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电脑硬件

电脑硬件

一CPU（中央处理器）

1、组成

CPU由运算器、控制器和寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线构成。

2、工作原理

CPU的运作原理可分为四个阶段：

提取、解码、执行、写回。

CPU从存储器或高速缓冲存储器中取出指令，放入指令寄存器，并对指令译码。

它把指令分解成一系列的微操作，然后发出各种控制命令，执行微操作系列，从而完成一条指令的执行。

3、主要参数

（1）主频

主频，也就是CPU的时钟频率，简单地说也就是CPU的工作频率，单位是兆赫（MHz）或千兆赫（GHz），用来表示CPU的运算、处理数据的速度。

一般说来，一个时钟周期完成的指令数是固定的，所以主频越高，CPU的速度也就越快。

主频=外频X倍频。

（2）外频

外频是CPU的基准频率，单位是MHz。

CPU的外频决定着整块主板的运行速度。

通俗地说，在台式机中，所说的超频，都是超CPU的外频

（3）前端总线（FSB）频率

前端总线（FSB）频率（即总线频率）是直接影响CPU与内存直接数据交换速度。

有一条公式可以计算，即数据带宽=（总线频率×数据位宽）/8，数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率。

（4）CPU的位和字长

　位：

在数字电路和电脑技术中采用二进制，代码只有“0”和“1”，其中无论是“0”或是“1”在CPU中都是一“位”。

字长：

电脑技术中对CPU在单位时间内（同一时间）能一次处理的二进制数的位数叫字长。

所以能处理字长为8位数据的CPU通常就叫8位的CPU。

同理32位的CPU就能在单位时间内处理字长为32位的二进制数据。

（5）倍频系数

倍频系数是指CPU主频与外频之间的相对比例关系。

在相同的外频下，倍频越高CPU的频率也越高。

CPU与系统之间数据传输速度是有限的，一味追求高主频而得到高倍频的CPU就会出现明显的“瓶颈”效应－CPU从系统中得到数据的极限速度不能够满足CPU运算的速度。

调节倍频的超频方式比调节外频稳定得多。

（6）缓存

　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，CPU内缓存的运行频率极高，一般是和处理器同频运作，工作效率远远大于系统内存和硬盘。

L1　Cache（一级缓存）是CPU第一层高速缓存，分为数据缓存和指令缓存。

L2　Cache（二级缓存）是CPU的第二层高速缓存，分内部和外部两种芯片。

内部的芯片二级缓存运行速度与主频相同，而外部的二级缓存则只有主频的一半。

L3　Cache（三级缓存），分为两种，早期的是外置，现在的都是内置的。

而它的实际作用即是，L3缓存的应用可以进一步降低内存延迟，同时提升大数据量计算时处理器的性能。

（7）CPU扩展指令集

　CPU依靠指令来自计算和控制系统，每款CPU在设计时就规定了一系列与其硬件电路相配合的指令系统。

指令的强弱也是CPU的重要指标，指令集是提高微处理器效率的最有效工具之一。

（8）接口

接口指CPU和主板连接的接口。

主要有两类，一类是卡式接口，称为SLOT，卡式接口的CPU像我们经常用的各种扩展卡，例如显卡、声卡等一样是竖立插到主板上的，当然主板上必须有对应SLOT插槽，这种接口的CPU目前已被淘汰。

另一类是主流的针脚式接口，称为Socket，Socket接口的CPU有数百个针脚，因为针脚数目不同而称为Socket370、Socket478、Socket462、Socket423等。

4、制造工艺

制造工艺的微米是指IC内电路与电路之间的距离。

制造工艺的趋势是向密集度愈高的方向发展。

密度愈高的IC电路设计，意味着在同样大小面积的IC中，可以拥有密度更高、功能更复杂的电路设计。

5、多核心

　多核心，也指单芯片多处理器（ChipMultiprocessors，简称CMP）。

多核处理器可以在处理器内部共享缓存，提高缓存利用率，同时简化多处理器系统设计的复杂度。

但这并不是说明，核心越多，性能越高，因为核心太多，而不能合理进行分配，所以导致运算速度减慢。

6、生产厂商

Intel公司：

Intel是生产CPU的老大哥，在个人电脑市场，它拥有最大的铺面——占有75%多的市场份额，Intel生产的CPU就成了事实上的x86CPU技术规范和标准。

英特尔公司在随着个人电脑普及，英特尔公司成为世界上最大设计和生产半导体的科技巨擘。

AMD公司：

目前使用的CPU有好几家公司的产品，除了Intel公司外，最有力的挑战的就是AMD公司。

国产龙芯：

GodSon小名狗剩,是国有自主知识产权的通用处理器，目前已经有2代产品，已经能达到现在市场上INTEL和AMD的低端CPU的水平，现在龙芯的英文名是loogson。

