电脑主要硬件
电脑主要硬件
电脑硬件是计算机系统的基础，其性能和稳定性直接影响到整个系统的运行效率。本文将详细介绍电脑的主要硬件，包括主板、CPU和硬盘三个部分，帮助读者更好地了解电脑硬件的基本知识和原理。
1.主板
主板的作用和功能：主板，又叫主机板（mainboard）、系统板（systemboard）、或母板（motherboard），是计算机最基本的同时也是最重要的部件之一。主板一般为矩形，上面安装了组成计算机的主要电路系统，一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、键盘和面板控制开关接口、指示灯插接件、扩充插槽、主板及插卡的直流电源供电接插件等元件。
主板结构：所谓主板结构就是根据主板上各元器件的布局排列方式，尺寸大小，形状，所使用的电源规格等制定出的通用标准，所有主板厂商都必须遵循。主板结构分为AT、Baby-AT、ATX、Micro ATX、LPX、NLX、Flex ATX、E-ATX、WATX以及BTX等结构。其中，AT和Baby-AT是多年前的老主板结构，已经淘汰；而LPX、NLX、Flex ATX则是ATX的变种，多见于国外的品牌机，国内尚不多见；E-ATX和W-ATX则多用于服务器/工作站主板；ATX是市场上最常见的主板结构，扩展插槽较多，PCI插槽数量在4-6个，大多数主板都采用此结构；Micro ATX又称Mini ATX，是ATX结构的简化版，就是常说的“小板”，扩展插槽较少，PCI插槽数量在3个或3个以下，多用于品牌机并配备小型机箱；而BTX则是英特尔制定的最新一代主板结构，但尚未流行便被放弃，继续使用ATX。
主板芯片组：主板的核心是主板芯片组，它决定了主板的规格、性能和大致功能。我们平日说“865PE主板，865PE指的就是主板芯片组。如果说CPU是整个电脑系统的心脏，那么芯片组将是整个系统的躯干。对于主板而言，芯片组几乎决定了这块主板的功能，进而影响到整个电脑系统性能的发挥，芯片组是主板的灵魂。芯片组性能的优劣，决定了主板性能的好坏与级别的高低这是因为CPU的型号与种类繁多、功能特点不一，芯片组如果不能与CPU良好地协同工作，将严重地影响计算机的整体性能，甚至不能正常工作。
北桥芯片和南桥芯片
在传统的芯片组构成中，一直沿用南桥芯片与北桥芯片搭配的方式，在主板上可以发现它们的具体位置。一般地，可以在CPU插槽附近找到一个散热器，下面的就是北桥芯片。南桥芯片一般离CPU较远，常裸露在PCI插槽旁边，块头比较大；北桥芯片是系统控制芯片，主要负责CPU、内存、显卡三者之间的数据交换，在与南桥芯片组成的芯片组中起主导作用，掌控一些高速设备，如CPU、 Host bus等。主板支持什么CPU，支持AGP多少速的显卡，支持何种频率的内存，都是北桥芯片决定的。北桥芯片往往有较高的工作频率，所以发热量颇高。南桥芯片主要决定主板的功能，主板上的各种接口、PS/2鼠标控制、USB控制、PCI总线IDE以及主板上的其他芯片（如集成声卡、集成RAID卡、集成网卡等），都归南桥芯片控制。随着PC架构的不断发展，如今北桥的功能逐渐被CPU所包含，自身结构不断简化甚至在芯片组中也已不复存在。
BIOS芯片
BIOS（Basic Input/ Output System，基本输入输出系统），全称是ROM-BIOS，是只读存储器基本输入/输出系统的简写。BIOS实际是一组被固化到电脑中，为电脑提供最低级最直接的硬件控制的程序，它是连通软件程序和硬件设备之间的枢纽，通俗地说，BIOS是硬件与软件程序之间的一个“转换器”或者说是接口，负责解决硬件的即时要求，并按软件对硬件的操作要求具体执行。
扩展槽
主板上的扩展插槽又称为“总线插槽”，是主机通过系统总线与外部设备联系的通道，用作外设接口电路的适配卡都插在扩展槽内。
主要接口
硬盘接口，软驱接口，COM接口（串口），PS/2接口，LPT接口（并口），USB接口，MIDI接口，SATA接口
工作原理
在电路板下面，是错落有致的电路布线；在上面，则为分工明确的各个部件：插槽、芯片、电阻、电容等。当主机加电时，电流会在瞬间通过CPU、南北桥芯片、内存插槽、AGP插槽、PCI插槽、IDE接口以及主板边缘的串口、并口、PS/2接口等。随后，主板会根据BIOS（基本输入输出系统）来识别硬件，并进入操作系统发挥出支撑系统平台工作的功能。
