硬體系統

所謂硬體系統,是指構成計算機的物理設備,即由機械、光、電、磁器件構成的具有計算、控制、存儲、輸入和輸出功能的實體部件。數據機等等,整機硬體也稱“硬設備”。系統設計已經成為一門重要的學科,傳統的反覆試驗法已經越來越不適應時代的發展。軟硬體協同設計技術越來越受到人們的重視。體系結構,以使系統工作在最佳工作狀態。

定義

所謂硬體系統,是指構成

計算機的

物理設備,即由機械、光、電、磁器件構成的具有計算、控制、

存儲、輸入和輸出功能的實體部件。如CPU、

存儲器、

軟碟驅動器、

硬碟驅動器、

光碟驅動器、

主機板、各種卡及整機中的主機、顯示器、印表機、繪圖儀、

數據機等等,整機硬體也稱“硬設備”。 隨著

電子系統的複雜化,

系統設計已經成為一門重要的學科,傳統的反覆試驗法已經越來越不適應時代的發展。近年來,發展迅速的

軟硬體協同設計技術越來越受到人們的重視。它是在系統目標要求的指導下,通過綜合分析系統軟硬體功能及現有資源,最大限度地挖掘系統軟硬體之間的

並發性,協調設計軟硬體

體系結構,以使系統工作在最佳工作狀態。

硬體系統分為三種典型結構

(1)單匯流排結構

即用一組

系統匯流排將

計算機系統的各部分連線起來,各部分之間可以通過匯流排交換信息。這種結構的優點是易於擴充新的I/O設備,並且各種I/O設備的

暫存器和主存器的

存儲單元可以

統一編址,使CPU訪問I/O設備更方便靈活;其缺點是同一時刻只能允許掛在匯流排上的一對設定之間互相傳送信息,也即分時使用匯流排,這就限制了信息傳送的

吞吐量,這種結構一般用在

微型計算機和

小型計算機中。

(2)雙匯流排結構

為了消除信息傳送的瓶頸,常設定多組匯流排,最常見的是在主存和CPU之間設定一組專用的高速

存儲匯流排。這種結構的優點是控制線路簡單,對I\O匯流排的傳送速率要求低;其缺點是CPU的工作效率較低,因為I/O設備與主存之間的信息交換要經過CPU進行。以

存儲器為中心的雙匯流排結構中,

主存儲器可通過存儲匯流排與CPU交換信息,同時還可以通過

系統匯流排與I/O設備交換信息,這種結構的優點是信息傳送速率高;其缺定是需要增加硬體的投資。

(3)採用通道的大型系統結構

為了擴大系統的功能和提高系統的效率,在大、中型

計算機系統中採用通道結構,在這種結構中,一台

主機可以連線多個通道,一個通道可以連線一台或多台I/O控制器,一台I/O控制器又可以連線一台或者多台I/O設備,所以它具有較大的擴展餘地,另外由通道來管理和控制I/O設備,減輕了CPU負擔,提高了整個系統的效率。

最小硬體系統

嵌入式系統的硬體設計與其套用場合和套用系統的不同而有所差別。一般情況下,用戶可以根據自己的要求,選用合適的微處理器類型,根據相應的接口電路搭配不同類型外設,構成不同用途、不同不同規模的套用系統。這些系統,無論其規模多大,從硬體上看,都可以分為由核心電路構成的最小系統以及各種各樣外部設備所需的外圍接口電路。通常最小硬體系統指的是,由處理器以及SDRAM和FLASH構成的存儲電路,再加上一些必要的輔助電路構成的核心繫統。最小硬體系統不僅是整個硬體系統的核心部分,它的構成對軟體系統也有重要的影響,其構成決定了處於軟體系統最底層的Bootloader的設計,同事它也是嵌入式作業系統正常運行的基礎。換而言之,最小硬體系統及其之上的最底層的最小軟體系統構成了嵌入式系統最基本最核心的部分。

硬體的英文全稱:hardware

硬體的定義:

