微型電腦 -電子電腦的一種

微型電腦

電子電腦的一種
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微型電腦簡稱"微型機"、"微機",由于其具備人腦的某些功能,所以也稱其為"微電腦"。微型電腦是由大規模積體電路組成的、體積較小的電子電腦。它是以微處理器為基礎,配以記憶體儲器及輸入輸出(I/0)接口電路和相應的輔助電路而構成的裸機。

  • 中文名稱
    微型電腦
  • 外文名稱
    mincomputers
  • 別稱
    微型機
  • 意思
    以微處理器為基礎,配以記憶體儲器及輸入輸出(I/0)接口電路和相應的輔助電路而構成的裸機

基本簡介

微型電腦是使用微處理器作為CPU的電腦。這類電腦的另一個普遍特征就是佔用很少的空間。

微型電腦

桌面電腦、遊戲機、筆電、平板電腦,以及種類眾多的手持設備都屬于微型電腦。

微型電腦的大多數設備都緊密的安裝在一個單獨的機箱中,也有一些設備可能放置在機箱附近並與之連線,例如顯示器、鍵盤、滑鼠等等。一般來說,一台微型電腦的尺寸可以使之很容易擺放在大多數桌面上。相對的,更大的電腦像小型電腦、大型電腦和超級電腦可以佔據部分機櫃或者整個房間。

大多數微型電腦隻提供單使用者服務,但是一些運行Unix風格作業系統的PC和工作站可以同時提供多個使用者使用。如同所有的電腦,微處理器負責所有的計算和資料處理工作。與CPU一同工作的資料存儲有兩種,高速但易失的RAM以及低速但非易失的磁碟。

完整的微型電腦所包括的其它設備有電源和各種輸入/輸出設備。

相關分類

超級電腦

超級電腦( supercomputers)通常是指由數百數千甚至更多的處理器(機)組成的、能計算普通PC機和伺服器不能完成的大型復雜課題的電腦。超級電腦是電腦中功能最強、運算速度最快、存儲容量最大的一類電腦,是國家科技發展水準和綜合國力的重要標志。超級電腦擁有最強的並行計算能力,主要用于科學計算。在氣象、軍事、能源、航天、探礦等領域承擔大規模、高速度的計算任務。在結構上,雖然超級電腦和伺服器都可能是多處理器系統,二者並無實質區別,但是現代超級電腦較多採用集群系統,更註重浮點運算的性能,可看著是一種專註于科學計算的高性能伺服器,而且價格非常昂貴。

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網路電腦

(1)伺服器(Server)

專指某些高性能電腦,能通過網路,對外提供服務。相對于普通電腦來說,穩定性、安全性、性能等方面都要求更高,因此在CPU、晶片組、記憶體、磁碟系統、網路等硬體和普通電腦有所不同。伺服器是網路的節點,存儲、處理網路上80%的資料、信息,在網路中起到舉足輕重的作用。它們是為客戶端電腦提供各種服務的高性能的電腦,其高性能主要表現在高速度的運算能力、長時間的可靠運行、強大的外部資料吞吐能力等方面。伺服器的構成與普通電腦類似,也有處理器、硬碟、記憶體、系統匯流排等,但因為它是針對具體的網路套用特別製定的,因而伺服器與微機在處理能力、穩定性、可靠性、安全性、可擴展性、可管理性等方面存在差異很大。伺服器主要有網路伺服器(DNS、DHCP)、列印伺服器、終端伺服器、磁碟伺服器、郵件伺服器、檔案伺服器等。 

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(2)工作站(Workstation)

是一種以個人電腦和分散式網路計算為基礎,主要面向專業套用領域,具備強大的資料運算與圖形、圖像處理能力,為滿足工程設計、動畫製作、科學研究、軟體開發、金融管理、信息服務、模擬仿真等專業領域而設計開發的高性能電腦。它屬于一種高檔的電腦,一般擁有較大螢幕顯示器和大容量的記憶體和硬碟,也擁有較強的信息處理功能和高性能的圖形、圖像處理功能以及聯網功能。 

無盤工作站是指無軟碟、無硬碟、無光碟機連入區域網路的電腦。在網路系統中,把工作站端使用的作業系統和套用軟體被全部放在伺服器上,系統管理員隻要完成伺服器上的管理和維護,軟體的升級和安裝也隻需要配置一次後,則整個網路中的所有電腦就都可以使用新軟體。所以無盤工作站具有節省費用、系統的安全性高、易管理性和易維護性等優點,這對網路管理員來說具有很大的吸引力。 

(3)集線器

集線器(HUB)是一種共享介質的網路設備,它的作用可以簡單的理解為將一些機器連線起來組成一個區域網路,HUB 本身不能識別目的地址。集線器上的所有連線埠爭用一個共享信道的頻寬,因此隨著網路節點數量的增加,資料傳輸量的增大,每節點的可用頻寬將隨之減少。另外,集線器採用廣播的形式傳輸資料,即向所有連線埠傳送資料。如當同一區域網路內的A 主機給B 主機傳輸資料時,封包在以HUB 為架構的網路上是以廣播方式傳輸的,對網路上所有節點同時傳送同一信息,然後再由每一台終端通過驗證封包頭的地址信息來確定是否接收。其實接收資料的一般來說隻有一個終端節點,而現在對所有節點都傳送,在這種方式下,很容易造成網路堵塞,而且絕大部分資料流量是無效的,這樣就造成整個網路資料傳輸效率相當低。另一方面由于所傳送的封包每個節點都能偵聽到,容易給網路帶來一些不安全隱患。 