IBM：

IBM之强在于高端的实验室，工作室的非民用CPU。

7、包装方式

散装CPU：

散装CPU只有一颗CPU，无包装。

通常店保一年。

一般是厂家提供给装机商，装机商用不掉而流入市场的。

原包CPU：

也称盒装CPU，原包CPU，是厂家为零售市场推出的CPU产品，带原装风扇和厂家三年质保。

黑盒CPU：

指由厂家推出的顶级不锁频CPU，这类CPU不带风扇，是厂家专门为超频用户而推出的零售产品。

深包CPU：

也称翻包CPU，经销商将散装CPU自行包装，加风扇。

没有厂家质保，只能店保，通常是店保三年。

或把CPU从国外走私到境内，进行二次包装，加风扇。

这类是未税的，价格比散装略便宜。

工程样品CPU：

指处理器厂商在处理器推出前提供给各大板卡厂商以及OEM厂商用来测试的处理器样品。

二主板

1.组成

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。

2.工作原理

在电路板下面，是错落有致的电路布线；在上面，则为棱角分明的各个部件：

插槽、芯片、电阻、电容等。

当主机加电时，电流会在瞬间通过CPU、南北桥芯片、内存插槽、AGP插槽、PCI插槽、IDE接口以及主板边缘的串口、并口、PS/2接口等。

随后，主板会根据BIOS（基本输入输出系统）来识别硬件，并进入操作系统发挥出支撑系统平台工作的功能。

3.主要参数

（1）线路板

PCB印制电路板是所有电脑板卡所不可或缺的东西。

它实际是由几层树脂材料粘合在一起的，内部采用铜箔走线。

一般的PCB线路板分有四层，最上和最下的两层是信号层，中间两层是接地层和电源层，将接地和电源层放在中间，这样便可容易地对信号线作出修正。

而一些要求较高的主板的线路板可达到6-8层或更多。

（2）.南北桥芯片组

横跨AGP插槽左右两边的两块芯片就是南北桥芯片。

南桥多位于PCI插槽的上面；而CPU插槽旁边，被散热片盖住的就是北桥芯片。

芯片组以北桥芯片为核心，一般情况，主板的命名都是以北桥的核心名称命名的（如P45的主板就是用的P45的北桥芯片）。

北桥芯片主要负责处理CPU、内存、显卡三者间的“交通”，由于发热量较大，因而需要散热片散热。

南桥芯片则负责硬盘等存储设备和PCI之间的数据流通。

南桥和北桥合称芯片组。

芯片组在很大程度上决定了主板的功能和性能。

现在在一些高端主板上将南北桥芯片封装到一起，只有一个芯片，这样大大提高了芯片组的功能。

（3）BIOS芯片

目前市面上较流行的主板BIOS主要有AwardBIOS、AMIBIOS、PhoenixBIOS三种类型。

AwardBIOS是由AwardSoftware公司开发的BIOS产品，在目前的主板中使用最为广泛。

AwardBIOS功能较为齐全，支持许多新硬件，目前市面上主机板都采用了这种BIOS。

目前市面上较流行的主板BIOS主要有AwardBIOS、AMIBIOS、PhoenixBIOS三种类型。

AwardBIOS是由AwardSoftware公司开发的BIOS产品，在目前的主板中使用最为广泛。

AwardBIOS功能较为齐全，支持许多新硬件，目前市面上主机板都采用了这种BIOS。

4.主要插槽

（1）CPU插槽

CPU插座就是主板上安装处理器的地方。

主流的CPU插座主要有Socket370、Socket478、Socket423和SocketA几种。

（2）内存插槽　　

内存插槽是主板上用来安装内存的地方。

目前常见的内存插槽为SDRAM内存、DDR内存插槽。

（3）PCI插槽

PCI总线插槽它是由Intel公司推出的一种局部总线。

它为显卡、声卡、网卡、电视卡、MODEM等设备提供了连接接口，它的基本工作频率为33MHz，最大传输速率可达132MB/s。

（4）AGP插槽

AGP图形加速端口（AcceleratedGraphicsPort）是专供3D加速卡（3D显卡）使用的接口。

它直接与主板的北桥芯片相连，且该接口让视频处理器与系统主内存直接相连，避免经过窄带宽的PCI总线而形成系统瓶颈，增加3D图形数据传输速度，而且在显存不足的情况下还可以调用系统主内存，所以它拥有很高的传输速率，这是PCI等总线无法与其相比拟的。