“計算機硬體”的簡稱(中國大陸及香港用語,台灣作硬體)。與“軟體”相對。電子計算機系統中所有實體部件和設備的統稱。從基本結構上來講,電腦可以分為五大部分:運算器、存儲器、控制器、輸入設備、輸出設備等。

一般我們看到的電腦都是由:主機(主要部分)、輸出設備(顯示器)、輸入設備(鍵盤和滑鼠)三大件組成。 而主機是電腦的主體,在主機箱中有:主機板、CPU、記憶體、電源、顯示卡、音效卡、網卡、硬碟、軟碟機、光碟機等硬體。其中,主機板、CPU、記憶體、電源、顯示卡、硬碟是必須的,只要主機工作,這幾樣缺一不可。

下面我們將一步一步的來揭開它們的神秘面紗。

(一) 機箱除了給計算機系統建立一個外觀形象之外,還為計算機系統的其它配件提供安裝支架。另外,它還可以減輕機箱內向外輻射的電磁污染,保護用戶的健康和其它設備的正常使用,真可稱的上是計算機各配件的“家”。目前市場上的主流產品是採用ATX結構的立式機箱,AT結構的機箱已經被淘汰了。機箱內部前面板側有用於安裝硬碟、光碟機、軟碟機的托架,後面板側上部有一個用來安裝電源的位置,除此之外,其風部還附有一些引線,用於連線POWER鍵,REST鍵,PC揚聲器,以及一些指示燈。

電腦的主機板

主機板(英文名Mainboard 或 Motherboard)是計算機系統中最大的一塊電路板,主機板又叫主機板、系統板、或母板,它安裝在機箱內,也是微機最重要的部件之一,它的類型和檔次決定整個微機系統的類型和檔次。它可分為AT主機板和ATX主機板。主機板是由各種接口,擴展槽,插座以及晶片組組成。主機板選購的基本策略: 速度、穩定性兼容性、擴充能力、升級能力主機板中的晶片組是構成主機板的核心,其作用是在BIOS和作業系統的控制下規定的技術標準和規範通過主機板為微機系統中的CPU、記憶體條、圖形卡等部件建立可靠、正確的安裝、運行環境,為各種IDE/SATA接口存儲以及其他外部設備提供方便、可靠的連線接口。

電腦的CPU

CPU(Central Processing Unit,中央處理器)是計算機最重要的部件之一。是一台電腦的核心,相當於人的大腦,它的內部結構分為控制單元、邏輯單元和存儲單元三大部分。目前CPU主要接口類型有兩種:一種是INTEL的LGA775(又稱為Socket T),另一種是AMD的Socket940(Socket AM2)。CPU的主要性能指標:主頻、前端匯流排頻率、L1 和L2Cache的容量和速率、支持的擴展指令集、CPU核心工作電壓地址匯流排寬度等等。CPU的生產廠商現在主要有Intel、AMD兩家,其中Intel公司的CPU產品市場占有量最高。目 前市場上主流的CPU有:Intel公司的Conroe 系列、Pentium E系列、Celeron系列;AMD 公司的弈龍系列、Athlon64 X2 系列、速龍系列等等。

CPU故障排除維修

1、機箱的噪音:

故障現象:計算機在升級CPU後,每次開機時噪聲特別大。但使用一會後,聲音恢復正常。

故障分析與處理:首先檢查CPU風扇是否固定好,有些劣質機箱做工和結構不好,容易在開機工作時造成共振,增大噪音,另外可以給CPU風扇、機箱風扇的電機加點油試試。如果是因為機箱的箱體單簿造成的,最好更換機箱。

2、溫度上升太快:

故障現象:一台計算機在運行時CPU溫度上升很快,開機才幾分鐘左右溫度就由31℃上升到51℃,然而到了53℃就穩定下來了,不再上升。

故障分析與處理:一般情況下,CPU表面溫度不能超過50℃,否則會出現電子遷移現象,從而縮短CPU壽命。對於CPU來說53℃下溫度太高了,長時間使用易造成系統不穩定和硬體損壞。根據現象分析,升溫太快,穩定溫度太高應該是CPU風扇的問題,只需更換一個質量較好的CPU風扇即可。

