微機計算機硬體資源
1.微處理器
微型計算機的中央處理器(CPU)習慣上稱為微處理器,是微型計算機的核心,由運算器和控制器兩部分組成:運算器是微機的運算部件;控制器是微機的指揮控制中心。
隨著大規模積體電路的出現,使得微處理器的所有組成部分都集成在一塊半導體晶片上,目前廣泛使用的微處理器有:Intel公司的80486、Pentium(奔騰)、PentiumPro(高能奔騰)、PentiumMMX(多能奔騰)、PentiumII(奔騰二代)、PentiumIII(奔騰三代)、PentiumIV(奔騰四代);AMD公司的AMDK5、AMDK6、AMDK7等。[我們熟知的286、386、486,指的是80286、80386、80486處理器。因為在美國數字不能申請為商標,所以從80486以後,Intel開始用Pentium作為處理器的名稱。]
表征微機運算速度的指標是微機CPU的主頻,主頻是CPU的時鐘頻率,主頻的單位是MHz(兆赫茲)。主頻越高,微機的運算速度越快。
2.記憶體儲器(主存)
目前,微型計算機的記憶體由半導體器件構成。記憶體按功能可分為兩種:唯讀存儲器(ReadOnlyMemory,簡稱ROM)和隨機(存取)存儲器(RandomAccessMemory,簡稱RAM)。ROM的特點是:存儲的信息只能讀出(取出),不能改寫(存入),斷電後信息不會丟失。一般用來存放專用的或固定的程式和數據。RAM的特點是:可以讀出,也可以改寫,又稱讀寫存儲器;讀取時不損壞原有存儲的內容,只有寫入時才修改原來所存儲的內容。斷電後,存儲的內容立即消失。目前微機記憶體一般有32MB、64MB、128MB、256MB,甚至更多。
隨著微機CPU工作頻率的不斷提高,RAM的讀寫速度相對較慢,為解決記憶體速度與CPU速度不匹配,從而影響系統運行速度的問題,在CPU與記憶體之間設計了一個容量較小(相對主存)但速度較快的高速緩衝存儲器(Cache),簡稱快存。CPU訪問指令和數據時,先訪問Cache,如果目標內容已在Cache中(這種情況稱為命中),CPU則直接從Cache中讀取,否則為非命中,CPU就從主存中讀取,同時將讀取的內容存於Cache中。Cache可看成是主存中面向CPU的一組高速暫存存儲器。這種技術早期在大型計算機中使用,現在套用在微機中,使微機的性能大幅度提高。隨著CPU的速度越來越快,系統主存越來越大,Cache的存儲容量也由128KB、256KB擴大到現在的512KB或2MB。Cache的容量並不是越大越好,過大的Cache會降低CPU在Cache中查找的效率。
微機計算機外存儲器
外存儲器(簡稱外存)又稱輔助存儲器。外存儲器主要由磁表面存儲器和光碟存儲器等設備組成。磁表面存儲器可分為磁碟、磁帶兩大類。
(1)軟磁碟存儲器(軟碟)
軟磁碟(FloppyDisk)簡稱軟碟。軟磁碟是一種塗有磁性物質的聚酶塑膠薄膜圓盤。在磁碟上信息是按磁軌和扇區來存放的,軟磁碟的每一面都包含許多看不見的同心圓,盤上一組同心圓環形的信息區域稱為磁軌,它由外向內編號。每道被劃分成相等的區域,稱為扇區。
在微機中使用的軟碟,按尺寸可分為3.5英寸和5.25英寸兩種,5.25英寸軟碟基本上已經不再使用。
3.5英寸軟碟封裝在塑膠硬套內,如圖所示。它可以分為高密盤和低密盤。例如在DOS環境下,3.5英寸低密盤的每個盤面劃分為0~79(80)個磁軌,每個磁軌分割為9個扇區,每個扇區存放512個位元組,存儲容量為720KB。3.5英寸高密度磁碟的盤面劃分為80個磁軌,每個磁軌又分割為18個扇區,存儲容量為1.44MB。存儲容量的具體計算如下:
0.5KB×80×9×2=720KB(512B=0.5KB)
0.5KB×80×18×2=1440KB=1.44MB(512B=0.5KB)
軟磁碟必須置於軟碟驅動器中才能正常讀寫。在把軟碟插入驅動器時應把軟碟的正面朝上,需要注意的是在驅動器工作指示燈亮時不得插入、抽取軟碟,以防損壞軟碟。
