计算机的硬件

一.内存：

1电脑中的内存概念：

・只读存储器(ROM)

ROM表示只读存储器(ReadOnlyMemory),在制造ROM的时候，信息(数

据或程序)就被存入并永久保存。这些信息只能读出，一般不能写入，即使机器停电，

这些数据也不会丢失。ROM一般用于存放计算机的基本程序和数据，如BIOSROM。

其物理外形一般是双列直插式(DIP)的集成块。

・随机存储器(RAM)

随机存储器(RandomAccessMemory)表示既可以从中读取数据，也可以写

入数据。当机器电源关闭时，存于其中的数据就会丢失。我们通常购买或升级的内存

条就是RAM,它插在计算机中的内存插槽上,目前市场上常见的内存条有1G/条,2

G/条,4G/条等.

・高速缓冲存储器(Cache)

Cache也是我们经常遇到的概念，也就是平常看到的一级缓存(L1Cache)＞三级

缓存(L2Cache)、三级缓存(L3Cache)这些数据,它位于CPU与内存之间，是一个

读写速度比内存更快的存储器。当CPU向内存中写入或读出数据时，这个数据也被

存储进高速缓冲存储器中。当CPU再次需要这些数据时，CPU就从高速缓冲存储器

读取数据，而不是访问较慢的内存，当然，如需要的数据在Cache中没有，CPU会

再去读取内存中的数据。

2.内存/内存插槽类型：

一般情况下，一块主板只支持一种内存类型(FPM,EDO,SDRAM,RDRAM和DDR

SDRAM),但也有例外。有些主板具有两种内存插槽，可以使用两种类型的内存,

例如以前有些主板能使用EDO和SDRAM,现在有些主板能使用SDRAM和DDRSDRAM0

值得注意的是，在这些主板上不能同时使用两种内存，而只能使用其中的一种，

这是因为其电气规范和工作电压是不同的，混用会引起内存损坏和主板损坏的问

题。

3.内存的性能指标：

1.速度

一般用存取一次数据的时间来作为性能指标，时间越短，速度就越快。单位一般用ns或

是HZ表示。

2.容量：用Byte表示大小；

3.奇偶校验

4.内存的电压

4.物理内存和虚拟内存：

物理内存是真正的内存，在应用中顾名思义，物理上，真实的插在板子上的内存

是多大就是多大了。看机器配置的时候，看的就是这个物理内存。

虚拟内存是为了满足系统对超出物理内存容量的需求时在外存(如硬盘)上开辟

的存储空间。由于虚拟内存其实是放在外存上，因而与物理内存相比读写速度都

非常慢。我们知道，32位CPU,有32根地址线，那么它的寻址空间就是4GB。

也就是说，如果没有其它的限制，我们的主板上最大可以安装4GB的物理内存。

但是一般的机器是不会装那么多物理内存，而有时软件应用时所需内存确大大超

过了物理内存，这怎么办？总不能不用那些程序了吧。OS就提出了一个虚拟内

存的概念。就是进程、用户、不必考虑实际上物理内存的限制，而直接对4GB

的进程空间进行寻址。如果所寻址的数据实际上不在物理内存中，那就从“虚拟

内存”中来获取。一般情况下，虚拟内存的大小，各个OS也进行了限制(比如

linux的swap分区的大小，win下也可以调整虚拟内存文件的大小和位置)。所

以，我们程序所能使用的存储空间大小就是：物理内存+虚拟内存。

二硬盘：

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。

2.转速

转速(RotationlSpeed或Spindlespeed),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。R

PM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。较高

的转速可缩短硬盘的平均寻道时间和实际读写时间,但随着硬盘转速的不断提高也带

来了温度升高、电机主轴磨损加大、工作噪音增大，耗电量增加等负面影响。

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12

ms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),是指磁头己处于要访问的磁道，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(SustainedTransfer

Rate),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(BurstDataT

ransferRate)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查芯片，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。当硬盘存取零碎数据

时需要切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

6硬盘接口类型：IDE.SATA、SCSI和光纤通道

三.处理器：

1.主频：CPU的运算、处理数据的速度

2.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。

3.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，•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。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。

4.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。

四.主板

主板的构成

1.芯片部分

(1)BIOS芯片：是一块方块状的存储器，里面存有与该主板搭配的基本输入输出系

统程序。能够让主板识别各种硬件，还可以设置引导系统的设备，调整CPU外频等。

BIOS芯片是可以写入的，这方便用户更新BIOS的版本，以获取更好的性能及对电

脑最新硬件的支持，当然不利的一面便是会让主板遭受诸如CIH病毒的袭击。

(2)南北桥芯片：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，•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PC