3、夏日裡灰塵引發的當機故障:

故障現象:計算機出現故障,現象為使用平均每20分鐘就會當機一次,重新開機後過幾分鐘又會再次當機。

故障分析與處理:開始估計是機箱內CPU溫度過高造成當機,在BIOS中檢查CPU的溫度,發現顯示溫度只有33℃。後來發現這台計算機開機時BIOS中檢查的溫度也就只有31℃,開機使用1小時後,溫度僅僅上升2℃,當時室溫在35℃左右。看來測得的CPU溫度不準確。打開機箱發現散熱片上的風扇因為上面積累的灰塵太多,已經轉不動了,於是更換了CPU風扇,這時再開機,計算機運行了數個小時的遊戲也沒有發生當機現象。後來發現這塊主機板的溫度探針是靠粘膠粘在散熱片上來測量CPU溫度的,而現在這個探頭並沒有和散熱片緊密地接觸,分開有很大的距離,散熱片的熱量無法直接傳到溫度探針上,測到的溫度自然誤差很大。更換CPU風扇時,把探針和散熱片貼在一起固定牢固,這樣在開機20分鐘以後,在BIOS中測得的溫度是45℃,之後使用一切正常。

4、CPU針腳接觸不良導致計算機無法啟動:

故障現象:一台Intel CPU的計算機,平時使用一直正常,近段時間出現問題。

故障分析與處理:首先估計是顯示卡出現故障。用替換法檢查後,但有時又正常。最後拔下插在主機板上的CPU,仔細觀察並無燒毀痕跡,但發現CPU的針腳均發黑、發綠,有氧化的痕跡和銹跡(CPU的針腳為銅材料製造,外層鍍金),對CPU針腳做了清除工作,計算機又可以加電工作了。

5、CPU引起的當機:

故障現象:一台計算機開機後在記憶體自檢通過後便當機。

故障分析與處理:按[Del]鍵進入BIOS設定,仔細檢查各項設定均無問題,然後讀取預設的BIOS參數,重啟後當機現象依然存在。用替換法檢測硬碟和各種板卡,結果所有硬體都正常。估計問題可能出在主機板和CPU上,將CPU的工作頻率降低一點後再次啟動計算機,一切正常。

6、CPU風扇導致的當機:

故障現象:一台計算機的CPU風扇在轉動時忽快忽慢,使用計算機一會兒就會當機。

故障分析與處理:由於現在的普通風扇大多是使用的滾珠風扇,需要潤滑來潤滑滾珠和軸承,這種現象估計是CPU風扇的滾珠和軸承之間的潤滑油沒有了,造成風扇轉動阻力增加,轉動困難,使其忽快忽慢。由於CPU風扇不能持續給CPU提供強風進行散熱,使CPU溫度上升最終導致當機。在給CPU風扇加了潤滑油後CPU風扇轉動政黨當機現象消失。

7、CPU的頻率顯示不固定:

故障現象:一台計算機在每次啟動的時候顯示的CPU頻率時高時低。

故障分析與處理:很可能是主機板上的電池無電造成的。只要更換同類型的電池後,再重新設定BIOS中的參數,CPU的頻率顯示即可恢復正常。

8、CPU超屏引起顯示器黑屏:

故障現象:一台計算機將CPU超頻後,開機出現顯示器黑屏現象。

故障分析與處理:這種故障應該是典型的超頻引起的故障。由於CPU頻率設定太高,造成CPU無法正常工作,並造成顯示器點不亮且無法進入BIOS中進行設定。這種情況需要將CMOS電池放電,並重新設定後即可正常使用。還有種情況就是開機自檢正常,但無法進入到作業系統,在進入作業系統的時候當機,這種情況只需復位啟動並進入BIOS將CPU改回原來的頻率即可。