AGP接口主要可分为AGP1X/2X/PRO/4X/8X等类型。

（5）PCIExpress插槽

随着3D性能要求的不断提高，AGP已越来越不能满足视频处理带宽的要求，目前主流主板上显卡接口多转向PCIExprss。

PCIExprss插槽有1×、2×、4×、8×和16×之分。

注：

目前主板支持双卡:

（NVIDIASLI/ATI交叉火力）

（6）CNR插槽

多为淡棕色，长度只有PCI插槽的一半，可以接CNR的软Modem或网卡。

5.对外接口

（1）硬盘接口

硬盘接口可分为IDE接口和SATA接口。

在型号老些的主板上，多集成2个IDE口，通常IDE接口都位于PCI插槽下方，从空间上则垂直于内存插槽（也有横着的）。

而新型主板上，IDE接口大多缩减，甚至没有，代之以SATA接口。

（2）软驱接口

连接软驱所用，多位于IDE接口旁，比IDE接口略短一些，因为它是34针的，所以数据线也略窄一些。

（3）COM接口（串口）

目前大多数主板都提供了两个COM接口，分别为COM1和COM2，作用是连接串行鼠标和外置Modem等设备。

（4）PS/2接口

PS/2接口的功能比较单一，仅能用于连接键盘和鼠标。

一般情况下，鼠标的接口为绿色、键盘的接口为紫色。

PS/2接口的传输速率比COM接口稍快一些。

被USB接口所完全取代的可能性极高。

（5）USB接口

USB接口是现在最为流行的接口，最大可以支持127个外设，并且可以独立供电，其应用非常广泛。

USB接口可以从主板上获得500mA的电流，支持热拔插，真正做到了即插即用。

USB2.0标准最高传输速率可达480Mbps。

USB3.0已经开始出现在最新主板中，将不久会被推广。

（6）LPT接口（并口）

一般用来连接打印机或扫描仪。

采用25脚的DB-25接头。

现在使用LPT接口的打印机与扫描仪已经基本很少了，多为使用USB接口的打印机与扫描仪。

（7）MIDI接口

声卡的MIDI接口和游戏杆接口是共用的。

接口中的两个针脚用来传送MIDI信号，可连接各种MIDI设备，例如电子键盘等，现在市面上已很难找到基于该接口的产品。

（8）SATA接口

SATA的全称是SerialAdvancedTechnologyAttachment（串行高级技术附件，一种基于行业标准的串行硬件驱动器接口），是由Intel、IBM、Dell、APT、Maxtor和Seagate公司共同提出的硬盘接口规范，SATA规范将硬盘的外部传输速率理论值提高到了150MB/s。

6.主板厂商

一线品牌　华硕（ASUS）、微星（MSI）、技嘉（GIGABYTE）

二线品牌映泰（BIOSTAR）、　升技（ABIT）、　磐正（EPO）、　富士康（FOXCONN）

三内存条

1.简介

内存条通常有128MB、256MB、512MB、1G,2G,4G等容量级别，其中4G内存已成为当前的主流配置。

内存条芯片的存取时间是内存的另一个重要指标，其单位以纳秒（ns）表示。

2.工作原理

内存条是连接CPU 和其他设备的通道，起到缓冲和数据交换作用。

 当CPU在工作时，需要从硬盘等外部存储器上读取数据，但由于硬盘这个“仓库”太大，加上离CPU也很“远”，运输“原料”数据的速度就比较慢，导致CPU的生产效率大打折扣！

为了解决这个问题，人们便在CPU与外部存储器之间，建了一个“小仓库”—内存。

3.内存分类

内存分为DRAM和ROM两种，前者又叫动态随机存储器，它的一个主要特征是断电后数据会丢失，我们平时说的内存就是指这一种；后者又叫只读存储器，我们平时开机首先启动的是存于主板上ROM中的BIOS程序，然后再由它去调用硬盘中的Windows，ROM的一个主要特征是断电后数据不会丢失。