微型電腦

(4)交換機

交換機(Switch)是按照通信兩端傳輸信息的需要,用人工或設備自動完成的方法把要傳輸的信息送到符合要求的相應路由上的技術統稱。廣義的交換機就是一種在通信系統中完成信息交換功能的設備,它是集線器的升級換代產品,面板上與集線器非常相似,其作用與集線器大體相同。但是兩者在性能上有區別:集線器採用的是共享頻寬的工作方式,而交換機採用的是獨享頻寬方式。即交換機上的所有連線埠均有獨享的信道頻寬,以保證每個連線埠上資料的快速有效傳輸,交換機為使用者提供的是獨佔的、點對點的連線,封包隻被傳送到目的連線埠,而不會向所有連線埠傳送,其它節點很難偵聽到所傳送的信息,這樣在機器很多或資料量很大時,不容易造成網路堵塞,也確保了資料傳輸安全,同時大大的提高了傳輸效率,兩者的差別就比較明顯了。 

(5)路由器

路由器(Router)是一種負責尋徑的網路設備,它在網際網路絡中從多條路徑中尋找通訊量最少的一條網路路徑提供給使用者通信。路由器用于連線多個邏輯上分開的網路,為使用者提供最佳的通信路徑,路由器利用路由表為資料傳輸選擇路徑,路由表包含網路地址以及各地址之間距離的清單,路由器利用路由表查找封包從當前位置到目的地址的正確路徑,路由器使用最少時間演算法或最優路徑演算法來調整信息傳遞的路徑。路由器是產生于交換機之後,就像交換機產生于集線器之後,所以路由器與交換機也有一定聯系,並不是完全獨立的兩種設備。路由器主要克服了交換機不能向路由轉發封包的不足。交換機、路由器是一台特殊的網路電腦,它的硬體基礎CPU、存儲器和接口,軟體基礎是網路互聯作業系統IOS。

交換機、路由器和PC機一樣,有中央處理單元CPU,而且不同的交換機、路由器,其CPU一般也不相同,CPU是交換機、路由器的處理中心。

記憶體是交換機、路由器存儲信息和資料的地方,CISCO交換機、路由器有以下幾種記憶體組件:

ROM(Read Only Memory)存儲交換機、路由器加電自檢(POST:Power-On Self-Test)、啓動程式(Bootstrap Program)和部分或全部的IOS。交換機、路由器中的ROM是可擦寫的,所以IOS是可以升級的。

RAM(Random Access Memory)與PC機上的隨機存儲器相似,提供臨時信息的存儲,同時儲存著當前的路由表和配置信息。

NVRAM(Nonvolatile Random Access Memory)存儲交換機、路由器的啓動配置檔案。NVRAM是可擦寫的,可將交換機、路由器的配置信息拷貝到NVRAM中。

FLASH快閃記憶體,是可擦寫的,也可程式,用于存儲CISCO IOS的其它版本,用于對交換機、路由器的IOS進行升級。

接口用作將交換機、路由器連線到網路,可以分為區域網路接口和廣域網接口兩種。由于交換機、路由器型號的不同,接口數目和類型也不盡一樣。常見的接口主要有以下幾種:

高速同步串口,可連線DDN,幀中繼(Frame Relay),X.25,PSTN(模擬電話線路)。

同步/非同步串口,可用軟體將連線埠設定為同步工作方式。

AUI連線埠,即粗纜口。一般需要外接轉換器(AUI-RJ45),連線10/100Base-T乙太網絡。

ISDN連線埠,可以連線ISDN網路(2B+D),可作為區域網路接入Internet 之用。

AUX連線埠,該連線埠為非同步連線埠,主要用于遠程配置,也可用于拔號備份,可與MODEM連線。支持硬體流控製(Hardware Flow Control)。

Console連線埠,該連線埠為非同步連線埠,主要連線終端或運行終端仿真程式的電腦,在在地配置交換機、路由器。不支持硬體流控製。

工業控製電腦

是一種採用匯流排結構,對生產過程及其機電設備、工藝裝備進行檢測與控製的電腦系統總稱。簡稱控製機。它由電腦和過程輸入輸出(I/O)通過兩大部分組成。電腦是由主機、輸入輸出設備和外部磁碟機、磁帶機等組成。在電腦外部又增加一部分過程輸入/輸出通道,用來完成工業生產過程的檢測資料送入電腦進行處理;另一方面將電腦要行使對生產過程控製的命令、信息轉換成工業控製對象的控製變數的信號,再送往工業控製對象的控製器去。由控製器行使對生產設備運行控製。目前工控機的主要類別有:IPC(PC匯流排工業電腦)、PLC(可程式控製系統)、DCS(分散型控製系統)、FCS(現場匯流排系統)及CNC(數控系統)五種。 