電腦的記憶體

記憶體泛指計算機系統中存放數據與指令的半導體存儲單元。按其用途可分為主存儲器和輔助存器。按工作原理分為ROM和RAM。ROM可分為唯讀ROM、可程式可擦除ROM和可程式ROM.而RAM可RAM為靜態和動態RAM。記憶體(RAM)是CPU處理信息的地力,它的計算單位是兆位元組MB,即Million Bytes。1個位元組又由8位(bit)二進制數(0、1)組成。存儲1個英文字母需要占用1個位元組(Byte)空間。而存儲1個漢字則需占2個位元組空間。 早期的計算機主要運行D05系統和DOS程式。那時記憶體的價格是很貴的,DOS對記憶體的要求也不高,只需640KB(1KB=1024B),所以那時的計算機記憶體配得都不大,1MB或2MB就很好。 現在記憶體價格大大降低了,由於現在的Windows系統和一些新的套用軟體對記憶體的需要是貪得無厭的,記憶體越大,它工作得就越好,所以現在的汁算機512M記憶體已算是最低配置,資金充足的話,配上1G乃至2G也都不為過。目前比較知名的品牌有Hyundai(現代原廠)、Kingstone(金仕頓)、宇瞻、Kingmax(勝創)、Samsung(三星)、 ADATA威剛 和GEIL(金邦)等。

計算機機的光碟驅動器

隨著多媒體電腦的盛行,光碟(CD-ROM)的套用越來越普及,大家對多媒體光碟軟體的需求也越來越大,因此,在自己的電腦上配備一台光碟機,可以說是再平常不過的事情。

光碟機的機械裝置和軟碟機很類似,其中共有三個馬達,分別控制不同的功能。光碟機的上面有一個用來鏇轉光碟片的馬達,和一個驅動雷射針頭讀取資料的馬達,還有第三個馬達,專門負責驅動光碟片的插入和退出裝置。

CD 驅動器

光碟 (CD) 驅動器已日漸普及,尤其在多媒體計算機中。計算機的 CD 驅動器與音樂光碟很相似,使用雷射束閱讀數據,並且數據 CD 存儲信息的容量達 700 MB 。CD 驅動器可用來檢索大量的數據或在工作時播放您喜的音樂 CD 。

DVD 驅動器

新型的DVD光碟機的外形和操作與一般的CD光碟機類似,但 DVD光碟的容量是CD的七倍以上。(一張單面單層DVD可存儲完整2小時的電影。)

計算機機的軟碟機

隨著隨身碟、讀卡器、移動硬碟的普及,軟碟機已經沒有實用價值。

計算機機的顯示卡

顯示卡是顯示器與主機通信的控制電路和接口,其作用是將主機的數位訊號轉換為模擬信號, 並在顯示器上顯示出來。顯示卡的基本作用就是控制圖形的輸出,它工作在CPU和顯示器之間它的 主要部件有:顯示晶片、RAMDAC、顯示記憶體、 BIOS 晶片及插座、特性連線器等。顯示卡的三 項重要指標:刷新頻率、解析度、色深。從匯流排類型分,顯示卡有PCI、AGP、PCI-E三種。 現在PCI-E顯示卡已非常普遍。而且,出現了雙顯示卡,性能更加優秀。

計算機機的音效卡

音效卡,想聽音樂可少不了它,電腦就是通過這個玩意傳送聲音給音箱的喔。音效卡是多媒體電腦的主要

部件之一,它包含記錄和播放聲音所需的硬體。音效卡的種類很多,功能也不完全相同,但它們有一些共同的基本功能:能錄製話音(聲音)和音樂,能選擇以單聲道或雙聲道錄音,並且能控制採樣速率。音效卡上有數模轉換晶片(DAC),用來把數位化的聲音信號轉換成模擬信號,同時還有模數轉換晶片(ADC),用來把模擬聲音信號轉換成數位訊號。音效卡上有音樂數字接口(MIDI),能使用MIDI樂器,諸如鋼琴鍵、合成器和其MIDI設備。音效卡有聲音混合功能,允許控制聲源和音頻信號的大小。好的音效卡能對低音部分和高音部分進行控制。音效卡上還有一個或幾個CD 音頻輸入接口,用以接收CD-ROM的聲音採集信號。根據匯流排的不同音效卡分為兩大類,一種是ISA音效卡,另一種是PCI音效卡。