在微機的使用中,軟碟和軟碟驅動器是一個使用率和故障率都很高的部件。因此,在使用軟碟時必須注意以下幾點:
·不要觸摸裸露的盤面。
·不要用重物壓片。
·不要彎曲或折斷碟片。
·遠離強磁場。
·防止陽光照射。
軟碟、軟碟驅動器和軟碟控制器是三個不同的概念。軟碟就是軟碟片,是存儲介質。軟碟驅動器是一種存儲設備。而軟碟控制器則是計算機內的接口電路,通過軟碟控制器,CPU才能訪問軟碟驅動器。
(2)硬磁碟存儲器
硬磁碟存儲器(HardDisk)簡稱硬碟。硬碟是由塗有磁性材料的合金圓盤組成,是微機系統的主要外存儲器(或稱輔存)。硬碟按盤徑大小可分為3.5英寸、2.5英寸、1.8英寸等。目前大多數微機上使用的硬碟是3.5英寸的。
一個硬碟一般由多個碟片組成,碟片的每一面都有一個讀寫磁頭。硬碟在使用時,要對碟片格式化成若干個磁軌(稱為柱面),每個磁軌再劃分為若干個扇區。
硬碟的存儲容量計算:
存儲容量=磁頭數×柱面數×扇區數×每扇區位元組數(512B)
常見硬碟的存儲容量有:500MB、1GB、3GB、4GB、8GB、10GB、15GB、20GB、30GB、40GB、60GB等。
(3)磁帶存儲器
磁帶存儲器也稱為順序存取存儲器,即磁帶上檔案依次存放。磁帶存儲器存儲容量很大,但查找速度慢,在微型計算機上一般用做後備存儲裝置,以便在硬碟發生故障時,恢復系統和數據。
(4)光碟存儲器
光碟存儲器是一種利用雷射技術存儲信息的裝置。目前用於計算機系統的光碟有三類:唯讀型光碟、一次寫入型光碟和可抹型(可擦寫型)光碟。
①唯讀型光碟CD-ROM(CompactDisk-ReadOnlyMemory)
CD-ROM一種小型光碟唯讀存儲器。它的特點是只能寫一次,而且是在製造時由廠家用衝壓設備把信息寫入的(微機上使用刻錄機也可寫入)。寫好後信息永久保存在光碟上,用戶只能讀取,不能修改和寫入。CD-ROM最大的特點是存儲容量大,一張CD-ROM光碟,其容量為650MB左右。計算機上用的CD-ROM有一個數據傳輸速率的指標:倍速。一倍速的數據傳輸速率是150Kbps;24倍速的數據傳輸速率是150Kbps×24=3600Kbps。CD-ROM適合於存儲容量固定、信息量龐大的內容。
②一次寫入型光碟WORM(WriteOnceReadMemory,簡稱WO)
可由用戶寫入數據,但只能寫一次,寫入後不能擦除修改。
③可擦寫光碟(MagneticOptical,簡稱MO)
能夠重寫的光碟,它的操作完全和硬碟相同故稱磁光碟。MO可反覆使用一萬次、可保存50年以上。MO磁光碟具有可換性、高容量和隨機存取等優點,但速度較慢,一次投資較高。以上介紹的外存的存儲介質,都必須通過機電裝置才能進行信息的存取操作,這些機電裝置稱為驅動器。例如軟碟驅動器(軟碟片插在驅動器中讀/寫)、硬碟驅動器、磁帶驅動器和光碟驅動器等。
微機計算機輸入輸出設備
輸入設備是用戶和計算機之間進行對話的主要設備,聲、光、圖、像等信息都需要輸入設備才能被計算機所接受。鍵盤和滑鼠器是微機上常用的輸入設備,目前掃瞄器和光電筆等輸入設備的套用也越來越廣泛。
(1)鍵盤
(Keyboard):鍵盤是計算機最常用的輸入設備,它主要用來輸入文字。
(2)滑鼠
(Mouse):利用滑鼠,我們可以方便快捷地指定游標在顯示器螢幕上的位置。尤其是在Windows環境裡,操作幾乎離不開滑鼠。
滑鼠按結構分類,有解析度較低的機械式滑鼠和解析度較高的光電式滑鼠。機械式滑鼠的底部有一個滾動球,在普通桌面上就可以使用;光電式滑鼠的底部沒有滾動球,但有一個光電探測器,需要在專用的反光板上移動才能使用。滑鼠分兩鍵滑鼠和三鍵滑鼠。兩鍵滑鼠又叫MSMouse,是Microsoft公司設計的;三鍵滑鼠又叫PCMouse,是IBM公司設計的,中間的一個鍵很少使用,一般情況下兩鍵和三鍵滑鼠使用方法基本相同,其它廠家生產的滑鼠都是與這兩種兼容的。
