电脑基础硬件知识

计算机硬件一、计算机硬件定义1、计算机硬件Computerhardware是指计算机系统中由电子，机械和光电元件等组成的各种物理装置的总称。这些物理装置按系统结构的要求构成一个有机整体为计算机软件运行提供物质基础。简言之，计算机硬件的功能是输入并存储程序和数据，以及执行程序把数据加工成可以利用的形式。2、核心技术计算机硬件的核心技术是微电子技术和光电子技术。1995年0.35μm设计规则已经成为微电子技术的商用技术，1998年将普遍使用0.25μm设计规则。由此，CPU的集成度已可达单片1000万个晶体管以上，工作频率已经超过600MHz；3、发展256MbDRAM芯片则已成为主流存储器件，中档PC的主存储器的容量已超过32MB。随着微电子技术继续飞速发展，主题的体积越来越小，速度越来越高，容量越来越大功耗越来越低，可靠性越来越高。输入设备和输出设备则朝高性能，多样化，智能化和多媒体方向发展。辅助存储器则继续朝大容量，高速度方向发展。自从计算机诞生以来，硬件在计算机系统成本中一直占主要比重，直到进入80年代才开始发生明显的变化。由于软件在计算机系统中的地位日趋重要，其开发成本也越来越高，从而使得它在计算机系统成本中的比重迅速提高，进入90年代已逐渐与硬件平分秋色。从计算机硬件角度看，主机部分无论从重要性还是从成本看，其主导地位一直保持到70年代中期。后来，作为计算机的“手足”，“感官”和“数据仓库”的外围设备重重要性日益增长，新型高性能品种不断涌现，加上数据库技术的成熟要求越来越大的辅助存储器，从而使得外围设备在硬件成本中的比重越来越大。特别是由于输入设备和输出设备的发展，人同计算机的界面越来越友好。起初人们只能用枯燥的数字，文字同计算机打交道；80年代图形用户接口（GUI）技术的成熟将人们带进了“图文并茂”的多媒体时代。人们不再感到计算机只是一部冰冷的机器了。需要指出的是，外围设备中已越来越多地嵌入微处理器和软件进行控制以达到智能化和高性能的目标，另一方面也常常将原属外围设备或外围设备控制器的部分功能直接设计进CPU，以降低成本和改善性能。二、计算机硬件构成计算机硬件可以分为主机和外围设备两大部分。主机部分包括中央处理器（CPU），主存储器，高速缓冲存储器，输入/输出控制系统，电源，通风散热设施等成分。外围设备包括输入设备，输出设备和辅助存储器（也成为外存储器）具体来说，计算机主要由中央处理器（CPU=CenterProcessorUnit）、主板、内存、硬盘、显卡、声卡、网卡、光驱、调制解调器、电源、机箱、键盘、鼠标、音响（或者耳机）、显示器等部分组成的，有时候还要用到扫描仪、打印机等设备。其中中央处理器（CPU）、内存、硬盘被业界称为电脑“三大件”，而“三大件”的价格在市场上也是最为透明的。一般情况下显卡、声卡、网卡都是集成在主板上的，现在由于人们对视频、游戏的追求越来越高，所以独立显卡越来越被人们重视和喜爱，而独立声卡、网卡则不那么热门，因为普通的声卡、网卡已经完全能够满足大家的使用，除非是音乐制作人、音乐相关专业者或者对音乐非常狂热的“发烧友”，一般是不需要独立声卡的。1、中央处理器中央处理器（CPU）就像人的大脑，负责处理电脑中的数据、程序、指令和信息等。目前市场上形成了英特尔（Intel）和AMD两家对立的局面，大家对英特尔的奔腾（Pentium）系列处理器非常熟悉，近年来AMD也逐渐拓展了市场，走入了我们的生活。英特尔的CPU比较适合普通办公、视频、音频、多媒体等应用，而AMD的处理器比较适合比较适合玩游戏，它们的处理器在构架方面很不一样。IBM公司的处理器主要面向高端服务器、企业用户等（例如苹果机的处理器是由IBM和摩托罗拉公司联合研制的，名称为PowerPC）。处理器（CPU）的主要指标是主频、外频、倍频、前端总线（AMD前端总线和英特尔不同）、高速缓存（主要是一、二级缓存）、制造工艺和针脚等。