1.3 计算机硬件系统

学习计算机组装与维护，最重要的就是了解计算机的硬件系统与硬件设备，本节将针对计算机硬件系统的体系结构与主要的硬件设备进行讲解。

1.3.1 一台完整的计算机

一台完整的计算机包括主机、显示器、键盘、鼠标4个部分，如图1-1所示，下面分别针对这4部分进行介绍。

1. 主机

主机是计算机中最重要的部分，它是机箱及机箱中硬件的集合，机箱内主要有CPU、主板、内存、硬盘、光盘、电源等，关于主机中的硬件将在下一节介绍。

2. 显示器

显示器是计算机的主要输出设备，计算机操作的各种状态、结果、编辑的文本、程序、图形等都是在显示器上显示出来的。早先的显示器主要是以阴极射线管为核心的CRT显示器，如图1-6所示。

随着技术的发展，CRT显示器逐渐被液晶显示器（LCD）替代，液晶显示器如图1-7所示。

液晶显示器具有画面柔和、功耗低等诸多优点，目前，市场上的显示器几乎都是液晶显示器。

3. 键盘和鼠标

键盘是计算机基本的输入设备之一，它可以将命令、程序和各种数据输入计算机。计算机标准键盘是101键，但市场上的键盘按键数目一般都比101多，有102键、104键、107键等，有的多功能键盘，按键数目可能更多。按照键盘的接口可以将键盘分为PS/2接口键盘、USB接口键盘、无线键盘，如图1-8所示。

鼠标也是计算机的基本输入设备之一，因其外形似老鼠而得名。鼠标不能直接输入字符或数字，但在图形处理软件的支持下，它可以更快捷地完成特定的输入任务。目前，市场上的鼠标主要是光电鼠标和无线鼠标，如图1-9所示。

1.3.2 主机内的硬件

计算机的大部分硬件都在主机中，因此主机是计算机最重要的部分。常见的主机如图1-10所示。

主机最外面是机箱，机箱里安装着主板、硬盘、CPU、内存、电源等计算机硬件，下面我们由外到内学习一下主机中的主要硬件。

1. 机箱

机箱主要用于放置和固定各计算机硬件，起到承托和保护作用。机箱有立式与卧式两种，但卧式机箱并不常见，如图1-11所示。

卧式机箱内部空间小，不利于散热，因此并不常用，一般市场上的机箱都是立式机箱，如图1-10所示。

机箱的正面面板上有开/关机按钮、重启按钮、USB接口、音频接口、各种指示灯（电源指示灯，开机指示灯）等，如图1-12所示。

机箱的背面面板上有各种类型的接口，用于连接不同的设备，这些接口主要包括电源接口、PS/2接口、并行接口、串行接口、USB接口等，如图1-13所示。

打开机箱侧面板，机箱内部如图1-14所示。

2. 主板

主板又称为系统板（Systemd Board）或母板，它是一块多层印制电路板。主板上有组成计算机的主要电路系统，并集成了各式各样的电子零件和接口。主板的外观如图1-15所示。

从外观上看，主板是一块方形电路板，其上布满了各种电子元器件、插座、插槽和外部接口。如果主板上没插入CPU、内存条和各种板卡，则该主板称为裸板。由于大部分计算机元件都直接或间接连接到主板上，因此主板的好坏直接影响到整机的性能。

3. CPU

CPU也称为中央处理器，它是一台计算机的运算中心和控制中心，负责计算机内数据的运算和处理，并与主板一起控制、协调其他硬件设备的工作。CPU是在很小的硅片上集成了数百万计的晶体管，如图1-16所示。

CPU对应在主板上的插槽是在图1-15中的位置①。CPU的种类决定了计算机所使用的操作系统和相应的软件，其型号往往决定了一台计算机的档次。CPU发展至今，按其处理信息的字长，可以分为16位、32位、64位几种，但一般我们称呼CPU时，并不称呼它可以处理的信息字长，而是称呼其型号，如Pentium III、Pentium IV，或Core i5、Core i7等。