结构分类
AT：标准尺寸的主板，IBM PC/A机首先使用而得名，有的486、586主板也采用AT结构布局 。
Baby AT：袖珍尺寸的主板，比AT主板小，因而得名。很多原装机的一体化主板首先采用此主板结构。
ATX：改进型的AT主板，对主板上元件布局作了优化，有更好的散热性和集成度，需要配合专门的ATX机箱使用。
BTX：是ATX主板的改进型，它使用窄板（Low-profile）设计，使部件布局更加紧凑。针对机箱内外气流的运动特性，主板工程师们对主板的布局进行了优化设计，使计算机的散热性能和效率更高，噪声更小，主板的安装拆卸也变得更加简便。
BTX在一开始就制定了3种规格，分别是BTX、Micro BTX和Pico BTX。3种BTX的宽度都相同，都是266.7mm，不同之处在于主板的大小和扩展性有所不同 。
一体化（All in one）主板：集成了声音，显示等多种电路，一般不需再插卡就能工作，具有高集成度和节省空间的优点，但也有维修不便和升级困难的缺点，在原装品牌机中采用较多。
NLX：Intel最新的主板结构，最大特点是主板、CPU的升级灵活方便有效，不再需要每推出一种CPU就必须更新主板设计此外还有一些上述主板的变形结构，如华硕主板就大量采用了3/4 Baby AT尺寸的主板结构。
2.CPU
简介
中央处理器（CPU），是电子计算机的主要设备之一，电脑中的核心配件。其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。CPU是计算机中负责读取指令，对指令译码并执行指令的核心部件。中央处理器主要包括两个部分，即控制器、运算器，其中还包括高速缓冲存储器及实现它们之间联系的数据、控制的总线。电子计算机三大核心部件就是CPU、内部存储器、输入/输出设备。中央处理器的功效主要为处理指令、执行操作、控制时间、处理数据。
在计算机体系结构中，CPU是对计算机的所有硬件资源（如存储器、输入输出单元） 进行控制调配、执行通用运算的核心硬件单元。CPU是计算机的运算和控制核心。计算机系统中所有软件层的操作，最终都将通过指令集映射为CPU的操作。
工作原理
冯诺依曼体系结构是现代计算机的基础。在该体系结构下，程序和数据统一存储，指令和数据需要从同一存储空间存取，经由同一总线传输，无法重叠执行。根据冯诺依曼体系，CPU的工作分为以下 5 个阶段：取指令阶段、指令译码阶段、执行指令阶段、访存取数和结果写回。
取指令（IF，instruction fetch），即将一条指令从主存储器中取到指令寄存器的过程。程序计数器中的数值，用来指示当前指令在主存中的位置。当一条指令被取出后，程序计数器（PC）中的数值将根据指令字长度自动递增。
指令译码阶段（ID，instruction decode），取出指令后，指令译码器按照预定的指令格式，对取回的指令进行拆分和解释，识别区分出不同的指令类别以及各种获取操作数的方法。现代CISC处理器会将拆分已提高并行率和效率。
执行指令阶段（EX，execute），具体实现指令的功能。CPU的不同部分被连接起来，以执行所需的操作。
访存取数阶段（MEM，memory），根据指令需要访问主存、读取操作数，CPU得到操作数在主存中的地址，并从主存中读取该操作数用于运算。部分指令不需要访问主存，则可以跳过该阶段。
结果写回阶段（WB，write back），作为最后一个阶段，结果写回阶段把执行指令阶段的运行结果数据“写回”到某种存储形式。结果数据一般会被写到CPU的内部寄存器中，以便被后续的指令快速地存取；许多指令还会改变程序状态字寄存器中标志位的状态，这些标志位标识着不同的操作结果，可被用来影响程序的动作。
在指令执行完毕、结果数据写回之后，若无意外事件（如结果溢出等）发生，计算机就从程序计数器中取得下一条指令地址，开始新一轮的循环，下一个指令周期将顺序取出下一条指令。 许多复杂的CPU可以一次提取多个指令、解码，并且同时执行。
CPU结构
通常来讲，CPU的结构可以大致分为运算逻辑部件、寄存器部件和控制部件等。所谓运算逻辑部件，主要能够进行相关的逻辑运算，如：可以执行移位操作以及逻辑操作，除此之外还可以执行定点或浮点算术运算操作以及地址运算和转换等命令，是一种多功能的运算单元。而寄存器部件则是用来暂存指令、数据和地址的。控制部件则是主要用来对指令进行分析并且能够发出相应的控制信号。