主频主频就是CPU的时钟频率，简单说是CPU运算时的工作频率（1秒内发生的同步脉冲数）的简称，它决定计算机的运行速度。比如100MHz表示数字脉冲信号每秒钟震荡一万万次。英特尔的处理器主频一般都很高，因为它的处理器采用超长流水线，就相当于公司、工厂分工细致工作效率比较高，这样有利于提高主频，但是也会导致发热量高、功耗大等问题，就好比公司分工过于细致会导致企业过于庞大而难以管理，人力成本也会高很多。AMD的主频比较低，但是它的运算浮点数比较高，发热量、功耗也控制得比较好，有利于超频（超频就是使用软件、改变BIOS设置以及加大电压等手段使CPU超负荷工作，来提升它的工作效能，这样会加快CPU老化，超频一旦失败CPU将会报废）。前端总线前端总线是将信息以一个或多个源部件传送到一个或多个目的部件的一组传输线，通俗的说，就是多个部件间的公共连线，用于在各个部件之间传输信息。普通的奔腾4和大部分赛扬，都是533MHz前端总线，超线程（HT）技术的CPU前端总线为800，该技术可以模拟出两个处理核心，从而提高工作效能。高速缓存高速缓存就是将某些CPU反复运算的数据暂时存在缓存里，它分一级二级甚至三级缓存，高端CPU（如P4630）的二级缓存达到2MB（兆），AMD的缓存都比Intel的低。比如商场卖东西，那么柜台上能够摆放一定的货物，这就相当于一级缓存，而商场的仓库就相当于二级缓存，三级缓存就相当于你这个商场出货量很大，所以在旁边又建了一个大楼来做仓库，所以一般的处理器没有三级缓存，只有像苹果机（或者服务器等高端设备）这样变态的处理器才有三级缓存。制造工艺制造工艺，也叫制程，现在的CPU大部分都是90nm（纳米）技术，2006年英特尔已经研制65纳米技术的处理器，并投放市场。制程越小工艺就越精湛，处理器就会发热越低，功耗越小，性能越优良，制造成本也越低。针脚封装技术、针脚，针脚就是CPU与主板的连接点，它是根据处理器的封装模式来决定的。现在英特尔的产品普遍是775针脚，AMD普遍是754针脚，但是速龙3200+是939针脚。以前的封装技术都是CPU与主板之间是由一个个的“针脚”相联，而现在则变成了接触点，这样节省了材料，缩短了传输距离，提高了传输效率。2、硬盘硬盘，永久性存储数据的设备，你的资料都存放在这里，它的存储量大，保存比较稳定，但是传输速度很慢。它是一个高速运转的磁盘，所以相比其他半导体硬件，更确切地说它是个机械硬件，所以它的性能提升没有其他硬件那么快，它的传输速度也一直是阻碍计算机发展的“瓶颈”。硬盘主要分ATA接口和SATA接口，ATA是并口，SATA是串口技术。STAT正在逐步取代ATA技术。从接口上看，硬盘主要分为IDE接口和SCSI接口两种。由于价格原因，普通用户通常只能接触到IDE接口的硬盘，因此下面我们也以IDE硬盘为主进行讲解。1.缓存2.电源接口3.跳线4.IDE接口5.电容6.控制芯片缓存这就是我们经常说的缓存，其实就和内存条上的内存颗粒一样，是一片SDRAM。缓存的作用主要是和硬盘内部交换数据，我们平时所说的内部传输率其实也就是缓存和硬盘内部之间的数据传输速率。电源接口和光驱一样，硬盘的电源接口也是由4针组成。其中，红线所对应的+5V电压输入，黄线对应输出的是+12V电压。现在的硬盘电源接口都是梯形，不会因为插反方向而使硬盘烧毁。跳线跳线的作用是使IDE设备在工作时能够一致。当一个IDE接口上接两个设备时，就需要设置跳线为“主盘”或者“从盘”，具体的设置可以参考硬盘上的说明。IDE接口硬盘IDE接口是和主板IDE接口进行数据交换的通道。我们通常说的UDMA/33模式就是指的缓存和主板IDE接口之间的数据传输率（也就是外部数据传输率）为33.3MB/s，目前的接口规范已经从UDMA/33发展到UDMA/66和UDMA/100。但是由于内部传输率的限制，实际上外部传输率达不到理论上的那么高。为了使数据传输更加可靠，UDMA/66模式要求使用80针的数据传输线，增加接地功能，使得高速传输的数据不致出错。