计算机硬件系统及组装.docx
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计算机硬件系统及组装
计算机硬件系统及组装
一、计算机硬件系统的基本组成1
1.计算机硬件系统1
2.计算机的基本结构2
A.运算器2
B.控制器2
C.存储器2
D.输入/输出设备3
3.微型计算机中的硬件系统3
A.微处理器（CPU）3
B.内储存器3
C.外存储器4
D.基本输入输出设备5
二、计算机系统的安装6
1.组装主机6
A.CPU的安装：
7
B.安装内存：
7
C.机箱的准备：
7
D.安装电源：
7
E.安装硬盘和光驱：
7
F.接插数据线：
7
G.安装显示：
7
H.安装指示灯：
7
I.安装主板：
8
2.连接外设8
三、我的DIY总结9
摘要：
如今互联网技术高度发达，电脑已经得到广泛普及。
本文阐述的是计算机硬件系统及组装。
文章主要分为三大部分，第一部分是对计算机硬件系统作详细的介绍。
其中，第一、二两节介绍了计算机硬件系统的基本理论概念。
第三节中是在理论的基础上进一步分析了微型计算机（即电脑）的硬件系统。
通过对微机的介绍，为文章的第二、三部分做好了铺垫。
第二部分则具体介绍了微机的组装。
通过了解组装知识将对微机硬件有更深的认识。
第三部分则介绍了我的微机配置方案。
一、计算机硬件系统的基本组成
1.计算机硬件系统
完整的计算机包括两大部分，即硬件系统和软件系统。
所谓硬件，是指构成计算机的物理设备，即由机械、电子器件构成的具有输入、存储、计算、控制和输出功能的实体部件。
而计算机硬件系统则分为主机和外设两大部分。
人们通常把内存储器、运算器和控制器合称为计算机主机。
而把运算器、控制器做在一个大规模集成电路块上称为中央处理器，又称CPU。
也可以说主机是由CPU与内储存器组成的，而主机以外的装置称为外部设备，外部设备包括输入、输出设备，外存储器，网络设备等。
计算机硬件系统的组成如图1所示。
图1计算机硬件系统的组成
2.计算机的基本结构
计算机硬件系统的主要组成部件有运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分。
其结构如图2所示。
图2计算机基本结构
A.运算器
运算器又称算术逻辑运算单元ALU（ArithmeticLogicUnit）的基本功能为加、减、乘、除四则运算，与、或、非、异或等逻辑操作，以及移位、求补等操作。
计算机运行时，运算器的操作和操作种类由控制器决定。
运算器处理的数据来自存储器；处理后的结果数据通常送回存储器，或暂时寄存在运算器中。
B.控制器
控制器是由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成，它是发布命令的“决策机构”，即完成协调和指挥整个计算机系统的操作。
其主要功能是从内存中取出一条指令，并指出下一条指令在内存中位置，即对指令进行译码或测试，并产生相应的操作控制信号，以便启动规定的动作；同时还要接受各部件反馈回来的信息。
另外，它在工作过程中，指挥并控制CPU、内存和输入/输出设备之间数据流动的方向。
C.存储器
存储器具有记忆功能，用来保存信息，如数据、指令和运算结果等。
存储器又分为内存储器和外存储器两种。
a）内存储器
内存储器也称主存储器（简称主存）它直接与CPU相连接，存储容量小，但速度快，用来存放当前运行程序的指令和数据，并直接与CPU交换信息。
内存储器有许多存储单元组成，每个单元能存放一个二进制数，或一条由二进制编码表示的指令。
b）外存储器
外存储器简称外存，它是内存的扩充。
外存储容量大，价格低，但存储速度较慢，一般用来存放大量暂时不用的程序、数据和中间结果，需要时，可成批地和内存储器进行信息交换。
外存只能与内存交换信息，不能被计算机系统的其它部件直接访问。
