微型计算机包括多种系列,多种档次、型号的计算机。一个完整的微机系统同样也是由硬件系统和软件系统组成的。所谓微型机就是以微处理器为核心,配上大规模集成电路制成的存储器、输入输出接口电路,以及系统总线所组成的计算机。下面我们介绍微型机的硬件构成。
微型机的基本构成都是由显示器、键盘和主机构成(最小配置),在主机箱内有主板、硬盘驱动器、CD ROM驱动器、电源、显示适配器(显示卡)等,如图1-10所示。
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1 主板
主板位于机箱的内部,是一块矩形的印刷电路板,也叫系统板或母板,上面分布着南桥、北桥芯片、各种插槽、跳线、外设的接口以及许多的元器件等。主板是整个计算机的中枢,所有部件及外设都是通过主板与处理器连接在一起,并进行通信,然后由处理器发出相应的操作指令,执行相应的操作,其中主要组件包括:CMOS、基本输入输出系统(BIOS)、高速缓冲存储器、内存插槽、CPU插槽、键盘接口、软盘驱动器接口、硬盘驱动器接口、总线扩展插槽、串行接口(COM1,COM2)、并行接口(打印机接口 LPT1)、USB接口等,如图1-11所示。
2 CPU
CPU全称为Central Processing Unit,中文译为中央处理器或微处理器,是一个昂贵的专用电脑芯片,它是电脑的心脏,具有强大的运算、执行和控制能力,是整个电脑的指挥中心和运算中心,如图1-12所示。
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1971年,Intel公司推出了世界上第一只微处理器4004,到现在的第六代酷睿i7,CPU经过短短的几十年时间得到了飞速的发展,已经达到4Ghz大关,在市场分布方面,仍然是Intel跟AMD公司在 两雄争霸,竞争日益激烈。
3 内存储器
内存是存储器的一种,存储器是计算机的重要组成部分。存储器按其用途可分为主存储器(Main Memory,简称主存)和辅助存储器(Auxiliary Memory,简称辅存),主存储器又称内存储器(简称内存),辅助存储器又称外存储器(简称外存)。外存通常是指硬盘、光盘、软磁盘和优盘,它们能保存大量信息,并且在断电后不会丢失信息。内存在电脑中的作用是举足轻重的,系统内存的容量对于一台机器的性能有着很大的影响。
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严格来说,内存是一个广义的概念,它泛指电脑系统中,存放数据与指令的半导体存储单元,包括RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)和ROM(Read Only Memory,只读存储器)以及CPU内的存储单元,人们习惯将RAM称为内存,而对于后两者,则称ROM和Cache。所以,当谈到内存时,一般仅是指RAM,如图1-13所示。
目前,电脑上使用的一般是DDR内存,现在已经到了DDR4了,DDR4内存有284个金手指触点,起跳频率达到2133MHz,单条容量达到128G。
4 外存储器
外储存器是指除计算机内存及CPU缓存以外的储存器,又称为辅助存储器,它的容量一般都比较大,且容易移动,便于不同计算机之间进行信息交流,此类储存器一般断电后仍然能保存数据。常见的外存储器有硬盘、软盘、光盘、U盘等。
(1)硬盘:硬盘驱动器(hard disk drive,HDD)指的是个人计算机中控制硬盘寻址以及存取数据的装置。通过硬盘驱动器,计算机才能存储数据。尽管硬盘驱动器和硬盘(hard disk)是两个概念,但是由于两者通常被封装在一起,所以无论是硬盘还是硬盘驱动器通常都是指二者结合在一起所形成的设备。现在,电脑内存的容量一般为1GB~8GB (或更高),而硬盘容量为500GB~10TGB。
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硬盘随着科技的发展,现在硬盘派生出多种形态,移动硬盘、固态硬盘等等。固态硬盘(Solid State Drive)用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘,由控制单元和存储单元(FLASH芯片、DRAM芯片)组成。固态硬盘在接口的规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的完全相同,在产品外形和尺寸上也完全与普通硬盘一致。被广泛应用于军事、车载、工控、视频监控、网络监控、网络终端、电力、医疗、航空、导航设备等领域。
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移动硬盘(Mobile Hard disk)顾名思义是以硬盘为存储介质,计算机之间交换大容量数据,强调便携性的存储产品,移动硬盘可以提供相当大的存储容量,是一种较具性价比的移动存储产品。市场中的移动硬盘能提供320GB、500GB、600G、640GB、900GB、1000GB(1TB)、1.5TB、2TB、2.5TB、3TB、3.5TB、4TB等,最高可达12TB的容量
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(2)光盘驱动器与光盘:光盘驱动器就是我们平常所说的光驱,是一种读取光盘信息的设备,目前电脑光驱多采用DVDRW光盘驱动器,它可以读取CD、VCD、DVD光盘,并可进行光盘的刻录。