目前市场上的CPU主要有Intel与AMD两大品牌，产品主要是双核和四核CPU，其中也不乏六核和八核等更高性能的CPU。

4. 内存

内存是计算机暂时存储程序和数据的硬件，如图1-17所示。

内存由内存芯片、电路板等元件组成，它在主板中对应的插槽是图1-15中的位置②。计算机工作时所处理的数据都是存放在内存中的，但这只是暂时的存放，计算机关机断电后，内存中的数据就会消失。

5. 硬盘

硬盘是计算机中最重要的外部存储器，通常用于存储永久性的数据。相比于内存，硬盘的容量大、可靠性高，在断电后数据也不会丢失。

硬盘包括传统的机械硬盘（HDD）、固态硬盘（SSD）、混合硬盘（HHD）3种，其中，混合硬盘是基于机械硬盘发展出来的一种新硬盘，这3种硬盘如图1-18所示。

随着硬盘技术的发展，硬盘的容量也从最初的几十MB发展到现在的上百GB，甚至按TB来计量硬盘容量。

6. 显卡

显卡全称是显示接口卡，又称为显示适配器。显卡是计算机的基本组成部分，负责主机与显示器的通信，它可以将CPU处理的影像数据转换成显示器能够解析的格式，然后将数据送到显示器形成影像。

显卡由显示芯片、显示内存和RAM/DAC（数字/模拟转换器）等组成，它通常是一块独立的电路板，如图1-19所示。

显卡可分为独立显卡与集成显卡，图1-19所示的为独立显卡，独立显卡通常被安装在主板的相应插槽中，可单独拆卸，而集成显卡则直接被集成到主板上。

7. 声卡

声卡也称音频卡，它用来实现声波/数字信号的相互转换。声卡可以将来自话筒、磁盘、光盘等的原始声音和信号进行转换，输出到耳机、扩音机等设备。声卡一般都集成在主板上，但现在也有了USB接口的声卡，如图1-20所示。

8. 电源

主机电源是安装在机箱内的封闭式独立部件，它的作用是为系统装置的各硬件提供工作所需的稳定电源。目前，台式机的标准电源为ATX电源，它可以将220V的电源转换为3.3V、5V、12V、24V的直流电源。ATX电源如图1-21所示。

1.3.3 常用的计算机外部设备

外部设备一般都是根据用户的需求来配置的，它们通过主机上的接口连接到计算机上，辅助计算机完成更多的工作，外部设备的有无并不影响计算机的正常工作。常用的外部设备有打印机、扫描仪、移动硬盘、音箱等，下面分别来介绍这几种常用的外部设备。

1. 打印机

打印机是计算机的外部输出设备之一，它可以将计算机的处理结果输出到介质上。常见的打印机如图1-22所示。

2. 扫描仪

扫描仪是计算机外部输入设备之一，它利用光电技术和数字处理技术，通过扫描的方式将数字和图像输入到计算机，常见的扫描仪如图1-23所示。

3. 移动硬盘

移动硬盘是一种外部存储介质，它的容量较大，可与计算机进行大容量数据交换，而且它还易于携带。市场上绝大多数的移动硬盘都是以标准硬盘（2.5英寸）为基础的，一小部分是以微型硬盘（1.8英寸）为基础的。移动硬盘大多采用USB、IEEE 1394等传输速度较快的接口，这样可以以较高的速度与计算机进行数据传输。常见的移动硬盘如图1-24所示。

目前，市场上的移动硬盘可以提供几百GB到几TB的容量，最高可达12TB，随着技术的发展，移动硬盘容量会越来越大，体积会越来越小。

4. 音箱

音箱属于计算机的一种外部输出设备，用于播放声音，是多媒体计算机中不可或缺的外部设备。

除此之外，计算机还有其他很多外部设备，如耳机、麦克风、U盘等，限于篇幅原因，本书不再一一介绍，读者可自行学习了解。