4.重要参数

（1）存储容量

即一根内存条可以容纳的二进制信息量，如目前常用的168线内存条的存储容量一般多为32兆、64兆和128兆。

而DDRII3普遍为1GB到2GB。

（2）存取速度（存储周期）

即两次独立的存取操作之间所需的最短时间，又称为存储周期，半导体存储器的存取周期一般为60纳秒至100纳秒。

（3）存储器的可靠性

存储器的可靠性用平均故障间隔时间来衡量，可以理解为两次故障之间的平均时间间隔。

（4）性能价格比

性能主要包括存储器容量、存储周期和可靠性三项内容，性能价格比是一个综合性指标，对于不同的存储器有不同的要求。

5.发展历史

SDRAM时代DDR时代DDR2时代DDR3时代

6.主要生产厂家

Kingston（金士顿）威刚　Apacer（宇瞻）GEIL（金邦科技）

四硬盘

1.简介

硬盘（港台称之为硬碟，英文名：

Hard Disc Drive 简称HDD 全名 温彻斯特式硬盘）是电脑主要的存储媒介之一，由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成。

这些碟片外覆盖有铁磁性材料。

绝大多数硬盘都是固定硬盘，被永久性地密封固定在硬盘驱动器中。

2.结构

（1）磁头

磁头是硬盘中最昂贵的部件，也是硬盘技术中最重要和最关键的一环。

（2）磁道

当磁盘旋转时，磁头若保持在一个位置上，则每个磁头都会在磁盘表面划出一个圆形轨迹，这些圆形轨迹就叫做磁道。

（3）扇区

磁盘上的每个磁道被等分为若干个弧段，这些弧段便是磁盘的扇区，每个扇区可以存放512个字节的信息，磁盘驱动器在向磁盘读取和写入数据时，要以扇区为单位。

（5）柱面

硬盘通常由重叠的一组盘片构成，每个盘面都被划分为数目相等的磁道，并从外缘的“0”开始编号，具有相同编号的磁道形成一个圆柱，称之为磁盘的柱面。

磁盘的柱面数与一个盘单面上的磁道数是相等的。

（6）硬盘的容量=柱面数*磁头数*扇区数*512B。

4.主要参数

（1）容量

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。

（2）转速

转速（RotationalSpeed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。

（3）平均访问时间

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。

硬盘的平均寻道时间（AverageSeekTime）是指硬盘的磁头移动到盘面指定磁道所需的时间。

这个时间当然越小越好，目前硬盘的平均寻道时间通常在8ms到12ms之间，而SCSI硬盘则应小于或等于8ms。

硬盘的等待时间，又叫潜伏期（Latency），是指磁头已处于要访问的磁道，等待所要访问的扇区旋转至磁头下方的时间。

平均等待时间为盘片旋转一周所需的时间的一半，一般应在4ms以下。

（4）传输速率

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。

内部传输率（InternalTransferRate）也称为持续传输率（SustainedTransferRate），它反映了硬盘缓冲区未用时的性能。

内部传输率主要依赖于硬盘的旋转速度。

外部传输率（ExternalTransferRate）也称为突发数据传输率（BurstDataTransferRate）或接口传输率，它标称的是系统总线与硬盘缓冲区之间的数据传输率，外部数据传输率与硬盘接口类型和硬盘缓存的大小有关。

（5）缓存

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。

5.硬盘尺寸

3．5寸台式机硬盘；风头正劲，广泛用于各种台式计算机。

2．5寸笔记本硬盘；广泛用于笔记本电脑，桌面一体机，移动硬盘及便携式硬盘播放器。

1．8寸微型硬盘；广泛用于超薄笔记本电脑，移动硬盘及苹果播放器。

1．3寸微型硬盘；产品单一，三星独有技术，仅用于三星的移动硬盘。

1．0寸微型硬盘；最早由IBM公司开发，MicroDrive微硬盘（简称MD）。

因符合CFII标准，所以广泛用于单反数码相机。

0.85寸微型硬盘；产品单一，日立独有技术，已知用于日立的一款硬盘手机，前Rio公司的几款MP3播放器也采用了这种硬盘。

6.接口

（1）ATA

全称AdvancedTechnologyAttachment，是用传统的40-pin并口数据线连接主板与硬盘的，外部接口速度最大为133MB/s，因为并口线的抗干扰性太差，且排线占空间，不利计算机散热，将逐渐被SATA所取代。

