电脑硬件基础知识

电脑硬件基础知识

1. 电脑的定义

1 . 1 什么是电脑? 电脑是一种能够高速运算、具有内部存储能力、由程序控制其操作过程的电子装置。

1 . 2 电脑的产生 1946年世界上第一台电子数字计算机E N I A C（ Electronic Numerical I n t e g r a t o r a n d C a l c u l a t o r ） 在美国宾夕法尼亚大学诞生。

1 . 3 电脑的发展过程 电脑可以分为四个时代， 分别为： 第一代（ 1946年~ 1956年）为电子管时代,第二代（ 1955年~1964年）为晶体管时代,第三代（ 1964年~1970年）为集成电路（ IC）时代,第四代（ 1971年~今）为大规模、超大规模集成电路时代。到目前为止，几乎所有的电脑都是基于“ 存储程序控制” 的原理进行工作的。

1 . 4 电脑的分类 电脑类型可以分为：大型主机,小型计算机,微型计算机,工作站,巨型计算机。

2. 电脑系统的基本构成

2 . 1 电脑系统的组成 电脑系统通常是由硬件系统和软件系统两大部分组成的。

2 . 2 什么是电脑系统的硬件和软件? 硬件（ hardware）是指实际的物理设备，包括计算机的主机和外部设备。电脑的硬件系统主要是由控制器、运算器、存储器、输入/输出设备等五大部分组成。其中运算器与控制器合在一起称为中央处理器，也就是我们通常所说的CPU。 软件（ software）是指实现算法的程序和相关文档，包括计算机本身运行所需的系统软件和用户完成特定任务所需要的应用软件。电脑硬件包括CP U,内存,主板,显示卡,硬盘等等。

2 . 3 电脑硬件与软件分别有哪些? 电脑软件包括系统软件和应用软件。系统软件包括操作系统WINXP ,数据库管理系统(DBMS ) S Q L SE R V E R 。应用软件包括OFFICE系列。一般软件类型包括试用软件， 共享软件， 免费软件。

3 . CPU定义

3 . 1 什么是CPU ? C P U是英语“ C e n t r a l P r o c e s s i n g U n i t / 中央处理器” 的缩写， 能够执行各种指令，完成对数据进行处理的部件。CPU一般由逻辑运算单元、控制单元和存储单元组成。

3 . 2 C P U的性能指标( 1 )主频， 也就是CPU的时钟频率， 简单地说也就是CPU的工作频率。( 2 )内存总线速度或者叫系统总线速度，一般等同于CPU的外频。( 3 ) L 1 , L 2 高速缓存， 也就是我们经常说的一级,二级高速缓存。( 4 )流水线技术、超标量。( 5 )工作电压。工作电压指的也就是CPU正常工作所需的电压。( 6 )乱序执行和分枝预测，乱序执行是指CPU采用了允许将多条指令不按程序规定的顺序分开发送给各相应电路单元处理的技术。分枝是指程序运行时需要改变的节点。( 7 )制造工艺，制造工艺虽然不会直接影响CPU的性能，但它可以极大地影响CPU的集成度和工作频率，制造工艺越精细，CPU可以达到的频率越高， 集成的晶体管就可以更多。

3 . 3 C P U的主流品牌 主要有INTEL， AMD。

3 . 4 C P U的发展历史I N T E L1971年: 4 0 0 4 微处理器 1 9 7 2年: 微处理器 1 9 7 4年: 8 0 8 0 微处理器1978年: 8 0 8 6 - 8 0 8 8 微处理器 19 8 2年: 80 2 8 6 微处理器 19 8 5年:8 0 3 8 6 微处理器1989年: Intel 80486微处理器 1993年: I n t e l P e n t i u m 处理器1997年: I n t e l P e n t i u m I I 处理器 1999年: I n t e l P e n t i u m I I I 处理器2000年: In t e l Pe n t i u m 4 处理器 2002年: Intel Pentium 4 w /HyperT h r e a d i n g 处理器2005: Intel Pentium D 处理器 2006年: I n t e l C o r e 2 D u o 处理器( C o r e 微架构桌面处理器， 核心代号Co n r o e 将命名为Core 2D u o / E x t r e m e家族， 其E 6 7 0 0 2 . 6 G H z型号比先前推出之最强的IntelP e n t i u m D 96 0 ( 3 . 6 G H z )处理器， 在性能方面提升了40%， 省电效率也增加40%， Core 2 Duo处理器内含2.91亿个晶体管。采用了LGA 7 7 5接口)A M DA M D， 这个成立于1 9 6 9 年、总部位于美国加利福尼亚州桑尼维尔的处理器厂商，经过多年不懈地与英特尔的抗争，终于小有成就了— 凭借此前的Ath l o n X P 及目前K8处理器， AMD这个品牌旗下的处理器产品已经成为了不少消费者心中的“ 最爱” 。