1、IPC

即基于PC匯流排的工業電腦。據2000年IDC統計目前PC機已佔到通用電腦的95%以上,因其價格低、質量高、產量大、軟/硬體資源豐富,已被廣大的技術人員所熟悉和認可,這正是工業電惱熱的基礎。其主要的組成部分為工業機箱、無源底板及可插入其上的各種板卡組成,如CPU卡、I/O卡等。並採取全鋼機殼、機卡壓條過濾網,雙正壓風扇等設計及EMC(electromagneticcompatibility)技術以解決工業現場的電磁幹擾、震動、灰塵、高/低溫等問題。 

IPC有以下特點: 

可靠性:工業PC具有在粉塵、煙霧、高/低溫、潮濕、震動、腐蝕和快速診斷和可維護性,其MTTR(MeanTimetoRepair)一般為5min,MTTF10萬小時以上,而普通PC的MTTF僅為10000~15000小時。 即時性,工業PC對工業生產過程進行即時線上檢測與控製,對工作狀況的變化給予快速回響,及時進行採集和輸出調節(看門狗功能這是普通PC所不具有的),遇險自復位,保證系統的正常運行。 

擴充性,工業PC由于採用底板+CPU卡結構,因而具有很強的輸入輸出功能,最多可擴充20個板卡,能與工業現場的各種外設、板卡如與道控製器、影片監控系統、車輛檢測儀等相連,以完成各種任務。 

兼容性,能同時利用ISA與PCI及PICMG資源,並支持各種作業系統,多種語言匯編,多任務作業系統。 2、可程式序控製器(PLC)

PLC英文全稱ProgrammableLogicController,中文全稱為可程式邏輯控製器,定義是:一種數位運算操作的電子系統,專為在工業環境套用而設計的。它採用一類可程式的存儲器,用于其內部存儲程式,執行邏輯運算,順序控製,定時,計數與算術操作等面向使用者的指令,並通過數位或模擬式輸入/輸出控製各種類型的機械或生產過程。可程式控製系統(ProgrammableLogicController)是一種專門為在工業環境下套用而設計的數位運算操作電子系統。它採用一種可程式的存儲器,在其內部存儲執行邏輯運算、順序控製、定時、計數和算術運算等操作的指令,通過數位式或模擬式的輸入輸出來控製各種類型的機械設備或生產過程。 

可程式控製器是電腦技術與自動化控製技術相結合而開發的一種適用工業環境的新型通用自動控製裝置,是作為傳統繼電器的替換產品而出現的。隨著微電子技術和電腦技術的迅猛發展,可程式控製器更多地具有了電腦的功能,不僅能實現邏輯控製,還具有了資料處理、通信、網路等功能。由于它可通過軟體來改變控製過程,而且具有體積小、組裝維護方便、編程簡單、可靠性高、抗幹擾能力強等特點,已廣泛套用于工業控製的各個領域,大大推進了機電一體化的進程。 

3、分散型控製系統(DCS)

是一種高性能、高質量、低成本、配置靈活的分散控製系統系列產品,可以構成各種獨立的控製系統、分散控製系統DCS、監控和資料採集系統(SCADA),能滿足各種工業領域對過程控製和信息管理的需求。系統的模組化設計、合理的軟硬體功能配置和易于擴展的能力,能廣泛用于各種大、中、小型電站的分散型控製、發電廠自動化系統的改造以及鋼鐵、石化、造紙、水泥等工業生產過程控製。 

4、現場匯流排系統(FCS)

是全數位串列、雙向通信系統。系統內測量和控製設備如探頭、激勵器和控製器可相互連線、監測和控製。在工廠網路的分級中,它既作為過程控製(如PLC,LC等)和套用智慧型儀表(如變頻器、閥門、條碼閱讀器等)的局部網,又具有在網路上分布控製套用的內嵌功能。由于其廣闊的套用前景,眾多國外有實力的廠家競相投入力量,進行產品開發。目前,國際上已知的現場匯流排類型有四十餘種,比較典型的現場匯流排有:FF,Profibus,LONworks,CAN,HART,CC-LINK等。 

5、數控系統(CNC)

現代數控系統是採用微處理器或專用微機的數控系統,由事先存放在存儲器裏系統程式(軟體)來實現控製邏輯,實現部分或全部數控功能,並通過接口與外圍設備進行聯接,稱為電腦數控,簡稱CNC系統。 

數控機床是以數控系統為代表的新技術對傳統機械製造產業的滲透形成的機電一體化產品;其技術範圍覆蓋很多領域:(1)機械製造技術;(2)信息處理、加工、傳輸技術;(3)自動控製技術;(4)伺服驅動技術;(5)感測器技術;(6)軟體技術等。

個人電腦

1、台式機(Desktop)

也叫桌面機,是一種獨立相分離的電腦,完完全全跟其它部件無聯系,相對于筆記本上網本體積較大,主機、顯示器等設備一般都是相對獨立的,一般需要放置在電腦桌或者專門的工作台上。因此命名為台式機。為現在非常流行的微型電腦,多數人家裏和公司用的機器都是台式機。台式機的性能相對較筆電要強。台式機具有如下特點: 

