理论教育 微型计算机硬件组成解读

微型计算机硬件组成解读

时间:2023-11-08 理论教育 版权反馈
【摘要】:微型计算机硬件系统与其他计算机没有本质的区别,也是由五大功能部件组成。但在生活中,我们习惯从外观上将微型计算机的硬件系统分为两大部分,即主机和外设。主机箱里包含着微型计算机大部分主要的硬件设备,如CPU、主板、内存、显卡、电源及各种连线。

微型计算机硬件组成解读

微型计算机硬件系统与其他计算机没有本质的区别,也是由五大功能部件组成。但在生活中,我们习惯从外观上将微型计算机的硬件系统分为两大部分,即主机和外设。主机是微机的主体,微机的运算、存储过程都是在这里完成的。主机箱里包含着微型计算机大部分主要的硬件设备,如CPU、主板、内存、显卡、电源及各种连线。主机以外的设备称为外设,外设主要是显示器、鼠标、键盘、音箱、打印机等一些常用的设备及外存储器等。

1.中央处理器

中央处理器(Central Processing Unit,CPU)犹如人的大脑,是计算机的核心,一般由高速电子线路组成,主要包括运算器、控制器、寄存器组、高速缓冲存储器等。基于CPU在微机中的关键作用,人们往往将CPU的型号作为衡量和购买机器的标准。决定微处理器性能的指标很多,其中主要是字长和主频。字长是指微处理器一次可处理的数据位数,微处理器的字长越长,寻址能力就越强,运算速度就越快,数据处理能力也就越强。

CPU外观上是插在主板上的一块方形芯片,我们经常所说的586、奔腾4(Pentium4)、酷睿2(Core 2)等,就是指CPU的型号。目前最常见的CPU有Intel系列和AMD系列。Intel系列主要有:Pentium系列、Celeron系列、Core系列等;AMD主要有Athlon(速龙)系列、Sempron(闪龙)系列等。如图1-7所示。

图1-7 各种型号的CPU

2.主板

主板,又叫主机板(Mainboard)、系统板(Systemboard)或母板(Motherboard);它安装在主机箱内,是微机最基本的也是最重要的部件之一。主板一般为矩形电路板,上面安装了组成计算机的主要电路系统,一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、键盘和面板控制开关接口、指示灯插接件、扩充插槽、主板及插卡的直流电源供电接插件等元件。主板在整个微机系统中扮演着举足轻重的角色。可以说,主板的类型和档次决定着整个微机系统的类型和档次。主板的性能影响着整个微机系统的性能。

芯片组(Chipset)是主板的核心组成部分,几乎决定了这块主板的功能,进而影响到整个电脑系统性能的发挥。按照在主板上的排列位置的不同,通常分为北桥芯片和南桥芯片。北桥芯片提供对CPU的类型和主频、内存的类型和最大容量、PCI-E插槽、ECC纠错等支持。南桥芯片则提供对KBC(键盘控制器)、RTC(实时时钟控制器)、USB(通用串行总线)、Ultra DMA/33(66)EIDE数据传输方式和ACPI(高级能源管理)等的支持。其中北桥芯片起着主导性的作用,也称为主桥(Host Bridge)。

3.内存储器

内存储器(Memory)简称内存,具有容量较小,存取速度快的特点。内存按其基本功能和性能,分为只读存储器(ROM)和随机存储器(RAM),ROM中程序和数据只能读出,不能写入,断电后不会丢失数据;RAM不仅可以读出程序和数据,而且还可以写入程序和数据,断电后其中的程序和数据将全部丢失。一般说“内存容量”时,则指RAM,不包括ROM在内。人们通常意义上的内存是指以内存条形式插在主板内存槽中的RAM。内存条的外观如图1-8所示。

图1-8 内存

4.外存储器

外存储器简称外存,相对于内存具有容量大,存取速度慢,价格较便宜等特点。外存用于存放暂时不用的数据和程序,存储数据时在计算机断电情况下仍然可以长期保存。常见的外存有U盘、硬盘、光盘等。如图1-9所示。

图1-9 外存(www.daowen.com)

(1)硬盘驱动器。硬盘驱动器简称硬盘,按存储原理不同,可分为机械硬盘和固态硬盘两种。

机械硬盘是使用坚硬的旋转盘片为基础的非易失性存储设备,它在平整的磁性表面存储和检索数字数据,信息通过离磁性表面很近的磁头,由电磁流来改变极性方式被电磁流写到磁盘上,信息可以通过相反的方式回读。

固态硬盘(Solid State Disk)简称固盘,是用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘,其存储介质有两种,一种是采用闪存(Flash芯片)作为存储介质,另一种是采用(DRAM)作为存储介质。固态硬盘在读写速度、防震抗摔性、功耗、噪音、工作温度范围等均优于机械硬盘,已逐渐应用于个人用户。

(2)光盘驱动器。光盘驱动器简称光驱,是一种读取光盘信息的设备。它通过径向移动的激光头来读取旋转的光盘面上凹坑所记录的数字信息。根据所能读取光盘种类的不同,分为CD-ROM、DVD-ROM和BD-ROM驱动器。

(3)移动存储器。如移动硬盘或USB闪存驱动器等可移动存储设备,用于增加计算机的存储空间或在计算机之间传输信息。移动存储器通常通过USB接口连接。

5.显卡

显卡全称显示接口卡(Video Card,Graphics Card),又称为显示适配器(Video Adapter)或显示器配置卡,是计算机最基本配置之一。

显卡的用途是将计算机系统所需要的显示信息进行转换驱动,并向显示器提供行扫描信号,控制显示器的正确显示,是连接显示器和个人电脑主板的重要元件,是“人机对话”的重要设备之一。显卡作为电脑主机里的一个重要组成部分,承担输出显示图形的任务,对于从事专业图形设计的人来说显卡就非常重要。常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)两家。

显卡一般分为集成显卡和独立显卡,二者各有不同的用途。

(1)集成显卡。集成显卡是将显示芯片、显存及其相关电路都集成在主板上,与其融为一体的元件;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。

集成显卡的优点是功耗低、发热量小,部分集成显卡的性能已经可以媲美入门级的独立显卡,所以不用花费额外的资金购买独立显卡。但其性能相对略低,且固化在主板或CPU上,本身无法更换,如果必须换,就只能换主板。

(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(PCI-E)。独立显卡单独安装有显存,一般不占用系统内存,在技术上也较集成显卡先进得多,比集成显卡能够得到更好的显示效果和性能,容易进行显卡的硬件升级。

由于显卡性能的不同对于显卡要求也不一样,独立显卡分为两类,一类专门为游戏设计的娱乐显卡,一类则是用于绘图和3D渲染的专业显卡。

6.输入输出设备

输入输出设备(I/O)是对将外部世界信息发送给计算机的设备和将处理结果返回给外部世界的设备的总称。这些返回结果可能是使用者能够在视觉上体验的,或是作为该计算机所控制的其他设备的输入。

在计算机系统中,能将信息送入计算机中的设备称为输入设备,最常用的输入设备有键盘、鼠标等。此外,输入设备还包括手写笔、摄像头、话筒、条形码阅读器、图像输入设备等。用来输出运算结果和加工处理后的信息的设备称为输出设备,常用的输出设备有显示器和打印机。另外,外存储器、智能手机数码相机既是输入设备也是输出设备。

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