3 . 5 什么是双核、多核CPU？所谓双核心处理器， 简单地说就是在一块C P U基板上集成两个处理器核心，并通过并行总线将各处理器核心连接起来。双核心并不是一个新概念，而只是CMP(Chip M ulti P r o c e s s o r s ， 单芯片多处理器)中最基本、最简单、最容易实现的一种类型。其实在RIS C处理器领域，双核心甚至多核心都早已经实现。C MP最早是由美国斯坦福大学提出的，其思想是在一块芯片内实现S M P ( S y m m e t r i c a l Mu l t i - P r o c e s s i n g ，对称多处理)架构，且并行执行不同的进程。早在上个世纪末， 惠普和I B M就已经提出双核处理器的可行性设计。IBM 在20 01年就推出了基于双核心的PO WE R 4处理器， 随后是Sun和惠普公司， 都先后推出了基于双核架构的Ul t ra S P A R C 以及P A - R I S C 芯片，但此时双核心处理器架构还都是在高端的RISC领域，直到前不久Intel和AMD相继推出自己的双核心处理器， 双核心才真正走入了主流的X86领域。I N T E LC o r e 2 Duo系列： 2006年7月27日， C o r e 2 Duo全球正式发布， Con r o e核心来源于PⅢ 的P6架构， 同时结合N e t b u r s t架构的一些优点。其特点是超大L2缓存，短流水线，低功耗，低漏电，高性能，可以说是处理器的一场革命， I n t e l 将用其取代目前C4 /CD / P 4 / P D / P E E 所有产品。低端E4000系列FSB800MHz， L2缓存2M，高端E6000前端总线1066MHz，L2缓存分为2M与4M两种， 还有至尊版X系列和四核心QX系列。Cor e 2Duo需要965或新975X主板支持。A M DA t h l o n 6 4 x 2系列： Athlon64 x2是2005年6月AMD推出的双核心桌面处理器，拥有K8架构的先进性和集成内存控制器的优越性。最初的接口为S o c k e t 9 3 9， 现在市场主流为AM 2 (S o c k e t 9 4 0 )， AM2相比S939， 仅仅加入了对DDR 2内存的支持，其它未作任何改变，性能也并没有提升。Athlon64 x2是一个内核连接两个CPU核心， 每个核心各自拥有1M B或者512 K B的高速二级缓存。

3 . 6 什么是超频？超频是一个广义的概念，任何提高计算机某一部件工作频率，而使之工作在超出标准频率下的行为及相关行动都应该称之为超频，其中包括CPU超频、主板超频、内存超频、显示卡超频等等很多部分。CPU的超频指的是提升CPU的倍频和外频以达到提升主频的目的。一般CPU生产厂家在CPU出厂前就锁死了倍频，无法改变。往往说的超频是指增加外频。

3 . 7 什么是PR值？PR值， P e r f o r m a n c e Ra t i n g ， "性能标称值",是一种大众化的评价标准，为了让购买者能够直观地了解CPU性能，是AMD用来表示性能能达到INTEL某个频率的CPU的数值。 表示AMD的CPU与Intel的CPU比较的话，效能和Pentium XXXMHz差不多。

4. 内存定义

4 . 1 什么是内存?内存指的就是主板上的存储部件， 是CPU直接与之沟通， 并用其存储数据的部件，存放当前正在使用的（ 即执行中）的数据和程序，它的物理实质就是一组或多组具备数据输入输出和数据存储功能的集成电路，内存只用于暂时存放程序和数据， 一旦关闭电源或发生断电，其中的程序和数据就会丢失。

4 . 2 内存的性能指标( 1 )速度。内存速度一般用于存取一次数据所需的时间（单位一般都n s） 来作为性能指标， 时间越短， 速度就越快。( 2 )容量。内存容量是多多益善,目前主要有51 2MB , 1 G B ,2 G B,4 G B,8 G B等产品。( 3 )数据宽度和带宽。内存的数据宽度是指内存同时传输数据的位数，以bit为单位； 内存的带宽是指内存的数据传输速率。( 4 )C A S。CAS 等待时间指从读命令有效（ 在时钟上升沿发出） 开始，到输出端可以提供数据为止的这一段时间， 一般是 2个或 3个时钟周期， 它决定了内存的性能， 在同等工作频率下， CAS 等待时间为 2 的芯片比 CAS 等待时间为 3 的芯片速度更快、性能更好。