散熱性。台式機具有筆記本電腦所無法比擬的優點。台式機的機箱具有空間大、通風條件好的因素而一直被人們廣泛使用。 

擴展性。台式機的機箱方便使用者硬體升級,如光碟機、硬碟。如現在台式機箱的光碟機驅動器插槽是4-5個,硬碟驅動器插槽是4-5個。非常方便使用者日後的硬體升級。 

保護性。台式機全方面保護硬體不受灰塵的侵害。而且防水性就不錯;在筆記本中這項發展不是很好。 明確性。台式機機箱的開、關鍵重啓鍵、USB、音頻接口都在機箱前置面板中,方便使用者的使用。 

2、電腦一體機

電腦一體機,是由一台顯示器、一個電腦鍵盤和一個滑鼠組成的電腦。它的晶片、主機板與顯示器集成在一起,顯示器就是一台電腦,因此隻要將鍵盤和滑鼠連線到顯示器上,機器就能使用。隨著無線技術的發展,電腦一體機的鍵盤、滑鼠與顯示器可實現無線連結,機器隻有一根電源線。這就解決了一直為人詬病的台式機線纜多而雜的問題。有的電腦一體機還具有電視接收、AV功能。 

3、筆電(Notebook或Laptop)

也稱手提電腦或膝上型電腦,是一種小型、可攜帶的個人電腦,通常重1-3公斤。它和台式機架構類似,但是提供了更好的便攜性:包括液晶顯示器、較小的何種、較輕的重量。筆電除了鍵盤外,還提供了觸控板(TouchPad)或觸控點(Pointing Stick),提供了更好的定位和輸入功能。筆電可以大體上分為6類:商務型、時尚型、多媒體套用、上網型、學習型、特殊用途。商務型筆電一般可以概括為移動性強、電池續航時間長、商務軟體多;時尚型面板主要針對時尚女性;多媒體套用型筆電則有較強的圖形、圖像處理能力和多媒體的能力,尤其是播放能力,為享受型產品。而且,多媒體筆電多擁有較為強勁的獨立顯示卡和音效卡(均支持高清),並有較大的螢幕。上網本(Netbook)就是輕便和低配置的筆電,具備上網、收發郵件以及即時信息(IM)等功能,並可以實現流暢播放流媒體和音樂。上網本比較強調便攜性,多用于在出差、旅遊甚至公共交通上的移動上網。學習型機身設計為筆記本外形,採用標準電腦操作,全面整合學習機、電子辭典、復讀機、學生電腦等多種機器功能。特殊用途的筆電是服務于專業人士,可以在酷暑、嚴寒、低氣壓、戰爭等惡劣環境下使用的機型,有的較笨重,比如奧運會前期在“華碩珠峰大本營IT服務區”使用的華碩筆電。 

4、掌上電腦(PDA)

掌上電腦是一種運行在嵌入式作業系統和內嵌式套用軟體之上的、小巧、輕便、易帶、實用、價廉的手持式計算設備。它無論在體積、功能和硬體配備方面都比筆電簡單輕便,但在功能、容量、擴展性、處理速度、作業系統和顯示性能方面又遠遠優于電子記事簿。掌上電腦除了用來管理個人信息(如通訊錄,計畫等),而且還可以上網流覽頁面,收發Email,甚至還可以當作手機來用外,還具有:錄音機功能、英漢漢英詞典功能、全球時鍾對照功能、提醒功能、休閒娛樂功能、傳真管理功能等等。掌上電腦的電源通常採用普通的鹼性電池或可充電鋰電池。掌上電腦的核心技術是嵌入式作業系統,各種產品之間的競爭也主要在此。在掌上電腦基礎上加上手機功能,就成了智慧型手機(Smartphone)。智慧型手機除了具備手機的通話功能外,還具備了PDA分功能,特別是個人信息管理以及基于無線資料通信的流覽器和電子郵件功能。智慧型手機為使用者提供了足夠的螢幕尺寸和頻寬,既方便隨身攜帶,又為軟體運行和內容服務提供了廣闊的舞台,很多增值業務可以就此展開,如股票、新聞、天氣、交通、商品、應用程式下載、音樂圖片下載等等。 

5、平板電腦

平板電腦是一款無須翻蓋、沒有鍵盤、大小不等、形狀各異,卻功能完整的電腦。其構成組件與筆電基本相同,但它是利用觸筆在螢幕上書寫,而不是使用鍵盤和滑鼠輸入,並且打破了筆電鍵盤與螢幕垂直的J 型設計模式。它除了擁有筆電的所有功能外,還支持手寫輸入或語音輸入,移動性和便攜性更勝一籌。平板電腦由比爾蓋茨提出,至少應該是X86架構,從微軟提出的平板電腦概念產品上看,平板電腦就是一款無須翻蓋、沒有鍵盤、小到足以放入女士手袋,但卻功能完整的PC。

嵌入式電腦

即嵌入式系統( embedded systems) ,是一種以套用為中心、以微處理器為基礎,軟硬體可裁剪的,適應套用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗等綜合性嚴格要求的專用電腦系統。它一般由嵌入式微處理器、外圍硬體設備、嵌入式作業系統以及使用者的應用程式等四個部分組成。它是電腦市場中成長最快的領域,也是種類繁多,形態多種多樣的電腦系統。嵌入式系統幾乎包括了生活中的所有電器設備,如掌上pda、電腦、電視機頂盒、手機、數位電視、多媒體播放器、汽車、微波爐、數位相機、家庭自動化系統、電梯、空調、安全系統、自動售貨機、蜂窩式電話、消費電子設備、工業自動化儀表與醫療儀器等。 

