计算机硬件系统及组装
摘要
一、计算机硬件系统的组成
1.1计算机硬件系统
完整的计算机系统是由硬件系统和软件系统两部分组成的，而我们平时只能看到计算机的硬件。所谓硬件，是指构成计算机的物理设备，即由机械、电子器件构成的具有输入、存储、计算、控制和输出功能的实体部件。计算机硬件是软件建立和依托的基础。下面我们来了解一些计算机硬件系统组成方面的知识。
运算器
从计算机的外观看，它是由主机、显示器、键盘和鼠标等几个部分组成，如图1-3所示。而计算机硬件系统具体分为主机和外部设备两大部分。其中主机包括运算器、控制器和内存储器，外部设备包括输入设备、输出设备和外存储器。而内存储器和外存储器合称存储器。即计算机可视为是由五大部件构成。这五大功能部件相互配合，协同工作。其中，运算器和控制器集成在一个大规模或超大规模集成电路中，称之为中央处理器，又称CPU（Central Processing Unit）。硬件系统采用总线（BUS）结构，各个部件之间通过总线相连构成一个统一的整体。
图1.1-2 计算机的外观
1.2计算机的基本结构
1.2.1 中央处理器
中央处理器(CPU)是整台计算机的核心部件。它主要由控制器和运算器组成，是采用大规模集成电路工艺制成的芯片，又称为微处理器芯片。
运算器又称为算术逻辑单元ALU（Arithmetic Logjc Unit）。它是计算机对数据进行加工处理的部件，包括对二进制数码的一台电脑两个显示器算术运算(加、减、乘、除等)和基本逻辑运算(与、或非等)，实现逻辑判断。运算器在控制器的控制下实现其功能，运算结果由控制器指挥送到内存储器中。
控制器主要由指令寄存器、译码器、程序计数器和操作控制器等组成。控制器按程序计数器指出的指令地址从内存中取出指令，对指令进行译码，并根据指令的要求，向各部件发出控制信号，保证各部件协调一致地工作，一步一步地完成各种操作。另外，控制器在工作过程中，还要接受各部件反馈回来的信息。
1.2.2存储器
存储器具有记忆功能，用来保存信息，如数据、指令和运算结果等，可将存储器分为内存储器和外存储器。
1.2.2.1 内存储器
内存储器（简称内存），也称主存储器（简称主存），如图1-8所示是计算机的内存。存储容量较小，但速度快，用来存放当前运行程序的指令和数据，并直接与CPU交换信息。内存储器由许多存储单元组成，每个单元能存放一个二进制数，或一条由二进制编码表示的指令。内存容量的大小是衡量计算机性能的主要指标之一。
1.2.2.2 外存储器
外存储器（简称外存)，又称辅助存储器（简称辅存）。外存储器的特点是容量大、价格低，但是存取速度慢。内存储器用于存放那些立即要用的程序和数据；外存储器用于存放暂时不用的程序、数据和中间结果。需要时，可成批地和内存交换信息，且只能与内存交换，不能被计算机系统的其他部件直接访问。常用的外存有光盘、磁带、磁盘等。
目前，计算机的内存储器是由半导体器件构成的。从使用功能上分为：随机存储器(Random Access Memory，简称RAM)，又称为读写存储器；只读存储器(Read Only Memory，简称ROM)，表1-1列出了不同类型、不同用途的内存储器。
外存储器主要有磁盘存储器、磁带存储器和光盘存储器。磁盘是最常用的外存储器，通常分软磁盘和硬磁盘两类。目前，常用的外存储器有软盘、硬盘、磁带和光盘存储器。它们和内存一样，存储容量也是以字节为基本单位的。
● 软磁盘存储器
软磁盘是用柔软的聚酯材料制成圆形底片，在两个表面涂有磁性材料。目前，常用软盘的直径为3.5英寸。软磁盘安装在硬塑胶盒中，而且没有裸露部分，因此使盘片得到了更好的保护，如图1-9所示。
图1-9 软盘正反面
信息在磁盘上是按磁道和扇区的型式来存放的。磁道即磁盘上的一组同心圆环形的信息记录区，它们由外向内编号，一般为0～79道。每条磁道被划成相等的区域，称为扇区。一般每磁道有9个扇区、15个扇区或18个扇区。每个扇区的容量为512B。一个软盘的存储容量可由下面的公式算出：
软盘总容量＝磁道数×扇区数×扇区字节数(512B)×磁盘面数(2)
扇区是软盘(或硬盘)的基本存储单元，每个扇区记录一个数据块，数据块中的数据按顺序存取。扇区也是磁盘操作的最小可寻址单位，与内存进行信息交换是以扇区为单位进行的。
在进行写入操作时，写保护开关先要对磁盘是否有写保护缺口进行检索，如果检测到有写保护缺口，则允许进行写操作；如果没有或被胶纸粘封，则不能进行写操作。
使用软磁盘应注意防磁、防潮、防污(灰尘和手摸)、防丢信息(写保护和勤复制)和防病毒(常加写保护，不使用来历不明的软磁盘)。
1.2.3输入设备
输入设备指的是将外界信息(数据、程序、命令及各种信号)送入计算机的设置。计算机常用输入设备为键盘、鼠标、扫描仪等。
1.2.3.1键盘
键盘是人们向计算机输入信息的最主要设备，各种程序和数据都可以通过键盘输入到计算机中。键盘是由一组排列成阵列形式的按键开关组成，每按下一个键，就产生一个相应的扫描码，通过键盘中的单片机将扫描码送到主机，再由主机将键盘扫描码转换成ASCII码。
目前，计算机上常用的键盘有101键和104键。新型的104键的键盘布局和常见的101键键盘相近，但它的左右Alt键旁各多出一个Start键，按一下即可打开“开始”菜单。另外，右边还多出一个Application键，如图1-15所示。
图1-15 标准的104键盘
1.2.3.2 鼠标
鼠标是计算机不可缺少的标准输入设备。随着Windows图形操作界面的流行，很多命令和要求已基本上不需要再用键盘输入，只要操作鼠标的左键或右键即可。鼠标移动方便、定
位准确，这使人们操作电脑变得更加轻松自如。
目前使用的鼠标，根据其工作原理可分为机械鼠标、光学鼠标和光学机械鼠标3种。鼠标还可以根据外形分为两键鼠标、三键鼠标、滚轴鼠标和感应鼠标。两键鼠标和三键鼠标的左右按键功能完全一致，一般情况下，我们用不着三键鼠标的中间按键，但在使用某些特殊软件时(如AutoCAD等)，这个键会起一些作用；滚轴鼠标和感应鼠标在笔记本电脑上用得很普遍，往不同方向转动鼠标中间的小圆球，或在感应板上移动手指，光标就会向相应方向移动，当光标到达预定位置时，按一下鼠标或感应板，就可执行相应功能。