I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南封装到一起,只有一个芯片，这样大大

提高了芯片组的功能。

Intel的芯片组：

P是面向个人用户的主流芯片组版本，无集成显卡，支持主流的FSB和内存，支持P

Cl-EX16插槽。

G是面向个人用户的主流的集成显卡芯片组，支持PCI-EX16插槽，其余参数与P

系列类似。

例如：GM45芯片组。

(3)RAID控制芯片：相当于一块RAID卡的作用，可支持多个硬盘组成各种RAID

模式。目前主板上集成的RAID控制芯片主要有两种：HPT372RAID控制芯片和Pr

omiseRAID控制芯片。

2、扩展槽部分

内存插槽:内存插槽一般位于CPU插座下方。

AGP插槽:颜色多为深棕色，位于北桥芯片和PCI插槽之间。AGP插槽有1x、

2X、4x和8x之分。AGP4X的插槽中间没有间隔，AGP2X则有。在PCIExpress出

现之前，AGP显卡较为流行,其传输速度最高可达到2133MB/s(AGP8x)。

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PCIExprssoPCIExprss插槽有

1x、2x、4x、8x和16x之分。

PCI插槽:PCI插槽多为乳白色，是主板的必备插槽，可以插上软Modem、声

卡、网卡、多功能卡等设备。

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。这种插槽的前身是AMR插槽。CNR和AMR不同之处在于：CNR增加了对

网络的支持性，并且占用的是ISA插槽的位置。共同点是它们都是把软Modem或是

软声卡的一部分功能交由CPU来完成。这种插槽的功能可在主板的BIOS中开启或

禁止。

ISA、EISA、VESA、PCMCIA……。

3、.对外接口部分

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。

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。

COM接且（串口）:目前大多数主板都提供了两个COM接口，分别为COM1和C

0M2,作用是连接串行鼠标和外置Modem等设备。COM1接口的I/O地址是03F8h

-03FFh,中断号是IRQ4；COM2接口的I/O地址是02F8h-02FFh,中断号是IRQ3。

由此可见COM2接口比COM1接口的响应具有优先权，现在市面上已很难找到基于

该接口的产品。

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。•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，

但这么多年使用之后，虽然现在绝大多数主板依然配备该接口，但支持该接口的鼠标

和键盘越来越少，大部分外设厂商也不再推出基于该接口的外设产品，更多的是推出

USB接口的外设产品,不过值得一提的时候，由于该接口使用非常广泛，因此很多

使用者即使在使用USB也更愿意通过PS/2-USB转接器插到PS/2上使用，外加键盘

鼠标每一代产品的寿命都非常长，因此接口现在依然使用效率极高，但在不久的将来，

被USB接口所完全取代的可能性极高。

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。一个USB接口可同时支持高速和低速USB外设的访

问，由一条四芯电缆连接，其中两条是正负电源，另外两条是数据传输线。高速外设

的传输速率为12Mbps,低速外设的传输速率为1.5Mbps。此外，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。

LPT接口（并口）:一般用来连接打印机或扫描仪。其默认的中断号是IRQ7,采

用25脚的DB-25接头。并口的工作模式主要有三种：1、SPP标准工作模式。SPP

数据是半双工单向传输，传输速率较慢，仅为15Kbps,但应用较为广泛，一般设为

默认的工作模式。2、EPP增强型工作模式。EPP采用双向半双工数据传输，其传输

速率比SPP高很多，可达2MbpS,目前已有不少外设使用此工作模式。3、ECP扩

充型工作模式。ECP采用双向全双工数据传输，传输速率比EPP还要高一些，但支

持的设备不多。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US

B接口的打印机与扫描仪。

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。

五.显卡/显示器:

1.基本构成：

1)GPU(类似于主板的CPU)/显示芯片

全称是GraphicProcessingUnit,中文翻译为"图形处理器"。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

的生产主要由nVidia与ATI两家厂商生产。

2)显存(类似于主板的内存)

显示内存的简称。顾名思义，其主要功能就是暂时将储存显示芯片要处理的数据

和处理完毕的数据。图形核心的性能愈强，需要的显存也就越多。以前的显存主

要是SDR的，容量也不大。市面上的显卡大部分采用的是GDDR3显存，现在

最新的显卡则采用了性能更为出色的GDDR4或GDDR5显存。显存主要由传统

的内存制造商提供，比如三星、现代、Kingston等。

3)显卡bios(类似于主板的bios)