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光盘存储容量大,价格便宜,保存时间长,数据不可更改,因此适宜保存大量的数据,如声音、图像、动画、视频信息、电影等多媒体信息以及一些不能更改的数据。现在出现DVD之后的下一代光盘:蓝光光碟(Blu-ray Disc,简称BD),用以存储高品质的影音以及高容量的数据存储。一个单层的蓝光光碟的容量为25或是27GB,足够录制一个长达4小时的高解析影片。
(3)软盘驱动器与软盘:软盘驱动器就是我们平常所说的软驱,英文名称叫 做“floppy disk drive”,软磁盘使用柔软的聚酯材料制成原型底片,在两个表面涂有磁性材料。常用软盘直径为3.5英寸、5.25英寸两种,存储容量为1.44MB和1.2MB。软盘通过软盘驱动器来读取数据。软驱有很多缺点,随着计算机的发展,这些缺点逐渐明显:容量太小,读写速度慢,软盘的寿命和可靠性差等,数据易丢失等,因此软驱已经被其他设备取代。
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(4)U盘:全称USB闪存盘,英文名“USB flash disk”。它是一种使用USB接口的无需物理驱动器的微型高容量移动存储产品,通过USB接口与电脑连接,实现即插即用。U盘的称呼最早来源于朗科科技生产的一种新型存储设备,名曰“优盘”,使用USB接口进行连接。U盘连接到电脑的USB接口后,U盘的资料可与电脑交换。而之后生产的类似技术的设备由于朗科已进行专利注册,而不能再称之为“优盘”,而改称谐音的“U盘”。后来,U盘这个称呼因其简单易记而因而广为人知,是移动存储设备之一。
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(5)磁带存储器(magnetic tape storage):以磁带为存储介质,由磁带机及其控制器组成的存储设备,是计算机的一种辅助存储器,它存储容量很大,比硬盘,光盘都大得多,又称为海量存储器,索尼公司2014年宣布,已经成功研发了一种新的磁带存储材料,每平方英寸可以保存148GB的海量数据,相当于三张蓝光光碟,如果换算成一个完整的磁带,数据存储量达到了185TB。磁带机由磁带传动机构和磁头等组成,能驱动磁带相对磁头运动,用磁头进行电磁转换,在磁带上顺序地记录或读出数据,这样的结构决定了它的读取与写入速度很慢,一般仅用作数据后备存储。计算机系统使用的磁带机有3种类型:盘式磁带机、数据流磁带机及螺旋扫描磁带机
5 输入设备
输入/输出设备是计算机的五大组成部分之一,统称为外围设备,也简称为外设。
输入设备(InputDevice)是向计算机输入数据和信息的设备,是计算机与用户或其他设备通信的桥梁,是用户和计算机系统之间进行信息交换的主要装置之一,作用是将程序、数据、文本等内容输入计算机。输出设备的作用是将计算机的计算结果以图形、图像、文字等方式显示出来。
常用的输入设备包括:
·文字输入设备:键盘、磁卡阅读机、条形码阅读机、纸带阅读机、卡片阅读机等。
·图形输入设备:光笔、鼠标、触摸屏等。
·图像输入设备:扫描仪、数字照相机、摄像头等。
6 输出设备
输出设备(Output Device)是计算机硬件系统的终端设备,用于接收计算机数据的输出显示、打印、声音、控制外围设备操作等。也是把各种计算结果数据或信息以数字、字符、图像、声音等形式表现出来。常见的输出设备有显示器、打印机、绘图仪、影像输出系统、语音输出系统、磁记录设备等。
1.显示器
显示器(Display)又称监视器,是实现人机对话的主要工具.它既可以显示键盘输入的命令或数据,也可以显示计算机数据处理的结果.
常用的显示器主要有两种类型。一种是CRT(Cath-odeRayTube,阴极射线管)显示器;另一种是液晶(LiquidCrystalDisplay,简称LCD)显示器。按颜色区分,可以分为单色(黑白)显示器和彩色显示器.
彩色显示器又称图形显示器.它有两种基本工作方式:字符方式和图形方式.在字符方式下,显示内容以标准字符为单位,字符的字形由点阵构成,字符点阵存放在字形发生器中.在图形方式下,显示内容以像素为单位,屏幕上的每个点(像素)均可由程序控制其亮度和颜色,因此能显示出较高质量的图形或图像.
显示器的分辨率分为高中低三种,分辨率的指标是用屏幕上每行的像素数与每帧(每个屏幕画面)行数的乘积表示的,乘积越大,也就是像素点越小,数量越多,分辨率就越高,图形就越清晰美观。
2.打印机
如果要将写好的文稿、网络下载的资料或图片打印到纸上,最方便的设备便是打印机。目前,常用的打印机有以下三种主要类型。
(1)针式打印机:也称点阵打印机。这类打印机中,接触纸张的部分有一个打印头,打印头中带有坚固的钢针,打印针隔着带有油彩的色带击打纸张,色带的颜色落在纸上形成打印图像(文字)。
(2)喷墨打印机:它依靠打印头精准喷射的墨点(黑色或彩色)形成打印图像。其特点是价格低、体积小,但打印速度较慢,比较适合于打印量不大的家庭或办公用途。
(3)激光打印机:它依靠激光照射在纸张上形成负静电离子、吸附墨粉,然后经过打印机内部“高温、干燥、防脱处理”,形成打印图像。其特点是打印速度快、打印质量高、噪声低,但价格比前两者略高,是目前应用数量最多的打印设备。
3.音箱
音箱是电脑声音、音乐的输出设备。从电脑输出的微弱的声音信号送到音箱,由音箱内部的电路进行信号放大,并分别送至左音箱、右音箱和中置音箱(如果有的话)。