计算机关机后，它仍能保存大量信息。
被看作是计算机的“仓库”。
常用的外存有硬盘、软盘和光盘等。
D.输入/输出设备
输入输出设备简称I/O（Input/Output）设备。
用户通过输入设备将程序和数据输入计算机，输出设备将计算机处理的结果（如数字、字母、符号和图形）显示或打印出来。
常用的输入设备有：
键盘、鼠标器、扫免疫、数字化仪等。
常用的输出设备有：
显示器、打印机、绘图仪等。
3.微型计算机中的硬件系统
作为计算机的一种，微型计算机的硬件配置如图3所示。
图3微型计算机的硬件配置
下面分别介绍微机硬件的组成：
E.微处理器（CPU）
CPU是中央处理单元（CentralProcessingUnit）的缩写，它可以被简称做微处理器（Microprocessor），是微型计算机的核，由运算器和控制器两部分组成：
运算器（也称执行单元）是微机的运算部件；控制器是微机的指挥控制中心。
目前，伴随着大规模集成电路技术的迅速发展，芯片集成密度越来越高，CPU可以集成在一个半导体芯片上。
现在广泛使用的CPU主要是Intel公司和AMD公司的。
表征微机运算速度的性能指标是微机CPU的主频，主频也叫时钟频率，单位是MHz（或GHz），用来表示CPU的运算、处理数据的速度。
CPU的主频＝外频×倍频系数。
核心数目也是微机的重要性能指标。
在目前主频的提高没有多少及超频流行的情况下，核心数目就显得尤为重要。
当前，双核心还是主流。
缓存大小也是CPU的重要指标之一，而且缓存的结构和大小对CPU速度的影响非常大，实际工作时，CPU往往需要重复读取同样的数据块，而缓存容量的增大，可以大幅度提升CPU内部读取数据的命中率，而不用再到内存或者硬盘上寻找，以此提高系统性能。
但是由于CPU芯片面积和成本的因素来考虑，缓存都很小。
现在，二、三级缓存的大小对微机影响比一级缓存大得多。
但缓存不是越大越好。
F.内储存器
内存储器又叫主存储器，简称内存，安装在主板上。
用来存放计算机当前工作所需的程序和数据。
举例。
被看作是计算机中信息存储的“中转站”。
特点是：
存取速度快，但存储容量相对较小。
内存又分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
RAM就是我们平时所称的内存，RAM的特点是：
可以读出，也可以写入，的趋势不损坏原有存储的内容，只有写入时在修改原来所存储的内容。
断电后，存储的内容立即消失。
一般内存通常是按字节为单位编址的，，一个字节由8个二进制位组成。
内存条通常有256MB、512MB、1G、2G等各种规格。
ROM是一种特殊的存储器，它需要专门的设备将数据写入其芯片中，存储的信息是由计算机主板生产厂商确定的，我们一般只能读，不能更改。
特点是：
断电后，ROM芯片中的数据不会丢失。
G.外存储器
外存储器（简称外存）又称辅助存储器。
外存主要由磁表面存储器、光盘存储器和闪存等设备组成。
磁表面存储器分为磁盘、磁带两大类。
a）磁盘存储器（简称磁盘）
磁盘可分为硬盘和软盘。
硬磁盘存储器（HardDisk）简称硬盘。
硬盘盘基通常用铝合金材料制成。
作为计算机系统的数据存储器，容量是硬盘最主要的参数。
硬盘的容量以兆字节（MB）或千兆字节（GB）为单位，1GB=1024MB。
但硬盘厂商在标称硬盘容量时通常取1G=1000MB，因此我们在BIOS中或在格式化硬盘时看到的容量会比厂家的标称值要小。
硬盘的容量指标还包括硬盘的单碟容量。
所谓单碟容量是指硬盘单片盘片的容量，单碟容量越大，单位成本越低，平均访问时间也越短。
近两年主流硬盘是320G，而500G以上的大容量硬盘亦已开始逐渐普及。
转速（RotationlSpeed或Spindlespeed），是硬盘内电机主轴的旋转速度，也就是硬盘盘片在一分钟内所能完成的最大转数。