显卡BIOS主要用于存放显示芯片与驱动程序之间的控制程序,另外还存有显示

卡的型号、规格、生产厂家及出厂时间等信息。打开计算机时，通过显示BIOS

内的一段控制程序，将这些信息反馈到屏幕上。早期显示BIOS是固化在ROM

中的，不可以修改，而多数显示卡则采用了大容量的EPROM,即所谓的Flash

BIOS,可以通过专用的程序进行改写或升级。

4)显卡PCB板(类似于主板的PCB板)

就是显卡的电路板，它把显卡上的其它部件连接起来。功能类似主板。

2.显卡的类别：

(1)集成显卡是将显示芯片、显存及其相关电路都做在主板上，与主板融为一体：集成

显卡的显示芯片有单独的，但大部分都集成在主板的北桥芯片中:一些主板集成的显

卡也在主板上单独安装了显存，但其容量较小，一些主板集成的显卡没有单独的显存，

而是用系统内存；集成显卡的显示效果与处理性能相对较弱，不能对显卡进行硬件升

级，但可以通过CMOS调节频率或刷入新BIOS文件实现软件升级来挖掘显示芯片

的潜能；集成显卡的优点是功耗低、发热量小、部分集成显卡的性能已经可以媲美入

门级的独立显卡，所以不用花费额外的资金购买显卡。

(2)独立显卡是指将显示芯片、显存及其相关电路单独做在一块电路板上，自成一体而

作为一块独立的板卡存在，它需占用主板的扩展插槽(ISA、PCI、AGP或PCIE

独立显卡单独安装有显存，一般不占用系统内存，在技术上也较集成显卡先进得多，

比集成显卡能够得到更好的显示效果和性能，容易进行显卡的硬件升级；其缺点是系

统功耗有所加大，发热量也较大，需额外花费购买显卡的资金。

(3)双卡：

3.独立显卡的接口：

(1)PCI接口

(2)AGP接口

(3)PCIExpress接口

4主要参数：

1.显示芯片（型号、版本级别、开发代号、制造工艺、核心频率）

2.显存（类型、位宽、容量、封装类型、速度、频率）

3.技术（象素渲染管线、顶点着色引擎数、3DAPI、RAMDAC频率及支持MA

X分辨率）

4.PCB板（PCB层数、显卡接口、输出接口、散热装置）

5.相关软件：

DirectX和OpenGL。

八.尸-=fcr卡J：

1.基本结构

声卡由各种电子器件和连接器组成。电子器件用来完成各种特定的功能。连接器

搬有插座和园形插孔两种，用来连接输入输出信号。

1.声音控制芭独

声音控制芯片是把从输入设备中获取声音模拟信号，通过模数转换器，将声波信

号转换成一串数字信号，采样存储到电脑中。重放时，这些数字信号送到一个数模转

换器还原为模拟波形，放大后送到扬声器发声。

2.数字信号处理器（DSP）

DSP芯片通过编程实现各种功能。它可以处理有关声音的命令、执行压缩和解

压缩程序、增加特殊声效和传真MODEM等。大大减轻了CPU的负担，加速了

多媒体软件的执行。但是，低档声卡一般没有安装DSP,高档声卡才配有DSP

芯片。

3.FM合成芯片

低档声卡一般采用FM合成声音，以降低成本。FM合成芯片的作用就是用来产

生合成声音。

4.波形合成表（ROM）

在波表ROM中存放有实际乐音的声音样本，供播放MIDI使用。一般的中高档

声卡都采用波表方式，可以获得十分逼真的使用效果。

5.波表合成器芯片

该芯片的功能是按照MIDI命令，读取波表ROM中的样本声音合成并转换成实

际的乐音。低档声卡没有这个芯片。

6.