嵌入式系統的核心部件是嵌入式處理器,分成4類,即嵌入式微控製器( Micro Contrller Unit ,MCU,俗稱單片機)、嵌入式微處理器( Micro Processor Unit ,MPU )、嵌入式DSP 處理器( Digital Signal Processor,DSP) 和嵌入式片上系統( System on Chip,SOC)。嵌入式微處理器一般具備4個特點:(1) 對即時和多任務有很強的支持能力,能完成多任務並且有較短的中斷回響時間,從而使內部的代碼和即時作業系統的執行時間減少到最低限度;(2) 具有功能很強的存儲區保護功能,這是由于嵌入式系統的軟體結構已模組化,而為了避免在軟體模組之間出現錯誤的交叉作用,需要設計強大的存儲區保護功能,同時也有利于軟體診斷;(3) 可擴展的處理器結構,以能迅速地擴展出滿足套用的高性能的嵌入式微處理器;(4) 嵌入式微處理器的功耗必須很低,尤其是用于攜帶型的無線及移動的計算和通信設備中靠電池供電的嵌入式系統更是如此,功耗隻能為 mw 甚至μ w 級。

基本構成

硬體

完整的電腦系統包括兩大部分,即硬體系統和軟體系統。所謂硬體,是指構成電腦的物理設備,即由機械、電子器件構成的具有輸入、存儲、計算、控製和輸出功能的實體部件。下面介紹一下電腦主機的各個部件:

(1)電源:電源是電腦中不可缺少的供電設備,它的作用是將220V交流轉換為電腦中使用的5V,12V,3.3V直流電,其性能的好壞,直接影響到其他設備工作的穩定性,進而會影響整機的穩定性。 

(2)主機板:主機板是電腦中各個部件工作的一個平台,它把電腦的各個部件緊密連線在一起,各個部件通過主機板進行資料傳輸。也就是說,電腦中重要的“交通樞紐”都在主機板上,它工作的穩定性影響著整機工作的穩定性。主機板一般為矩形電路板,上面安裝了組成電腦的主要電路系統,一般有BIOS晶片、I/O控製晶片、鍵盤和面板控製開關接口、指示燈插接件、擴充插槽、主機板及插卡的直流電源供電接外掛程式等元件。 

(3)CPU:CPU(Central Precessing Unit)即中央處理器,是一台電腦的運算核心和控製核心。其功能主要是解釋電腦指令以及處理電腦軟體中的資料。CPU由運算器、控製器暫存器、高速快取及實現它們之間聯系的資料、控製及狀態的匯流排構成。作為整個系統的核心,CPU 也是整個系統最高的執行單元,因此CPU已成為決定電腦性能的核心部件,很多使用者都以它為標準來判斷電腦的檔次。 

(4)記憶體:記憶體又叫內部存儲器(RAM),屬于電子式存儲設備,它由電路板和晶片組成,特點是體積小,速度快,有電可存,無電清空,即電腦在開機狀態時記憶體中可存儲資料,關機後將自動清空其中的所有資料。記憶體有SD\DDR、DDR II、DDR III四大類,容量128MB-8GB。 

(5)硬碟:硬碟屬于外部存儲器,由金屬磁片製成,而磁片有記功能,所以儲到磁片上的資料,不論在開機,還是並機,都不會丟失。硬碟容量很大,目前已達TB級,尺寸有3.5英寸、2.5英寸、1.8英寸、1.0英寸等,接口有IDE、SATA、SCSI等,SATA最普遍。 

移動硬碟是以硬碟為存儲介質,強調便攜性的存儲產品。目前市場上絕大多數的移動硬碟都是以標準硬碟為基礎的,而隻有很少部分的是以微型硬碟(1.8英寸硬碟等),但價格因素決定著主流移動硬碟還是以標準筆記本硬碟為基礎。因為採用硬碟為存儲介質,因此移動硬碟在資料的讀寫模式與標準IDE硬碟是相同的。移動硬碟多採用USB、IEEE1394等傳輸速度較快的接口,可以較高的速度與系統進行資料傳輸。 

(6)音效卡:音效卡是組成多媒體電腦必不可少的一個硬體設備,其作用是當發出播放命令後,音效卡將電腦中的聲音數位信號轉換成模擬信號送到音箱上發出聲音。 

(7)顯示卡:顯示卡在工作時與顯示器配合輸出圖形,文字,顯示卡的作用是將電腦系統所需要的顯示信息進行轉換驅動,並向顯示器提供行掃描信號,控製顯示器的正確顯示,是連線顯示器和個人電腦主機板的重要元件,是“人機對話”的重要設備之一。 

(8)網卡:網卡是工作在資料鏈路層的網路組件,是區域網路中連線電腦和傳輸介質的接口,不僅能實現與區域網路傳輸介質之間的物理連線和電信號匹配,還涉及幀的傳送與接收、幀的封裝與拆封、介質訪問控製、資料的編碼與解碼以及資料快取的功能等。網卡的作用是充當電腦與網線之間的橋梁,它是用來建立局網並連線到inerrnet的重要設備之一。 