转速的快慢是标示硬盘档次的重要参数之一，它是决定硬盘内部传输率的关键因素之一，在很大程度上直接影响到硬盘的速度。
硬盘的转速越快，硬盘寻找文件的速度也就越快，相对的硬盘的传输速度也就得到了提高。
硬盘转速以每分钟多少转来表示，单位表示为RPM，RPM是RevolutionsPerminute的缩写，是转/每分钟。
RPM值越大，内部传输率就越快，访问时间就越短，硬盘的整体性能也就越好。
平均访问时间（AverageAccessTime）是指磁头从起始位置到达目标磁道位置，并且从目标磁道上找到要读写的数据扇区所需的时间。
平均访问时间体现了硬盘的读写速度，它包括了硬盘的寻道时间和等待时间，即：
平均访问时间=平均寻道时间+平均等待时间。
传输速率（DataTransferRate）硬盘的数据传输率是指硬盘读写数据的速度，单位为兆字节每秒（MB/s）。
硬盘数据传输率又包括了内部数据传输率和外部数据传输率。
缓存（Cachememory）是硬盘控制器上的一块内存芯片，具有极快的存取速度，它是硬盘内部存储和外界接口之间的缓冲器。
由于硬盘的内部数据传输速度和外界介面传输速度不同，缓存在其中起到一个缓冲的作用。
缓存的大小与速度是直接关系到硬盘的传输速度的重要因素，能够大幅度地提高硬盘整体性能。
当硬盘存取零碎数据时需要不断地在硬盘与内存之间交换数据，有大缓存，则可以将那些零碎数据暂存在缓存中，减小外系统的负荷，也提高了数据的传输速度
软盘由于容量小，读写速度慢，易损坏，现在已基本淘汰了。
b）光盘存储器
光盘只是一个统称，它分成两类，一类是只读型光盘，其中包括CD-Audio、CD-Video、CD-ROM、DVD-Audio、DVD-Video、DVD-ROM等；另一类是可记录型光盘，它包括CD-R、CD-RW、DVD-R、DVD＋R、DVD＋RW、DVD-RAM、DoublelayerDVD＋R等各种类型。
c）USB闪存存储器
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。
闪存的特点如下：
1.闪存的随身听小。
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.质量轻。
使用闪存时，必须注意：
插拔闪存时，必须等指示灯停止闪烁时，方可进行，因为U盘在使用时，会把数据写入缓存，如果这时候直接拔除可能导致数据丢失。
H.基本输入输出设备
a）键盘
键盘（Keyboard）是用户与计算机进行交流的主要工具，是计算机最重要的输入设备。
b）鼠标
鼠标（Mouse）又称鼠标器，也是微机上的一种常用的输入设备，是控制显示屏上光标移动位置的一种指点式设备。
在软件支持下，通过鼠标器上的按钮，向计算机发出输入命令，或完成某种特殊的操作。
目前常用的鼠标器有：
机械式和光电式两类。
其与计算机的接口分为PS/2接口和USB接口。
c）显示器
显示器（Monitor）是微机不可缺少的输出设备。
用户可以通过显示器方便的观察输入和输出的信息。
现在通用的显示器是液晶（LCD）显示器。
分辨率、颜色数和屏幕出、尺寸是显示器的主要指标。
常用的分辨率有：
800*600、1024*768、1280*1024等。
颜色数一般为256色。
主流的屏幕尺寸有：
17英寸、19英寸和21英寸等。
显示器不需配置正确的显卡，才能构成完整的显示系统。
常见的显卡类型有:
ATI卡和NIDIA卡。
ATI卡画面质量好，NIDIA卡数据处理速度快，各有所长。
图4CPU内存硬盘
二、计算机系统的安装
1.组装主机
扩充卡插槽
I/O面板连接器
磁盘驱动器固定架
要装电脑，首先是要熟悉电脑的硬件组成。
打开电脑主机机箱，可以看到如图5所示的结构。
由于之前对电脑的各个组成分作了介绍，下面就介绍硬件的接口及其组装。