对于中央处理器来说，可将其看作一个规模较大的集成电路，其主要任务是加工和处理各种数据。传统计算机的储存容量相对较小，其对大规模数据的处理过程中具有一定难度，且处理效果相对较低。随着我国信息技术水平的迅速发展，随之出现了高配置的处理器计算机，将高配置处理器作为控制中心，对提高计算机CPU的结构功能发挥重要作用。中央处理器中的核心部分就是控制器、运算器，其对提高计算机的整体功能起着重要作用，能够实现寄存控制、逻辑运算、信号收发等多项功能的扩散，为提升计算机的性能奠定良好基础。
集成电路在计算机内起到了调控信号的作用，根据用户操作指令执行不同的指令任务。中央处理器是一块超大规模的集成电路。它由运算器、控制器、寄存器等组成。
品牌介绍
1.“龙芯”系列芯片
2.Intel
3.AMD
4.上海兆芯
5.上海申威
3.硬盘
简介
硬盘（港台称之为硬碟，英文名：Hard Disk，全名温彻斯特式硬盘）是计算机最主要的存储设备。它是由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成。这些碟片外覆盖有铁磁性材料。
绝大多数硬盘都是固定硬盘，被永久性地密封固定在硬盘驱动器中。早期的硬盘存储媒介是可替换的，不过今日典型的硬盘是固定的存储媒介，被封在硬盘里（除了一个过滤孔，用来平衡空气压力）。随着发展，可移动硬盘也出现了，而且越来越普及，种类也越来越多。大多数微机上安装的硬盘，由于都采用温切斯特（winchester）技术而被称之为“温切斯特硬盘”，或简称“温盘”。
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Megabyte（MB）、千兆字节Gigabyte（GB）或太字节Terabyte（TB）为单位，1GB=1024MB，1TB=1024GB。但硬盘厂商在标称硬盘容量时通常取1GB=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，平均访问时间也越短。对于用户而言，硬盘的容量就像内存一样，永远只会嫌少不会嫌多。Windows操作系统带给我们的除了更为简便的操作外，还带来了文件大小与数量的日益膨胀，一些应用程序动辄就要吃掉上百兆的硬盘空间，而且还有不断增大的趋势。因此，在购买硬盘时适当的超前是明智的。前两年主流硬盘是320G，500G，而750G以上的大容量硬盘亦已开始普及，2007年开始出现1TB的大容量硬盘。
转速
转速(Rotational 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，硬盘的整体性能也就越好。
传输速率
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。
内部传输率(Internal Transfer Rate) 也称为持续传输率(Sustained Transfer 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（External Transfer Rate）也称为突发数据传输率（Burst Data Transfer Rate）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。
Fast ATA接口硬盘的最大外部传输率为16.6MB/s，而Ultra ATA接口的硬盘则达到33.3MB/s。
分类
1.内部通信
分有XT型（即DMA方式）和AT型（即中断驱动方式）两种。
2、磁头驱动
分有步进电机驱动和音圈电机驱动两种。
步进电机驱动机构的结构紧凑，控制简单，但是整个驱动定位系统是开环控制，步进电机靠脉冲信号驱动，因此定位精度比较低、存取时间较长；
音圈电机是线性电机，可直接驱动磁头作直线运动。整个马铃薯动定位系统是一个带有速度和位置反馈的闭环调节自动控制系统，驱动速度快，而且定位精度高。先进的磁盘驱动器普遍采用音圈电机驱动和伺服盘定位。
结构
1.磁头
2.磁道
3.扇区
4.柱面