跳线是用来设置声卡的硬件设备，包括CD-ROM的I/0地址、声卡的I/O地

址的设置。声卡上游戏端口的设置（开或关）、声卡的IRQ（中断请求号）和DMA通

道的设置，不能与系统上其他设备的设置相冲突，否则，声卡无法工作甚至使整

个计算机死机。

1）1/0口地址

PC机所连接的外设都拥有一个输入/输出地址，即I/0地址。每个设备必须使

用唯一的1/0地址，声卡在出厂时通常设有缺省的1/0地址，其地址范围为220H〜

260H,

2）IRQ（中断请求）号

每个外部设备都有唯一的一个中断号。声卡SoundBlaster缺省IRQ号为7,而

SoundBlasterPRO的缺省IRQ号为5。

3）DMA通道

声卡录制或播放数字音频时，将使用DMA通道，在其本身与RAM之间传送音

频数据，而无需CPU干预，以提高数据传输率和CPU的利用率。16位声卡有

两个DMA通道，一个用于8位音频数据传输，另一个则用于16位音频数据传

输。

4）游戏杆端口

声卡上有一个游戏杆连接器。若一个游戏杆已经连在机器上，则应使声卡上的游

戏杆跳接器处于未选用状态。否则，2个游戏杆互相冲突。

2.主要类型

板卡式：卡式产品是现今市场上的中坚力量，产品涵盖低、中、高各档次，售价

从几十元至上千元不等。早期的板卡式产品多为ISA接口，由于此接口总线带宽较低、

功能单一、占用系统资源过多,目前已被淘汰；PCI则取代了ISA接口成为目前的主

流，它们拥有更好的性能及兼容性，支持即插即用，安装使用都很方便。

集成式：声卡只会影响到电脑的音质，对PC用户较敏感的系统性能并没有什么

关系。因此，大多用户对声卡的要求都满足于能用就行，更愿将资金投入到能增强系

统性能的部分。虽然板卡式产品的兼容性、易用性及性能都能满足市场需求，但为了

追求更为廉价与简便，集成式声卡出现了。

此类产品集成在主板上，具有不占用PCI接U、成本更为低廉、兼容性更好等优

势，能够满足普通用户的绝大多数音频需求，自然就受到市场青睐。而且集成声卡的

技术也在不断进步，PCI声卡具有的多声道、低CPU占有率等优势也相继出现在集

成声卡上，它也由此占据了主导地位，占据了声卡市场的大半壁江山。

外置式声卡：是创新公司独家推出的一个新兴事物,它通过USB接U与PC连

接，具有使用方便、便于移动等优势。但这类产品主要应用于特殊环境，如连接笔记

本实现更好的音质等。目前市场上的外置声卡并不多，常见的有创新的Extigy、Digi

taiMusic两款，以及MAYAEX、MAYA5.1USB等。

七.网卡：

1网卡的功能：

1.数据的封装与解封：发送时将上一层交下来的数据加上首部和尾部，成为以太

网的帧。接收时将以太网的帧剥去首部和尾部，然后送交上一层；

2.链路管理：主要是CSMA/CD（CarrierSenseMultipleAccesswithCollisi

onDetection,带冲突检测的载波监听多路访问）协议的实现；

3.编码与译码：即曼彻斯特编码与译码。

2.网卡的类型：

（1）有线网卡和无线网卡:

WIFI.GPRS、CDMA

WIFI标准：

1.IEEE802.11a：使用5GHz频段，传输速度54Mbps,与802.11b不兼容:

2.IEEE802.11b：使用2.4GHz频段，传输速度11Mbps；

3.IEEE802.11g：使用2.4GHz频段，传输速度54Mbps,可向下兼容802.11

b；

4.IEEE802.11n：向下兼容，传输速度300Mbps。

（2）内置网卡和外置网卡：

3.网卡与电脑的接口：网卡插槽：

（1）内置网卡：

在服务器上通常使用PCI或EISA插槽的智能型网卡，工作站则采用可用PCI或ISA

插槽的普通网卡。

（2）外置网卡：在笔记本电脑则用PCMCIA插槽的网卡或采用并行接口的便携式网

卡。

4.电脑与网线（即外部网络）的接口：

不同的网卡支持的网络接口不同，不同的网络接口适用于不同的网络类型。

目前常见的接口主要有以太网的RJ-45接口、细同轴电缆的BNC接口和粗同轴电A

UI接口、FDDI接口、ATM接口等。而且有的网卡为了适用于更广泛的应用环境，提

供了两种或多种类型的接口，如有的网卡会同时提供RJ-45、BNC接口或AUI接口。

网络类型：现在比较流行的有以太网，令牌环网，FDDI网等，选择忖应根据网络的

类型来选择相对应的网卡。

5.网卡的性能参数：传输速度

八.Modem：

调制解调器，是种计算机硬件，它能把计算机的数字信号翻译成可沿普通电话线传送的脉

冲信号，而这些脉冲信号又可被线路另一端的另一个调制解调器接收，并译成计算机可懂的

语言。这一简单过程完成了两台计算机间的通信。

搬来说，根据Modem的形态和安装方式，可以大致可以分为以下四类：

1、外置式Modem

外置式Modem放置于机箱外，通