計算機機的顯示器

顯示器(Monitor)是計算機的主要輸出設備,沒有它,我們和計算機打交道的時候,將變成睜眼瞎。也許您的工作每天都需要面對計算機的螢幕,可是您是否真正的了解它呢?正因為這樣很多人在購買電腦時,只關心顯示器是14寸還是15寸的,而並不關心顯示器的其它性能,其實購買一台電腦最不應該省錢的就是顯示器了。目前顯視器品牌繁多,市場上常見的品牌有:三星(Samsung)、索尼(Sony)、LG、優派(Viewsonic)、飛利浦(Philips)、宏基(Acer)、美格(MAG)、EMC等不下幾十種。根據顯像原理劃分,顯視器可以分為CRT顯視器(陰極射線管顯視器)、LCD顯視器(液晶矩陣平面顯示器)和等離子顯視器等。其中常見的是CRT顯視器和LCD顯視器,而LCD顯視器為未來幾年的主流。

...

顯示器由監視器(Monitor)和顯示適配器(俗稱顯示卡Adapter)2部分組成.

顯示器的種類有很多,如陰極射線管(Cathode Ray Tube,CRT)、液晶顯示器(Liquid Crystal Display,LCD)、等離子顯示器(DDP)、場發射顯示器(PED)等等。但最具實用與商品化的是CRT和LCD。

1)CRT顯示器的主要性能指標:

A。解析度;

B。掃描頻率;

C。頻寬;

D。TCO認證。

2)LCD顯示器主要性能指標:

A。回響時間;

B。可視角度;

C。點距;

D。解析度;

E。刷新率;

F。亮度;

G。對比度。

3)顯示卡:又稱圖形適配器。目前個人計算機採用PCI顯示卡和AGP顯示卡,一般都帶有3D加速功能

計算機機的鍵盤

鍵盤(Keyboard)我想大家應該不陌生,我只簡單作一些介紹。鍵盤是最常用也是最主要的輸入設備,通過鍵盤,可以將英文字母、數字、標點符號等輸入到計算機中,從而向計算機發出命令、輸入數據等。自IBM PC推出以來,鍵盤經歷了83鍵、84鍵和101/102鍵,Windows95面世後,在101鍵盤的基礎上改進成

了104/105鍵盤,增加了兩個Windows 按鍵。 為了使人操作電腦更舒適,於是出現"人體鍵盤",鍵盤的形狀非常符合兩手的擺放姿勢,操作起來就特別的輕鬆。

計算機機的滑鼠

滑鼠(Mouse)首先套用於蘋果電腦。隨著Windows作業系統的流行,滑鼠變成了必需品,更有些軟體必須要安裝滑鼠才能運行,簡直是無鼠寸步難行。從接口來講,滑鼠有兩種類型:PS/2型滑鼠和串列滑鼠。從滑鼠的構造來講,有機械式和光電式。光電滑鼠是利用光的反射來確定滑鼠的移動,滑鼠內部有紅外光發射和接受裝置,要讓光電式滑鼠發揮出強大的功能,一定要配備一塊專用的感光板。光電滑鼠的定位精度要比機械滑鼠高出許多。另外滑鼠還有單鍵、兩鍵和三鍵之分,蘋果電腦通常都使用單鍵滑鼠,兩鍵滑鼠通常叫做MS滑鼠,三鍵滑鼠叫做PC滑鼠。但滑鼠用於兩鍵或三鍵主要決定於軟體,比如對於Windows 98和Windows95及其套用軟體,滑鼠只能用於兩鍵狀態,否則電腦不認,但有些軟體可支持第三鍵,比如AutoCAD

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