(3)掃瞄器
掃瞄器是一種圖形、圖像輸入設備。它可以迅速地將圖形、圖像(包括文字)輸入到計算機中,因而已成為圖像處理、圖文通信、出版系統等領域重要的輸入設備。
(4)漢字書寫板
漢字書寫板是一種可以用手寫的方式向計算機輸入文字的設備。它由一支特殊的筆和相應的硬體及軟體配合,可以實現手寫輸入操作。
(5)麥克風
麥克風是一種語音輸入設備,與計算機音效卡連線,將聲音信息輸入計算機。
(6)數位相機
數位相機是近年發展起來的一種新型照相機。它將圖像存儲在數字相機的存儲器中,可以將圖像輸入到計算機中進行處理。數字相機的性能指標主要是解析度,解析度越高,所能處理的圖像也越清晰。
(7)數碼攝像機
數碼攝像機的存儲介質不再是錄像帶,它所攝取的影音信息可以直接輸入計算機進行處理。
輸出設備
輸出設備是將計算機中所需的數據或處理的結果向外輸出的設備。顯示器和印表機是計算機系統最常用的輸出設備。
(1)顯示器和顯示卡
①顯示器(Monitor)
顯示器又稱為監視器,它比電視機具有更高的解析度,因此價格也高於電視機。
目前流行的顯示器分為CRT和LCD兩種。CRT顯示器也叫陰極射線顯示器,是目前台式機顯示器的主流,其優點是價格低,但體積和耗電量比較大:LCD顯示器也叫做液晶顯示器或平板顯示器,廣泛套用在筆記本電腦上,它的優點是體積和耗電都很小,但價格比較高。
顯示器的主要技術指標有解析度、點間距、螢幕尺寸、掃描頻率及安全規範等。解析度是指顯示器的螢幕上橫向和縱向可顯示光點數,是顯示器重要的技術指標。過去常見的標準有低(CGA)、中(EGA)、高(VGA)解析度三種。但目前已經流行的是更高的SVGA、TVGA等標準。螢幕尺寸是指螢光屏對角線的長度,單位為英寸。大多數顯示器都符合“能源之星”的規範。該規範要求顯示器在等待狀態下耗電量不能超過30VA,並有自動進入等待狀態的功能。
②顯示卡
顯示卡也叫做顯示適配器。顯示器與中央處理器之間由顯示卡通過匯流排連線。顯示卡將計算機要顯示的信息轉換成顯示器能夠接受的形式,以供顯示器顯示。
最早出現的微機顯示卡只能顯示黑白兩種顏色,而且只能顯示字元,不能顯示圖形。隨後出現了CGA彩色顯示標準,但只能顯示四種顏色,解析度也不高。後來出現了VGA顯示卡,其解析度和顯示的顏色數有了較大的提高,因此曾廣為流行。現在這些顯示卡已經被淘汰了,取而代之的是PCI匯流排和新一代的AGP匯流排顯示卡。新一代顯示卡可以支持高達1600×1200的解析度和16M種顏色,尤其是AGP顯示卡,更增強了3D圖像的處理功能。
(2)印表機(printer)
印表機按印字的技術方式劃分,可以分為擊打式印表機和非擊打式印表機兩類。通過機械動作撞擊色帶,使字元印在紙上的印表機屬擊打式的,如點陣式印表機;採用噴墨、熱敏式靜電轉印形式而使字元顯於紙上的印表機屬非擊打式,如噴墨印表機和雷射印表機。
①針式印表機
現在廣泛使用的擊打式印表機是點陣式的,這類印表機上的關鍵部件是一個可沿水平方向運動的列印頭,在列印頭上有一組可按控制命令動作的鋼針。通過電磁鐵帶動這組鋼針撞擊色帶,將一組組的點陣列印在紙上,組成輸出的文字和圖像。
針式印表機的缺點是噪音大,但價格較便宜。
②噴墨印表機
噴墨印表機是通過噴墨管和噴墨頭將墨水噴射到列印紙上輸出信息的。噴墨印表機的列印噪音和印字效果都優於針式印表機,還具有價格較低的優點,是目前較為流行的印表機。
③雷射印表機
雷射印表機是一種採用雷射和電子照相技術在列印紙上輸出信息的非擊打式頁式印表機。它具有列印無噪音、速度快、解析度高等特點,其列印出的字元和圖形的質量高於噴墨和點陣印表機,但價格較貴。
(3)音效卡和音響
音效卡和音響是計算機的聲音輸出設備。音效卡是插在計算機主機板上的一塊電路卡,其作用是將計算機中存儲的數位化聲音轉換成模擬信號輸出給音箱。