在整合型主機板中常把音效卡、顯示卡、網卡部分或全部集成在主機板上。 

(9)數據機:數據機是通過電話線上網時必不可少的設備之一。它的作用是將電腦上處理的數位信號轉換成電話線傳輸的模擬信號。隨著ADSL寬頻網的普及,數據機逐漸退出了市場。 

(10)軟碟機:軟碟機用來讀取軟碟中的資料。軟碟為可讀寫外部存儲設備,與主機板用FDD接口連線。現已淘汰。 

(11)光碟機:電腦用來讀寫光碟內容的機器,也是在台式機和筆記本攜帶型電腦裏比較常見的一個部件。隨著多媒體的套用越來越廣泛,使得光碟機在電腦諸多配件中已經成為標準配置。目前,光碟機可分為CD-ROM驅動器、DVD光碟機(DVD-ROM)、康寶(COMBO)和刻錄機等。 

(12)顯示器:顯示器有大有小,有薄有厚,品種多樣,其作用是把電腦處理完的結果顯示出來。它是一個輸出設備,是電腦必不可缺少的部件之一。分為CRT、LCD、LED三大類,接口有VGA、DVI兩類。 

(13)鍵盤:鍵盤是主要的輸入設備通常為104或105鍵,用于把文字、數位等輸到電腦上。 

(14)滑鼠:當人們移到滑鼠時,電腦螢幕上就會有一個箭頭指針跟著移動,並可以很準確切指到想指的們位置,快速地在螢幕上定位,它是人們使用電腦不可缺少的部件之一。鍵盤滑鼠接口有PS/2和USB兩種。 (15)音箱:通過它可以把電腦中的聲音播放出來。 

(16)印表機:通過它可以把電腦中的檔案列印到紙上,它是重要的輸出設備之一。目前,在印表機領域形成了針式印表機噴墨印表機雷射印表機三足鼎立的主流產品,各自發揮其優點,滿足各界使用者不同的需求。 (17)影片設備,如攝像頭、掃瞄器數碼相機數碼攝像機電視卡等設備,用于處理影片信號。 

(18).快閃記憶體盤:通常也被稱作優盤、隨身碟、閃盤,是一個通用串列匯流排USB接口的無需物理驅動器的微型高容量移動存儲產品,它採用的存儲介質為快閃記憶體存儲介質(Flash Memory)。快閃記憶體盤一般包括快閃記憶體(Flash Memory)、控製晶片和外殼。快閃記憶體盤是具有可多次擦寫、速度快而且防磁、防震、防潮的優點。閃盤採用流行的USB接口,體積隻有大拇指大小,重量約20克,不用驅動器,無需外接電源,即插即用,實現在不同電腦之間進行檔案交流,存儲容量從1~32GB不等,滿足不同的需求。 

(19) 移動存儲卡及讀卡器:存儲卡是利用快閃記憶體(Flash Memory)技術達到存儲電子信息的存儲器,一般套用在數碼相機、掌上電腦、MP3、MP4等小型數碼產品中作為存儲介質,所以樣子小巧,有如一張卡片,所以稱之為快閃記憶體卡。根據不同的生產廠商和不同的套用,快閃記憶體卡有SmartMedia(SM卡)、Compact Flash(CF卡)、Multi Media Card(MMC卡)、Secure Digital(SD卡)、Memory Stick(記憶棒)、TF卡等多種類型,這些快閃記憶體卡雖然面板、規格不同,但是技術原理都是相同的。 

由于快閃記憶體卡本身並不能被直接電腦辨認,讀卡器就是一個兩者的溝通橋梁。讀卡器Card Reader)可使用很多種存儲卡,如Compact Flash or Smart Media or Microdrive存儲卡等,作為存儲卡的信息存取裝置。讀卡器使用USB1.1/USB2.0的傳輸介面,支持熱拔插。與普通USB設備一樣,隻需插入電腦的USB連線埠,然後插用存儲卡就可以使用了。按照速度來劃分有USB1.1和USB2.0,按用途來劃分,有單一讀卡器和多合一讀卡器。

軟體

所謂軟體是指為方便使用電腦和提高使用效率而組織的程式以及用于開發、使用和維護的有關文檔。軟體系統可分為系統軟體和套用軟體兩大類。

系統軟體

1)作業系統(Operating System,OS)

作業系統是管理、控製和監督電腦軟、硬體資源協調運行的程式系統,由一系列具有不同控製和管理功能的程式組成,它是直接運行在電腦硬體上的、最基本的系統軟體,是系統軟體的核心。作業系統是電腦發展中的產物,它的主要目的有兩個:一是方便使用者使用電腦,是使用者和電腦的接口。比如使用者鍵入一條簡單的命令就能自動完成復雜的功能,這就是作業系統幫助的結果;二是統一管理電腦系統的全部資源,合理組織電腦工作流程,以便充分、合理地發揮電腦的效率。作業系統通常應包括下列五大功能模組:

(1)處理器管理。當多個程式同時運行時,解決處理器(CPU)時間的分配問題。

(2)作業管理。完成某個獨立任務的程式及其所需的資料組成一個作業。作業管理的任務主要是為使用者提供一個使用電腦的介面使其方便地運行自己的作業,並對所有進入系統的作業進行調度和控製,盡可能高效地利用整個系統的資源。