（2）IDE

　IDE的英文全称为“IntegratedDriveElectronics”，即“电子集成驱动器”，俗称PATA并口。

（3）SATA

使用SATA（SerialATA）口的硬盘又叫串口硬盘，SerialATA采用串行连接方式，串行ATA总线使用嵌入式时钟信号，具备了更强的纠错能力，与以往相比其最大的区别在于能对传输指令（不仅仅是数据）进行检查，如果发现错误会自动矫正，这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。

串行接口还具有结构简单、支持热插拔的优点。

（4）SATAII

其主要特征是外部传输率从SATA的150MB/s进一步提高到了300MB/s，此外还包括NCQ（NativeCommandQueuing，原生命令队列）、端口多路器（PortMultiplier）、交错启动（StaggeredSpin-up）等一系列的技术特征。

但是并非所有的SATA硬盘都可以使用NCQ技术，除了硬盘本身要支持NCQ之外，也要求主板芯片组的SATA控制器支持NCQ。

（5）SCSI

SCSI的英文全称为“SmallComputerSystemInterface”（小型计算机系统接口），是同IDE（ATA）完全不同的接口，IDE接口是普通PC的标准接口，而SCSI并不是专门为硬盘设计的接口，是一种广泛应用于小型机上的高速数据传输技术。

SCSI接口具有应用范围广、多任务、带宽大、CPU占用率低，以及热插拔等优点，但较高的价格使得它很难如IDE硬盘般普及，因此SCSI硬盘主要应用于中、高端服务器和高档工作站中。

（7）SAS

　SAS（SerialAttachedSCSI）即串行连接SCSI，是新一代的SCSI技术，和现在流行的SerialATA（SATA）硬盘相同，都是采用串行技术以获得更高的传输速度，并通过缩短连结线改善内部空间等。

SAS是并行SCSI接口之后开发出的全新接口。

此接口的设计是为了改善存储系统的效能、可用性和扩充性，并且提供与SATA硬盘的兼容性。

7.制造厂商

希捷（Seagate）

希捷公司成立于1979年，现为全球最大的硬盘、磁盘和读写磁头制造商，希捷在设计、制造和销售硬盘领域居全球领先地位,提供用于企业、台式电脑、移动设备和消费电子的产品。

2005年并购迈拓（Maxtor）2011年4月收购三星（Samsung）旗下的硬盘业务。

西部数据（WesternDigital）

全球知名的硬盘厂商，成立于1979年，目前总部位于美国加州，在世界各地设有分公司或办事处，为全球五大洲用户提供存储器产品。

日立（HITACHI）

HITACHI日立集团是全球最大的综合跨国集团之一.　台式电脑硬盘，笔记本硬盘都有生产。

于2002年并购IBM硬盘生产事业部门。

于2011年3月被西部数据收购。

五显卡

1.简介

显卡是个人电脑最基本组成部分之一。

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非常重要。

 民用显卡图形芯片供应商主要包括AMD（ATI）和Nvidia（英伟达）两家。

2.工作原理

数据（data）一旦离开CPU，必须通过4个步骤，最后才会到达显示屏：

（1）从总线（bus）进入GPU（GraphicsProcessingUnit，图形处理器）：

将CPU送来的数据送到北桥（主桥）再送到GPU（图形处理器）里面进行处理。

（2）从videochipset（显卡芯片组）进入videoRAM（显存）：

将芯片处理完的数据送到显存。

（3）从显存进入DigitalAnalogConverter（=RAMDAC，随机读写存储数—模转换器）：

从显存读取出数据再送到RAMDAC进行数据转换的工作（数字信号转模拟信号）。

（4）从DAC进入显示器（Monitor）：

将转换完的模拟信号送到显示屏。

3.主要参数

（1）GPU

GPU全称是GraphicProcessingUnit，中文翻译为“图形处理器”。

NVIDIA公司在发布GeForce256图形处理芯片时首先提出的概念。

GPU使显卡减少了对CPU的依赖，并进行部分原本CPU的工作，尤其是在3D图形处理时。

GPU所采用的核心技术有硬件T&L（几何转换和光照处理）,立方环境材质贴图和顶点混合、纹理压缩和凹凸映射贴图、双重纹理四像素256位渲染引擎等，而硬件T&L技术可以说是GPU的标志。

GPU的生产主要由nVidia与ATI两家厂商生产。

显