什么是计算机硬件?

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“现在这是一些重要的硬件了。”

当阿诺德·施瓦辛格(Arnold Schwarzenegger)拿到一堆枪支和炸药时,你会在动作片中听到这样的台词。不过,同样的短语通常也适用于计算机世界。想玩最新的视频游戏?你最好带点厉害的武器。那台用于视频编辑的机器?它装了一些重要的硬件!但是什么是计算机硬件呢?

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简而言之:计算机硬件由使计算机运行的物理组件组成。另一方面,软件是告诉所有这些组件该做什么的编程。Windows、Photoshop和网络浏览器都是软件。知道如何操作软件18新利最新登入有点像知道如何驾驶汽车:这是你每天使用计算机的基础。但了解硬件就像了解汽车的工作原理一样。18新利最新登入如果你能区分严肃的硬件和平庸的硬件,你就不会在一台平庸的电脑上超支(或者买一台比你需要的功能更强大、更昂贵的电脑)。

我们都知道硬件是指使计算机充满活力的物理部件。但是这些独立的部分是什么呢?嗯,你可能听说过处理器,或中央处理器。CPU).这是计算机的核心。它是一种接受程序(软件)指令、进行计算并输出结果的芯片。它可能是最重要的部分,但肯定不是唯一的部分——就像了解汽车的各个部分一样,了解计算机硬件可以帮助你在出现问题时修复它。

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计算机的组成部分

今天的cpu很小,但它们能够进行大规模、快速的计算。"width=
今天的cpu很小,但它们能够进行大规模、快速的计算。
©iStockohoto /思想库

到20世纪80年代,计算机已经小到可以放进我们的家中,但对于普通人来说,组装起来仍然过于昂贵和专业。这种情况在20世纪90年代和21世纪初发生了改变,现在电脑非常容易组装,只需适当的零件,一点耐心和一把螺丝刀。

每个都有一些基本的部分电脑.一个盒子,或塔,容纳所有的组件,有一个大的开放区域,可以容纳一个主板.把主板想象成计算机的神经系统:它是一块巨大的玻璃纤维板,上面蚀刻着电路,将计算机的每个组件连接在一起。每一块计算机硬件都要连接到主板上。

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机箱中还包括为电脑降温的风扇,以及为电脑所有部件处理电源转换的大型电源单元(PSU)。随机存取存储器是一种集成电路,它以一种能够被处理器快速访问的方式存储数据。硬盘驱动器和固态硬盘使用不同的技术存储千兆字节或兆兆字节的数据。一个显卡是它自己的一个小生态系统,有一个处理器专门用于不同的任务,而不是CPU和高性能RAM。这就是让一台电脑运转起来所需要的一切。当处理器插入主板时,a散热器放在上面保持凉爽。

如今的零件标签更清晰,机箱更容易买到,电脑硬件也比以往更便宜,但PC的实际构成并没有太大变化。

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计算机硬件的进化

的基本组成部分个人电脑和20世纪90年代的情况差不多。也许是"少"而不是"多"零件的整体功能仍然和以前一样。主板仍然是计算机的中心集线器,所有东西都连接到它;处理器仍然遵循指令;RAM仍然存储数据以供快速访问硬盘驱动器仍然长期存储数据。然而,这些部分的连接方式和运行速度已经发生了巨大变化。18新利最新登入

许多谈论计算机改进的人引用摩尔定律该公司表示,微处理器中的集成电路数量将在每两年翻一番。集成电路或晶体管越多,芯片的运行速度就越快。但这只是使计算机更快更好的一个原因。例如,自20世纪90年代以来,硬盘驱动器磁盘的磁存储有了极大的增长。我们以前用兆字节来测量驱动器,现在用tb来测量。用于传输数据的新接口也有很大的不同。并行ATA系统的最高速度为每秒133 MB,而串行ATA或SATA目前支持每秒6千兆比特(768兆字节)。

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最近,计算机已经开始使用固态存储器或闪存技术来存储数据,而不是硬盘驱动器,使计算机能够更快地访问数据。自从智能手机兴起以来,电脑硬件比以往任何时候都要小。但即使在智能手机领域,许多相同的组件也在发挥着与全尺寸电脑相同的功能。

不同类型的计算机

虽然笔记本电脑、平板电脑和智能手机都有不同的外形,但它们的内部组件却非常相似。"width=
虽然笔记本电脑、平板电脑和智能手机都有不同的外形,但它们的内部组件却非常相似。
©iStockphoto /思想库

笔记本电脑台式电脑、智能手机、平板电脑:它们的用例不会有太大不同,不是吗?我们使用电脑的地方和方式比以往任何时候都多。但使之成为可能的内部组件非常相似。在大多数情况下,它们只是更小。

英特尔为轻薄笔记本电脑生产超低电压(ULV)处理器,这种处理器比普通笔记本电脑芯片消耗的瓦特数更少。笔记本电脑使用的内存和硬盘也比台式机更小。一些笔记本电脑制造商,比如苹果甚至将固态存储器直接焊接到主板上,而不是包括硬盘驱动器,这样可以节省更多的空间。

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手机和平板电脑必须非常紧凑。移动设备的核心不是主板,而是片上系统(SoC)。SoC将处理器、图形处理器、RAM、USB等接口、音频接口等所有功能集成到一块单板上。当然,触摸设备包含一些桌面电脑不具备的硬件,比如用来感应手指的触摸控制器。笔记本电脑和移动设备不使用内部电源,而是使用电池。

但在大多数情况下,它们都是计算机——硬件只是形状和大小不同。

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作者的注意

我从小就对电脑着迷,但直到我十几岁的时候,我才真正知道每个组件是如何帮助我的电脑启动和玩游戏的。18新利最新登入我只是喜欢玩游戏和摆弄Windows!甚至当我刚开始在电脑里闲逛的时候,我都觉得电脑很吓人。有很多部件要插入,很多电缆要连接,暴露的电路看起来非常脆弱。但在21世纪初,电脑零件制造商做了一项了不起的工作,使机箱更加人性化,说明和零件更容易遵循和组装。只要稍微研究一下你需要的部件,现在几乎任何人都可以制造一台计算机!

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来源

  • Intel.com。《英特尔教育:微处理器之旅》(2012年8月13日)http://educate.intel.com/en/thejourneyinside/explorethecurriculum/ec_microprocessors/
  • 新蛋网。“Newegg.com”。(2012年8月12日)http://newegg.com
  • Peckham,马特。《摩尔定律的崩溃:物理学家说它已经发生了》2012年5月1日。(2012年8月12日)http://techland.time.com/2012/05/01/the-collapse-of-moores-law-physicist-says-its-already-happening/
  • PBS.org。"微处理器的发明"(2012年8月13日)http://www.pbs.org/transistor/background1/events/micropinv.html
  • 沃顿、罐装。移动常青藤桥HD 4000调查:ULV与四核上的实时iGPU时钟2012年6月1日。(2012年8月13日)http://www.anandtech.com/show/18新利最新登入5878/mobile-ivy-bridge-hd-4000-investigation-realtime-igpu-clocks-on-ulv-vs-quadcore

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