(3)存儲器管理。為各個程式及其使用的資料分配存儲空間,並保證它們互不幹擾。

(4)設備管理。根據使用者提出使用設備的請求進行設備分配,同時還能隨時接收設備的請求(稱為中斷),如要求輸入信息。

(5)檔案管理。主要負責檔案的存儲、檢索、共享和保護,為使用者提供檔案操作的方便。

作業系統的種類繁多,依其功能和特徵分為批處理作業系統、分時作業系統和即時作業系統等;依同時管理使用者數的多少分為單使用者作業系統和多使用者作業系統;適合管理電腦網路環境的網路作業系統。

微機作業系統隨著微機硬體技術的發展而發展,從簡單到復雜。Microsoft公司開發的DOS是一單使用者單任務系統,而Windows作業系統則是一單使用者多任務系統,經過十幾年的發展,已從Windows 3.1發展到目前的Windows NT、Windows 2000和Windows XP,它是當前微機中廣泛使用的作業系統之一。Linux是一個原碼公開的作業系統,目前已被越來越多的使用者所採用,是Windows作業系統強有力的競爭對手。

2)語言處理系統(翻譯程式)

人和電腦交流信息使用的語言稱為電腦語言或稱程式語言。電腦語言通常分為機器語言、匯編語言和高級語言三類。如果要在電腦上運行高級語言程式就必須配備程式語言翻譯程式(下簡稱翻譯程式)。翻譯程式本身是一組程式,不同的高級語言都有相應的翻譯程式。翻譯的方法有兩種:

一種稱為“解釋”。早期的BASIC源程式的執行都採用這種方式。它調用機器配備的BASIC“解釋程式”,在運行BASIC源程式時,逐條把BASIC的源程式語句進行解釋和執行,它不保留目標程式代碼,即不產生執行檔。這種方式速度較慢,每次運行都要經過“解釋”,邊解釋邊執行。

另一種稱為“編譯”,它調用相應語言的編譯程式,把源程式變成目標程式(以.OBJ為擴展名),然後再用連線程式,把目標程式與庫檔案相連線形成執行檔。盡管編譯的過程復雜一些,但它形成的執行檔(以.exe為擴展名)可以反復執行,速度較快。運行程式時隻要鍵入可執行程式的檔案名稱,再按Enter鍵即可。

對源程式進行解釋和編譯任務的程式,分別叫做編譯程式和解釋程式。如FORTRAN、COBOL、PASCAL和C等高級語言,使用時需有相應的編譯程式;BASIC、LISP等高級語言,使用時需用相應的解釋程式。

3)服務程式

服務程式能夠提供一些常用的服務性功能,它們為使用者開發程式和使用電腦提供了方便,像微機上經常使用的診斷程式、調試程式、編輯程式均屬此類。

4)資料庫管理系統

資料庫是指按照一定聯系存儲的資料集合,可為多種套用共享。資料庫管理系統(Data Base Management System,DBMS)則是能夠對資料庫進行加工、管理的系統軟體。其主要功能是建立、消除、維護資料庫及對庫中資料進行各種操作。資料庫系統主要由資料庫(DB)、資料庫管理系統(DBMS)以及相應的應用程式組成。資料庫系統不但能夠存放大量的資料,更重要的是能迅速、自動地對資料進行檢索、修改、統計、排序、合並等操作,以得到所需的信息。這一點是傳統的檔案櫃無法做到的。

資料庫技術是電腦技術中發展最快、套用最廣的一個分支。可以說,在今後的電腦套用開發中大都離不開資料庫。因此,了解資料庫技術尤其是微機環境下的資料庫套用是非常必要的。

2、套用軟體

為解決各類實際問題而設計的程式系統稱為套用軟體。從其服務對象的角度,又可分為通用軟體和專用軟體兩類。

發展歷程

1946年:ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Computer) 作為第一台現代電腦,也是第一代電腦的典型代表,它採用電子管作為主要元件。

1971年   4004 微處理器

1971年,Intel 公司研製出採用微處理器4040的MCS-4微型電腦,它的字長為4位,平均指令執行時間為20μs,主要用來進行十進位串列運行和簡單的資料處理,沒有暫停和中斷功能,彈性差。當年Intel 4004處理器每顆售價為200美元。4004 是英特爾第一款微處理器,為日後開發系統智慧型功能以及個人電腦奠定發展基礎,其電晶體數目約為2千3百顆。

1972年    8008 微處理器

翌年,Intel推出8008微處理器,其運算威力是4004的兩倍。Radio Electronics于1974年刊載一篇文章介紹一部採用8008的Mark-8裝置,被公認是第一部家用電腦,在當時的標準來看,這部電腦在製造、維護、與運作方面都相當困難。Intel 8008電晶體數目約為3千5百顆。

1974年   8080 微處理器

1974年,Intel推出8080處理器,並作為Altair個人電腦的運算核心,Altair在《星艦奇航》電視影集中是企業號太空船的目的地。電腦迷當時可用395美元買到一組Altair的套件。它在數個月內賣出數萬套,成為史上第一款下訂後製造的機種。Intel 8080電晶體數目約為6千顆。