4 . 3 内存的主流品牌主要有Kingmax, Kingston等。

4 . 4 内存的种类(1) SDRAM 是“ Synchronous Dynamic random access memory”的缩写，意思是“ 同步动态随机存储器”，就是我们平时所说的“ 同步内存” ， 这种内存采用168 线结构。(2) DDR 是一种新诞生的内存技术， DDR ， 英文原意为“ DoubleDataRate”，顾名思义，就是双数据传输模式。之所以称其为“ 双”，也就意味着有“ 单”，我们日常所使用的SDRAM都是“ 单数据传输模式” ， 这种内存的特性是在一个内存时钟周期中，在一个方波上升沿时进行一次操作（读或写），而DDR 则引用了一种新的设计， 其在一个内存时钟周期中， 在方波上升沿时进行一次操作，在方波的下降沿时也做一次操作， 之所以在一个时钟周期中，DDR 则可以完成SDR 两个周期才能完成的任务，所以理论上同速率的DDR 内存与SDR 内存相比， 性能要超出一倍， 可以简单理解为100MHZ DDR=200MHZ SDR。(3) DDR2（ Double Data Rate 2） SDRAM 是由JEDEC（ 电子设备工程联合委员会） 进行开发的新生代内存技术标准，它与上一代DDR 内存技术标准最大的不同就是，虽然同是采用了在时钟的上升/下降延同时进行数据传输的基本方式，但DDR2 内存却拥有两倍于上一代DDR 内存预读取能力（ 即：4bit 数据读预取）。换句话说，DDR2 内存每个时钟能够以4 倍外部总线的速度读/写数据，并且能够以内部控制总线4 倍的速度运行。此外， 由于DDR2 标准规定所有DDR2 内存均采用FBGA 封装形式，而不同于目前广泛应用的TSOP/TSOP-II 封装形式，FBGA 封装可以提供了更为良好的电气性能与散热性， 为DDR2 内存的稳定工作与未来频率的发展提供了坚实的基础。回想起DDR 的发展历程，从第一代应用到个人电脑的DDR200 经过DDR266、DDR333 到今天的双通道DDR400 技术， 第一代DDR 的发展也走到了技术的极限， 已经很难通过常规办法提高内存的工作速度；随着Intel 最新处理器技术的发展， 前端总线对内存带宽的要求是越来越高，拥有更高更稳定运行频率的DDR2 内存将是大势所趋。(4) RAMBUS 内存是RAMBUS 公司推出的新一带内存， 这种内存能够提供十倍于普通DRAM 和三倍于PC100 SDRAM 的性能，单根的RAMBUS DRAM， 即RDRAM， 在16 位的数据传输通道上速度可高达800MHz。

5. 主板定义

5 . 1 什么是主板?主板， 又叫主机板(mainboard) 、系统板( systembourd) 和母板( m o t h e r b o a r d )； 它安装在机箱内，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BIO S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。

5 . 2 主板的性能指标(5) PCB 板体。要看PCB 的质量、光泽和厚度等等。(6) 布线。判断走线的的好坏可以从走线的转弯角度和分布密度看出，好的主板布线应该比较均匀整齐，从设备到控制的芯片之间的连线应该尽量短。(7) 电容。主板上常见的有钽电容和电解电容。前者比后者要好。(8) 供电电路。CPU 供电电路要求具有非常快速的大电流响应能力，MOSFET， 电感线圈和电容都会影响到这一能力。

5 . 3 主板的主流品牌主要有技嘉, 华硕, 微星, 升技等。

5 . 4 主板的规范有AT、B a b y - A T 、ATX、M i c r o ATX、LPX、NLX、F l e x ATX、EATX、W A T X以及BTX等。

6. 硬盘定义

6 . 1 什么是硬盘?硬盘又叫固定盘，由金属材料涂上磁性物质的盘片与盘片读写装置组成。这些盘片与读写装置（ 驱动器）是密封在一起的。硬盘的尺寸有5.25英寸、3.5英寸和1.8英寸等。

6 . 2 硬盘的性能指标( 1 )硬盘的转速。硬盘转速就是指硬盘主轴电机的转动速度，一般以每分钟多少转来表示。( 2 )硬盘的数据传输率。它又包括了外部数据传输率和内部数据传输率两种, 外部数据传输率指的是电脑通过数据总线从硬盘内部缓存区中所读取数据的最高速率。而内部数据传输率可能并不被大家所熟知， 但它才是一块硬盘性能好坏的重要指标，它指的是磁头至硬盘缓存间的数据传输率。( 3 )硬盘缓存。缓存是硬盘与外部总线交换数据的场所。( 4 )平均寻道时间。平均寻道时间指的是从硬盘接到相应指令开始到磁头移到指定磁道为止所用的平均时间。单位为毫秒(Ms )。