計算機的硬件組成、工作原理、性能參數、第九組：余萍、沈橋清、李迅硬件系統的組成硬件系統主機外設輸入設備輸出設備外存儲器主板硬盤CPU顯卡內存一臺電腦是由許許多多的零部件組成的，只有這些零部件組合在一起協調工作，才能稱之為電腦。電腦發展到現在，其零部件發生了很大的變化，但其工作原理卻沒有變，其中包括主板、CPU、內存、硬盤、顯卡、聲卡等等。下面將簡單的介紹組成電腦的各個零部件。電腦主機的組成電腦機箱功能：起到保護和存放硬件的作用。機箱一般包括外殼、支架、面板上的各種開關、指示燈等。電腦機箱主板，又叫主機板、系統板或母板。是微機最基本的也是最重要的部件之一。上面安裝了組成計算機的主要電路系統，一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、鍵和面板控制開關接口、指示燈插接件、擴充插槽、主板及插卡的直流電源供電接插件等元件能提供一系列接合點，供處理器、顯卡、聲效卡、硬盤、存儲器、對外設備等設備接合。它們通常直接插入有關插槽，或用線路連接。主板PCB版：是由幾層樹脂材料粘合在一起的，內部采用銅箔走線。一般的PCB線路板分有四層，最上和最下的兩層是信號層，中間兩層是接地層和電源層，將接地和電源層放在中間，這樣便可容易地對信號線作出修正。而一些要求較高的主板的線路板可達到6-8層。北橋芯片：是主板芯片組中起到主導作用得最重要的組成部分，也叫主橋。CPU的類型、主板系統總線的頻率、內存的類型和容量性能、顯卡的插槽規格都由它來決定。南橋芯片：負責I/O總線之間的通信，如PCI總線、USB（通用串行總線）、音頻控制器、鍵盤控制器、實時時鐘控制器、高級電源管理等。CPU插座：主板上安裝CPU的插座。內存插槽：用于安裝內存的地方。主板的性能參數：PCI插槽：由Intel公司推出的一種局部總線。它定義了32位數據總線可以拓展到64位。它為顯卡、聲卡、網卡、電視卡等設備提供連接接口。它的基本工作頻率為33MHz，最大傳輸速率可達132MB/s.AGP圖像加速端口：專供3D顯卡使用的接口。它直接與北橋芯片相連，且該接口讓視頻處理器與系統內存直接相連，避免經過窄帶寬的PCI總線而形成系統瓶頸，增加3D圖形數據傳輸速度，而且在顯卡不足的情況下調用系統主內存，所以有高的傳輸速率。主板的性能參數：CPU什么是CPU？是整個計算機系統最重要的部件，由控制器和運算器構成。控制器負責對數據進行算術運算和邏輯運算操作；運算器主要負責對程序所執行的指令進行分析，并協調計算機各部件進行工作。

CPU的性能指標1、主頻：主頻也叫時鐘頻率，表示在CPU內數字脈沖信號的振蕩的速度，也就是CPU運算時候的工作頻率，單位是MHz。主頻高。計算機性能好。2、外頻：是系統總線的時鐘頻率，簡稱總線頻率，是CPU與主板之間同步運行的速度，單位是MHz。外頻主要由主板決定，外頻越高，CPU就越能同時接收更多來自外圍設備的數據，從而提高系統的性能。3、倍頻：CPU的主頻與外頻的比例關系。

倍頻=主頻/外頻4、緩存:緩存又叫高速緩存，是指可以進行高速數據交換的存儲器。緩存分為：

一級緩存：提高CPU的運行速度，但是容量很小。二級緩存：用于處理器訪問內存所要的時間，協調一級緩存與內存之間的速度。它慢于一級緩存但是容量大于一級緩存，主要是做一級緩存與內存進行數據臨時交換的地方用。

三級緩存：為讀取二級緩存后沒有命名的數據，能提高CPU運行速度。5、內存總線速度：也叫系統總線。是CPU二級高速緩存和內存之間的通信速度，主要用于協調內存與CPU之間運行速度的差異。6、協處理器：也叫數學協處理器，主要負責浮點運算。7、地址總線寬度：它決定了CPU可以訪問的物理地址空間，即是CPU最大支持的內存容量。8、數據總線寬度：它負責整個系統的數據流量。決定了CPU與二級高速緩存、內存以及輸入/輸出設備之間一次數據傳輸的信息量。9、工作電壓：是CPU正常工作需要的電壓。一般是1.5到2.0V。10、制造工藝：它不會影響CPU的性能。但是能影響CPU的集成度和工作頻率，制造工藝越細，CPU的頻率越高，集成的晶體管更多。11、位：CPU可以同時處理的二進制數據的位數。就是我們通常說的16位機、32位、64位處理器就是指CPU可以同時處理16位、32位、64位的二進制數據。CPU處理數據的位數也叫字長。內部存儲器計算機中所有程序的運行都是在內存中進行的，因此內存的性能對計算機的影響非常大。內存也被稱為內存儲器，其作用是用于暫時存放CPU中的運算數據，以及與硬盤等外部存儲器交換的數據。只要計算機在運行中，CPU就會把需要運算的數據調到內存中進行運算，當運算完成后CPU再將結果傳送出來，內存的運行也決定了計算機的穩定運行。內存器的性能指標：硬盤硬盤是電腦主要的存儲媒介之一，由一個或者多個鋁制或者玻璃制的碟片組成。碟片外覆蓋有鐵磁性材料。硬盤有固態硬盤（SSD盤，新式硬盤）、機械硬盤（HDD傳統硬盤）、混合硬盤（HHD一塊基于傳統機械硬盤誕生出來的新硬盤）。流行的硬盤品牌有希捷、西部數據、三星、日立、東芝等。硬盤的性能指標：1、主軸轉速：硬盤的主軸轉速是決定硬盤內部數據傳輸率的決定因素之一，它在很大程度上決定了硬盤的速度，同時也是區別硬盤檔次的重要標志。