1978年  8086、8088 微處理器

1978年,Intel推出的8086微處理器採用HMOS工藝技術製造,單一+5V供電,晶片內包括四萬多隻電晶體,初始晶片時鍾頻率為4.77MHz ,最高時鍾達100MHz的內部資料匯流排和外部資料匯流排都是16位,地址匯流排為20位,可最大定址1MB的存儲空間。這標志著第三代微處理器問世。

1982年   80286 微處理器

80286在指令操作碼上與8086、80186向上兼容,具有實地址模式和保護虛地址模式兩種運行方式。雖然該晶片仍是16位結構,但是在CPU的內部含有13.4萬隻電晶體,時鍾頻率由最初的6MHz逐步提高到20MHz。其內部和外部資料匯流排皆為16位,地址匯流排為24位,可定址16MB記憶體。80286CPU在硬體設計上支持多使用者、多任務的處理,支持虛擬存儲器的管理及硬體保護機構的設定,而且在80286CPU指令系統設定上也增加了許多新的指令。

1985年   80386 微處理器

1985年10月,Intel公司發布了其第一款32位微處理器80386。其內含27.5萬隻電晶體,時鍾頻率為12.5MHz,後提到20MHz、25MHz、33MHz。80386的內部和外部資料匯流排都是32位,地址匯流排也是32位,可定址高達4GB記憶體。它的虛擬存儲器空間則可達64TB(即64MMB)。它除具有實模式和保護模式外,還增加了一種叫做虛擬86的工作方式,可以通過同時模擬多個8086處理器來提供多任務能力。Intel 80386電晶體數目約為27萬5千顆。

1989年   Intel 80486微處理器

80486的改進主要在于:晶片內集成了浮點運算單元和8K位元組的高速快取,在它們之間用兩條32位匯流排連線。引線縮短,可提高處理速度。同時,採用了RISC(Reduced Instruction Set Computer,精簡指令系統電腦)技術。內部資料匯流排寬度為64位,並採用一種稱為猝發式匯流排的技術。Intel 80486電晶體數目為120萬顆。

1993年   Intel Pentium 處理器

1993,第一代Pentium微處理器出現。為了擺脫486時代處理器名稱混亂的困擾,Intel公司把自己新一代產品命名為Pentium(奔騰)Intel Pentium處理器電晶體數目為310萬顆。

1997年   Intel Pentium II 處理器

內含750萬個電晶體的Pentium II處理器結合了Intel MMX技術,能以極高的效率處理影片、音效、以及繪圖資料,首次採用Single Edge Contact (S.E.C) 匣型封裝,內建了高速快取記憶體。這款晶片讓電腦使用者擷取、編輯、以及透過網際網路和親友分享數位相片、編輯與新增文字、音樂或製作家庭電影的轉場效果、使用視訊電話以及透過標準電話線與網際網路傳送影片,Intel Pentium II處理器電晶體數目為750萬顆。

1999年   Intel Pentium III 處理器

Intel Pentium III 處理器加入70個新指令,加入網際網路串流SIMD延伸集稱為MMX,能大幅提升先進影像、3D、串流音樂、影片、語音辨識等套用的性能,它能大幅提升網際網路的使用經驗,讓使用者能流覽逼真的線上博物館與商店,以及下載高品質影片,Intel首次導入0.25微米技術,Intel Pentium III電晶體數目約為950萬顆。

2000年   Intel Pentium 4 處理器

採用Pentium 4處理器內建了4200萬個電晶體,以及採用0.18微米的電路,首款微處理器Intel 4004的運作頻率為108KHz,Pentium 4初期推出版本的速度就高達1.5GHz,若汽車速度在同一時期以相同的速度向上攀升,從舊金山開車到紐約僅僅需要13秒,Pentium 4處理器電晶體數目約為4200萬顆,翌年8月,Pentium 4 處理理達到2 GHz的裏程碑。

2002年   Intel Pentium 4 HT處理器

英特爾推出新款Intel Pentium 4處理器內含創新的Hyper-Threading(HT)超執行緒技術。超執行緒技術打造出新等級的高性能桌上型電腦,能同時快速執行多項運算套用,或針對支持多重執行緒的軟體帶來更高的性能。超執行緒技術讓電腦性能增加25%。除了為桌上型電腦使用者提供超執行緒技術外,英特爾也達成另一項電腦裏程碑,就是推出運作頻率達3.06 GHz的Pentium 4處理器,是首款每秒執行30億個運算周期的商業微處理器,如此優異的性能要歸功于當時業界最先進的0.13微米製程技術,翌年,內建超執行緒技術的Intel Pentium 4處理器頻率達到3.2 GHz。

2005年   Intel Pentium D 處理器

首顆內含2個處理核心的Intel Pentium D 處理器登場,正式揭開x86處理器多核心時代。

2006年   Intel Core 2 Duo處理器

Core微架構桌面處理器,核心代號Conroe將命名為Core 2 Duo/Extreme家族,其E6700 2.6GHz型號比先前推出之最強的Intel Pentium D 960 (3.6GHz)處理器,在性能方面提升了40%,省電效率也增加40%,Core 2 Duo處理器內含2.91億個電晶體。

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