mm的較多。點距越小圖像的清晰度越高。,顯示分辨率（Resolution）指屏幕像素的點陣，通常寫成（水平點數(shù)）（垂直點數(shù)）的形式。常用的有800600、1024768、10241024、16001200等，目前1024768較普及，更高的分辨率多用于大屏幕做圖像分析。刷新頻率（RefreshRate）每分鐘內(nèi)屏幕畫面更新的次數(shù)稱為刷新頻率。刷新頻率越高，畫面閃爍越小。一般是75200Hz。,(2）打印機(jī),打印機(jī)是微機(jī)的傳統(tǒng)的輸出設(shè)備。打印機(jī)的