计算机硬件系统及组装[1]

1、计算机硬件系统及组装一、计算机硬件系统的基本组成11.计算机硬件系统12.计算机的基本结构2A.运算器2B.控制器2C.存储器2D.输入/输出设备33.微型计算机中的硬件系统3A.微处理器（CPU）3B.内储存器4C.外存储器4D.基本输入输出设备5二、计算机系统的安装61.组装主机6A.CPU的安装：7B.安装内存：7C.机箱的准备：7D.安装电源：7E.安装硬盘和光驱：7F.接插数据线：7G.安装显示：7H.安装指示灯：7I.安装主板：82.连接外设8三、我的组装PC9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

2、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。2计算机硬件系统及组装一、 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

3、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。硬件系统主机外设输入设备外存设备输出设备CPU内存储器网络设备运算器控制器只读存储器器（ROM）高速缓冲存储器 (Cache）随机存储器器（RAM）键盘、鼠标图形扫描仪等显示器打印机绘图仪等磁盘网卡磁带光盘等路由器等 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。

4、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（Arithmetic Logic Unit）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

5、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

6、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

7、下面分别介绍微机硬件的组成：A. 微处理器（CPU）CPU是中央处理单元(Central Processing Unit)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&

8、#215;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。B. 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

9、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。C. 外

10、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（Hard Disk）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

11、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(Rotationl Speed 或Spindle speed)，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Revolutions Per minute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

12、体性能也就越好。平均访问时间(Average Access Time)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(Data Transfer Rate) 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（Cache memory）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

13、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、DVDR、DVDRW、DVD-RAM

14、、Double layer DVDR等各种类型。c) USB闪存存储器闪存（Flash Memory）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

15、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。D. 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/

16、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4 CPU 内存 硬盘 9二、 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

17、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：A. 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

18、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。B. 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。C. 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。D. 安装电源：安装电源比

19、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。E. 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。F. 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

20、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"Primary IDE"或"IDE 1"来表示。另一个用"Secondary IDE"或"IDE 2"表示。在主板的各个接口附近都标明了

21、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。G. 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

22、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。H. 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IDE LED或HD LED的字样，连接时要红线对1。接好后，当电脑

23、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。I. 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

24、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