图5主机箱内部结构图
安装主机前先要认识主板。
主板是电脑系统中最大的一块电路板，是主机各部件的桥梁，所以它提供了各种各样的接口和插槽，如图6所示。
图6主板结构示意图
主机的组装步骤如下：
I.CPU的安装：
CPU插座，它的一个角比其它三个角少一个插孔，CPU本身也是如此，所以CPU的接脚和插孔的位置是对应的，这就标明了CPU的安装方向。
安装CPU时先拉起插座的手柄，把CPU按正确方向放进插座，使每个接脚插到相应的孔里，注意要放到底，但不必用力给CPU施压，然后把手柄按下，这样，CPU就被牢牢地固定在主板上了，然后安装上CPU风扇，风扇是用一个弹性铁架固定在插座上的。
J.安装内存：
安装内存要小心不要太用力，以免掰坏线路，内存条上金属接脚端有两个凹槽，对应内存插槽上的两个凸棱，所以方向容易确定。
安装时把内存条对准插槽，均匀用力插到底就可以了。
同时插槽两端的卡子会自动卡住内存条。
K.机箱的准备：
打开机箱的外包装，看，随机箱会有许多附件，螺丝、档片等，在安装过程中，我们会一一用到它们的。
大的铁板用来固定主板，我们在此称之为底板，上面的这些铜柱是用来固定主板的，现在的机箱在出厂时就已经将固定柱安装好了。
L.安装电源：
安装电源比较简单，把电源放在电源固定架上，使电源后的螺丝孔和机箱上的螺丝孔一一对应，然后拧上螺丝。
M.安装硬盘和光驱：
先从面板上取下一个5寸槽口的档板，用来安装光驱。
把光驱安装在5"固定架上，保持光驱的前面和机箱面板齐平，在光驱的每一侧用两个螺丝初步固定，先不要拧紧，这样可以对光驱的位置进行细致的调整，然后再把螺丝拧紧，这一步是考虑到面板的美观。
下面要安装硬盘，我们这里用的是3"的普通硬盘，装在3寸固定架上。
将硬盘插到固定架中，注意方向，保证硬盘正面朝上，接口部分背对面板。
然后再固定螺丝，要用粗螺纹的螺丝。
N.接插数据线：
新型的ATX主板上有一个软驱接口、两个IDE口。
IDE口是用来连接IDE设备的，一般是硬盘和光驱。
主板上的两个IDE口，一个是主接口，一个是副接口。
每个IDE口可以连接两个IDE设备，所以，一台电脑最多可连接四个IDE设备。
连接的时候要注意，不仅两个IDE口之间有主次关系，接在同一个IDE口上的两个IDE设备之间也有主次关系；主硬盘，也就是启动硬盘必须作为主设备接到主IDE口上。
比较新的主板没有这样严格的要求。
在主板上，主IDE口一般用"PrimaryIDE"或"IDE1"来表示。
另一个用"SecondaryIDE"或"IDE2"表示。
在主板的各个接口附近都标明了第一根针的位置，在接线之前先要弄清楚。
我们用到的连接线有软驱线、硬盘线、鼠标连接口和打印机连接口。
硬盘数据线是40芯的，有3个接头，它们不分顺序。
其中两个接头连接硬盘和光驱，第三个接头接到主板的主IDE接口上，不要接到副IDE口上。
数据线上都有一根色线，一般为红线，接线原则是色线对应接口上第一根针，主板上的接口和设备接口都是这样。
先接好主板这头，再接光驱，再接硬盘。
现在的主板上都给这些接口加了一个带有缺口的插座，正好和数据线接头上的形状相同，方向是不会搞错的。
O.安装显示：
主板上黑色槽是ISA插槽，白色插槽是PCI槽，还有一个棕色的是AGP插槽，专门用来插AGP显示卡的。
把显示卡以垂直于主板的方向插入AGP插槽中，用力适中并要插到底部，保证卡和插槽的良好接触。
P.安装指示灯：
现在机箱面板上的许多线头空着，它们是干什么的呢？
它们是一些开关和指示灯，还有PC喇叭的连线，它们要接在主板上。
ATX结构的机箱上有一个总电源的开关接线，是个两芯的插头，它和Reset的接头一样，按下时短路，松开时开路，按一下，电脑的总电源就被接通了，再按一下就关闭，但是你还可以在BIOS里设置为开机时必须按电源开关4秒钟以上才会关机，或者根本就不能按开关来关机而只能**软件关机。
