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计算机的硬件组成

计算机硬件概述

中央处理器（CPU）

存储设备

输入输出设备

主板、电源与散热系统

外部连接与扩展设备

总结与展望

contents

目

录

01

计算机硬件概述

计算机硬件是指计算机系统中由电子、机械和光电元件等组成的物理装置的总称，是计算机实现其功能的物质基础。

硬件定义

根据功能不同，计算机硬件可以分为输入设备、输出设备、存储器、运算器和控制器等五大类。

硬件分类

第二代计算机

晶体管计算机，出现于20世纪50年代，相对于电子管计算机体积更小、功耗更低、可靠性更高。

第一代计算机

电子管计算机，出现于20世纪40年代，体积庞大、功耗高、可靠性差。

第三代计算机

集成电路计算机，出现于20世纪60年代，开始采用集成电路技术，性能进一步提升。

第五代计算机

人工智能计算机，出现于20世纪80年代，开始注重人工智能和机器学习等领域的研究和应用。

第四代计算机

大规模集成电路计算机，出现于20世纪70年代，随着大规模集成电路技术的成熟，计算机性能和可靠性得到极大提升。

硬件是软件运行的平台

软件需要在硬件平台上运行，才能实现其功能。

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中央处理器（CPU）

CPU主要由运算器和控制器组成，运算器负责执行算术和逻辑运算，控制器负责协调计算机各部分的工作。

CPU是计算机的核心部件，负责执行程序中的指令，处理数据，控制计算机的输入和输出，是计算机能够运行程序的关键。

功能

结构

技术领先，性能稳定，但价格较高。

Intel

AMD

IBM

价格相对较低，性能与Intel相当，适合预算有限的用户。

在高性能计算领域有较大影响，主要应用于大型企业和科研机构。

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性能指标

主要包括主频、核心数、缓存大小、制程工艺等。主频越高，CPU处理速度越快；核心数越多，多任务处理能力越强；缓存越大，数据读取速度越快；制程工艺越先进，功耗和发热量越低。

选购建议

根据使用需求选择合适的CPU型号。如果主要用于办公和轻度娱乐，可以选择中端CPU；如果需要进行大型游戏或专业级应用（如视频编辑、3D建模等），则需要选择高端CPU。同时，还需考虑与主板的兼容性和性价比。

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存储设备

定义：用于存储运行中的程序和数据，断电后数据会丢失。

ROM（只读存储器）

功能：提供固定的程序和数据存储，如BIOS、固件等。

RAM（随机存取存储器）

功能：提供快速的读写速度，支持程序运行时的数据存储和交换。

定义：存储固定不变的程序和数据，断电后数据不会丢失。

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输入输出设备

键盘

键盘是计算机最常用的输入设备之一，用于输入文字、数字和符号。它通常包括字母键、数字键、符号键以及控制键等，用户通过敲击键盘上的键来输入信息。

鼠标

鼠标是计算机的另一种常见输入设备，用于在图形界面上进行选择、拖动、点击等操作。它由鼠标器、鼠标电缆和鼠标垫组成。

显示器是计算机的主要输出设备之一，用于显示文本、图像和视频等信息。它通常由显示屏、背光灯和驱动电路等组成。

显示器

显示卡是连接计算机和显示器的桥梁，负责将计算机中的数字信号转换为显示器能够识别的模拟信号。它通常包括图形处理单元（GPU）、显存和接口等部分。

显示卡

打印机是计算机的另一种输出设备，用于将计算机中的信息打印到纸张或其他介质上。它通常由打印头、墨盒或色带、纸张传输装置和控制器等组成。

打印机

除了打印机之外，计算机还可以通过其他输出设备进行信息输出，如投影仪、音响设备等。这些设备通过不同的方式将计算机中的信息传递给外部环境，以满足用户的不同需求。

其他输出设备

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主板、电源与散热系统

ITX主板：迷你型主板，扩展插槽最少，适合超小型机箱。

北桥芯片

负责与CPU、内存、显卡通信。

南桥芯片

负责与外部设备通信。常见的芯片组厂商有Intel和AMD。

接口与线材：确保接口和线材满足需求。

12V输出：为CPU和显卡供电。

5V和3.3V输出：为其他硬件供电。

VS

使用导热材料将热量从发热部件传导至散热器。

对流

通过散热器风扇产生的气流带走热量。

导热

辐射：通过辐射方式将热量散发到空气中。

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外部连接与扩展设备

USB，全称为通用串行总线，是一种常见的外部接口标准，用于连接计算机和其他外部设备。

USB接口定义

USB支持四种数据传输模式，包括控制传输、等时传输、中断传输和数据块传输，以满足不同类型设备的数据传输需求。

USB数据传输技术

USB接口具有即插即用、支持热插拔、可连接多个设备、数据传输速度快等优点。

USB接口的优点

USB接口广泛应用于各种计算机外部设备，如鼠标、键盘、打印机、扫描仪、摄像头等。

USB接口的应用

网卡

网卡是计算机中用于连接网络的硬件设备，可以实现数据的传输和接收。