2、尋道時間：該指標是指硬盤磁頭移動到數據所在磁道而所用的時間，單位為毫秒(ms)。

3、高速緩存：該指標指在硬盤內部的高速存儲器。目前硬盤的高速緩存一般為512KB～2MB，SCSI硬盤的更大。購買時應盡量選取緩存為2MB的硬盤。

4、最大內部數據傳輸率：該指標名稱也叫持續數據傳輸率(sustainedtransferrate)，單位為MB/s。它是指磁頭至硬盤緩存間的最大數據傳輸率，一般取決于硬盤的盤片轉速和盤片線密度(指同一磁道上的數據容量)。

5、外部數據傳輸率：該指標也稱為突發數據傳輸率，它是指從硬盤緩沖區讀取數據的速率。在廣告或硬盤特性表中常以數據接口速率代替，單位為MB/s。目前主流的硬盤de外部的據傳輸率可達100MB/s。什么是顯卡？

顯示接口卡，又稱為顯示適配器，是個人電腦最基本組成部分之一。顯卡的用途是將計算機系統所需要的顯示信息進行轉換驅動，并向顯示器提供行掃描信號，控制顯示器的正確顯示，是連接顯示器和個人電腦主板的重要元件。顯卡顯卡的主要結構：1、GPU（類似于主板的CPU）：也就是顯示芯片。GPU使顯卡減少了對CPU的依賴，尤其是在3D圖形處理時。GPU所采用的核心技術有硬件幾何轉換和光照處理、立方環境材質貼圖和頂點混合、紋理壓縮和凹凸映射貼圖、雙重紋理四像素256位渲染引擎等。

2、顯存（類似于主板的內存）：是顯示內存的簡稱。其主要功能就是暫時儲存顯示芯片要處理的數據和處理完畢的數據。圖形核心的性能愈強，需要的顯存也就越多。3、顯卡BIOS（類似于主板的BIOS）：主要用于存放顯示芯片與驅動程序之間的控制程序，另外還存有顯示卡的型號、規格、生產廠家及出廠時間等信息。4、顯卡PCB板：它把顯卡上的其它部件連接起來，功能類似主板。顯卡的性能指標：1、顯示芯片：又稱圖型處理器-GPU。常見的廠商：AMD、NVidia、Intel。2、制造工藝：是在生產GPU過程中，要進行加工各種電路和電子元件，制造導線連接各個元器件。通常其生產的精度以nm(納米)來表示（1mm=1000000nm），精度越高，生產工藝越先進。在同樣的材料中可以制造更多的電子元件，連接線也越細，提高芯片的集成度，芯片的功耗也越小。3、核心頻率：是指顯示核心的工作頻率，其工作頻率在一定程度上可以反映出顯示核心的性能，但顯卡的性能是由核心頻率、流處理器單元、顯存頻率、顯存位寬等等多方面的情況所決定的，因此在顯示核心不同的情況下，核心頻率高并不代表此顯卡性能強勁。4、顯存位寬、帶寬：顯存位寬是顯存在一個時鐘周期內所能傳送數據的位數，位數越大則相同頻率下所能傳輸的數據量越大。市場上的顯卡顯存位寬主要有128位、192位、256位幾種。而顯存帶寬=顯存頻率x顯存位寬/8，它代表顯存的數據傳輸速度。在顯存頻率相當的情況下，顯存位寬將決定顯存帶寬的大小。5、顯存容量：其他參數相同的情況下容量越大越好，但比較顯卡時不能只注意到顯存。選擇顯卡時顯存容量只是參考之一，核心和帶寬等因素更為重要，這些決定顯卡的性能優先于顯存容量。但必要容量的顯存是必須的，因為在高分辨率高抗鋸齒的情況下可能會出現顯存不足的情況。

6、顯存速度：顯存速度一般以ns（納秒）為單位。常見的顯存速度有1.2ns、1.0ns、0.8ns等，越小表示速度越快、越好。7、顯存頻率：顯存頻率一定程度上反應著該顯存的速度，以MHz（兆赫茲）為單位，顯存頻率的高低和顯存類型有非常大的關系。顯存頻率與顯存時鐘周期（顯存速度）是相關的，二者成倒數關系，顯存頻率（MHz）=1/顯存時鐘周期（NS）x1000。什么是輸入設備？向計算機輸入數據和信息的設備。是計算機與用戶或其他設備通信的橋梁。輸入設備是用戶和計算機系統之間進行信息交換的主要裝置之一。常見到的輸入設備：字符輸入設備：鍵盤；光學閱讀設備：光學標記閱讀機，光學字符閱讀機；圖形輸入設備：鼠標器、操縱桿、光筆；圖像輸入設備：攝像機、掃描儀、傳真機；模擬輸入設備：語言模數轉換識別系統。輸入設備什么是輸出設備？是計算機硬件系統的終端設備，用于接收計