硬盘指示灯的两芯接头，1线为红色。
在主板上，这样的插针通常标着IDELED或HDLED的字样，连接时要红线对1。
接好后，当电脑在读写硬盘时，机箱上的硬盘灯会亮。
有一点要说明，这个指示灯只能指示IDE硬盘，对SCSI硬盘是不行的。
三芯插头是电源指示灯的接线，使用1、3位，1线通常为绿色。
在主板上，插针通常标记为Power，连接时注意绿色线对应于第一针（+）。
当它连接好后，电脑一打开，电源灯就一直亮着，指示电源已经打开了。
PC喇叭的四芯插头，实际上只有1、4两根线，1线通常为红色，它要接在主板的Speaker插针上。
这在主板上有标记，通常为Speaker。
在连接时，注意红线对应1的位置。
Q.安装主板：
主板上的CPU和内存要先安装好，别忘了接CPU风扇的电源线。
主板上一般有5到7个固定孔，它们的位置都符合标准，这点你不用担心。
在底板上有很多个螺钉孔，你要选择合适的孔与主板匹配，选好以后，把固定螺钉旋紧在底板上；现在的大多机箱已经安装了了固定柱，而且位置都是正确的，不用我们再单独安装了。
然后把主板小心地放在上面，注意将主板上的键盘口、鼠标口、串并口等和机箱背面档片的孔对齐，使所有螺钉对准主板的固定孔，依次把每个螺丝安装好。
总之，要求主板与底板平行，决不能搭在一起，否则容易造成短路。
要把剩余的槽口用挡片封好。
然后要仔细检查一下各部分的连接情况，确保无误后，把机箱盖盖好，安装好螺丝，这样，主机的安装过程就基本完成了。
2.连接外设
a）连接键盘和鼠标：
最后还要把主机和显示器、键盘等部件连接起来。
因为组装电脑只是组装主机这一部分。
先来接键盘，键盘接口在主板的后部，是一个圆形的。
键盘插头上有向上的标记，连接时按照这个方向插好就行了。
这种圆口的PS/2鼠标就插在键盘上面的鼠标插孔中。
b）连接显示器和音箱：
接显示器的信号线，15针的信号线接在显示卡上，电源接在主机电源上或直接接电源插座。
注意不要用力太猛。
接音箱，通常有源音箱接在Speaker口或Line-out口上，无源音箱就接在Speaker口。
最后连接主机箱的电源线。
一台电脑就装好了。
三、我的DIY总结
通过对计算机硬件系统的深入学习，并自己花费了很长的时间配置了一台电脑并购买了一台电脑。
下表7是我的电脑配置单及其图表：
配件名称
配件型号
价格
CPU
AMD速龙IIX2245
410
散热器
主板
技嘉GT-MA785-DS3
699
显卡
蓝宝石HD3850512M白金版3代
499
内存
金邦2GBDDR31666（千禧条）
310
硬盘
希捷500GB7200.1216M（串口/散）
380
显示器
飞利浦193E1
860
声卡
网卡
光驱
先锋DVD-230D参数
120
音响
机箱
动力火车绝尘侠X3
180
电源
航嘉冷静王标准版
150
键鼠
金河田键鼠套装
60
表7
其中，“AMD速龙IIX2245”这个CPU主频达到2.9G，双核，2M的二级缓存，售价只有410，是一款性价比很高的U。
主板使用技嘉的GT785系列，采用全固态的电容，支持DDR3内存，性能稳定。
虽价格不菲，但却值得买。
蓝宝石ATI显卡是相同价位的产品中为数不多的位宽有512bit的显卡，故而性价非常高。
显示器是“飞利浦193E1”这一款,这是飞利浦近期推出的新型号，采用LED背光，节能。
对比度百万比一，功耗低，很省电，色彩鲜艳，寿命长，外观经典，摸上去没有水纹，最主要的是价格合理，飞利浦的质量信得过。
ST的500G硬盘其单碟容量就是500G，转速和缓存都符合主流，超值。
至于光驱，先锋一直是同行中的佼佼者。
动力火车绝尘侠X3的机箱在网上的评价一直都很高。
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