在UDMA/66线的使用中还要注意，其兰色的一端要接在主板IDE口上，而黑色的一端接在硬盘上。电容硬盘存储了大量的数据，为了保证数据传输时的安全，需要高质量的电容使电路稳定。这种黄色的钽电容质量稳定，属于优质元件，但价格较贵，所以一般用量都比较少，只是在最需要的地方才使用。控制芯片硬盘的主要控制芯片，负责数据的交换和处理，是硬盘的核心部件之一。硬盘的电路板可以互相换（当然要同型号的），在硬盘不能读出数据的时候，只要硬盘本身没有物理损坏且能够加电，我们就可以通过更换电路板的方式来使硬盘“起死回生”。3、内存内存，由于硬盘传输速度比较慢，所以把经常被读取的一些资料、数据暂时存放在内存中，然后由内存传输给处理器，这样能大大提高工作速度、效率。但是内存的容量有限，而且一旦断电，内存中的数据将完全消失。高速缓存和内存的作用非常类似，但是高速缓存的容易无法和内存相比。DDR是一种内存存储技术，它的频率主要是266、333、400MHz，AMD处理器只支持DDR400，英特尔已经全面支持DDR第2代技术DDR2533、667，有的甚至支持DDR2800、1066。AMD本打算放弃DDR2，直接转向DDR3，但是迫于市场压力，已经公布了AM2接口的处理器，将全面支持DDR2技术。【闪存的概念】闪存（FlashMemory）是一种长寿命的非易失性（在断电情况下仍能保持所存储的数据信息）的存储器，数据删除不是以单个的字节为单位而是以固定的区块为单位，区块大小一般为256KB到20MB。闪存是电子可擦除只读存储器（EEPROM）的变种，闪存卡（FlashCard）是利用闪存（FlashMemory）技术达到存储电子信息的存储器，一般应用在数码相机，掌上电脑，MP3等小型数码产品中作为存储介质，所以样子小巧，有如一张卡片，所以称之为闪存卡。根据不同的生产厂商和不同的应用，闪存卡分类大概有U盘、SmartMedia（SM卡）、CompactFlash（CF卡）、MultiMediaCard（MMC卡）、SecureDigital（SD卡）、MemoryStick（记忆棒）、XD-PictureCard（XD卡）和微硬盘（MICRODRIVE）这些闪存卡虽然外观、规格不同，但是技术原理都是相同的。闪存盘可用来在电脑之间交换数据。从读写速度上讲，闪存盘采用USB接口，读写速度比软盘高许多。从稳定性上讲，闪存盘没有机械读写装置，避免了移动硬盘容易碰伤、跌落等原因造成的损坏。与传统硬盘相比，闪存的读写速度高、功耗较低，目前市场上已经出现了闪存硬盘。【与硬盘区别】如果单从储存介质上来说，闪存比硬盘好。但并不是音质上的好，是指数据传输的速度还有抗震度来说。优点：1.闪存小，质量轻。并不是说闪存的集成度就一定会高。微硬盘做的这么大一块主要原因就是微硬盘不能做的小过闪存，并不代表微硬盘的集成度就不高。再说，集成度高并不能代表音质一定下降。MD就是一个例子。2.相对于硬盘来说闪存结构不怕震，更抗摔。硬盘最怕的就是强烈震动。虽然我们使用的时候可以很小心，但老虎也有打盹的时候，不怕一万就怕万一。3.闪存可以提供更快的数据读取速度，硬盘则受到转速的限制。4、主板主板的中心任务是维系CPU与外部设备之间能协同工作，几乎所有的主要电脑部件都要靠主板来连接，其重要性可见一斑。主板上面主要有BIOS芯片、北桥芯片、南桥芯片和各种各样的接口组成。BIOS芯片BIOS芯片是负责控制硬件的底层，有一些重要设备的初始化信息，是保证系统正常运行的基础。就相当于一个人或者动物来到世上什么都不会，但是他仍然有自己的本能反映（呼吸、躲避外界刺激、吃东西等），这是他维持生存的最基本元素。北桥芯片、南桥芯片北桥芯片直接与处理器（CPU）相连接，将数据传输给处理器，另外与内存显卡相连，南桥芯片则是与硬盘、PCI插槽、USB接口、电源、打印机、扫描仪等各种输入输出接口相连，将外部数据传输给北桥芯片，然后由北桥芯片传输给处理器。全球有多家公司