计算机硬件综述
计算机硬件综述
徐光林整理
一、CPU
1．简介：
CPU全称为Center Processing Unit，即中央处理器。它好比是计算机的大脑，计算机中几乎所有的数据都要经过它处理。
提示：采用DMA（Direct Memory Access，直接存储器存取）方式，数据可以不经过CPU的处理就直接在存储器和输入输出设备之间进行传输。
2．组成部分及功能：
图1-1 8086的逻辑结构
BIU(总线接口部件)：从内存中取数据送给EU,并把EU处理好的数据送到内存。
ALU(Arithmetic and Logic Unit，算术逻辑运算器)：完成算术或逻辑运算EU（执行部件）控制器：产生控制信号来控制各个部件，完成取指和执行指令等操作。
分析和执行指令寄存器：用来保存计算所需数据和中间结果，具有极快的读写速度，数量很少。
（8086是PC的CPU家族中最简单的处理器）
通常的处理过程是：BIU从内存中读取指令和数据，送到EU，其中指令部分送到控制器进行译码、执行，数据部分送到ALU进行运算，最后的处理结果又送回内存中去。
从386开始，CPU的物理结构（元件的组成和实际布局）要较8086的复杂很多，但其逻辑结构（按功能抽象出来的结构）仍然和8086的相同。
486以后的CPU，由于时钟频率高于内存的时钟频率，所以在两者之间设置了缓存。
缓存又分为一级缓存（L1 Cache）和二级缓存（L2 Cache），先前一级缓存做在CPU中，二级缓存做在主板上，后来为了提高CPU速度，把二级缓存也集成到了CPU的内部，以CPU同速或半速运行。CPU的高速缓存属于SRAM（参见第三章内存：3.内存的工作原理）。
FPU（Floationg Point Unit，浮点运算单元）是计算机中为提高浮点数据处理能力而增加的一块单独的芯片，称为数字协处理器（numeric coprocessor），例如Intel 80287和Intel 80387。从Intel 486处理器开始，FPU也集成到CPU之内了。
3．封装和插座：
封装起着安装、密封、保护芯片及增强散热等作用。封装的不断改进实际上是要在同样的面积上安排更多的引脚。封装形式有以下几种：
●PLCC：引脚在CPU的四个边上，像286这种引脚很少的CPU采用了这种封装。
●SECC（单边接触卡式封装）、SEPP（单边处理器封装）：在CPU的发展史上曾一度出现，
实际上这只能看作是一种转接卡，CPU芯片实际上是BGA封装的，CPU焊接到了一块PCB（印刷电路板）上，PCB就成为CPU和主板之间的连接。PentiumⅡ和部分Pentium Ⅲ是采用此种封装。
●PGA（针状栅格阵列）：这是大多数CPU采用的封装形式。它与BGA的区别在于它的引
脚是针状的，便于反复插拔。这种封装的CPU根据其引脚数目的不同，对应的插座也不相同。如Socket 478有478个引脚，而Socket 423有423个引脚。
●BGA（球状栅格阵列）：笔记本电脑的CPU很少使用插座，因为它几乎不存在更换的可
能，所以通常使用BGA封装直接焊接在PCB上，此种封装只能由专门的设备焊接和拆
下。
从386向后，主板通常能够支持多种不同频率的CPU，为了方便更换CPU，于是在主板上放置CPU的位置就焊上插座，但早期的CPU插座使用起来很不方便，容易损坏CPU 的针脚。现在则使用了零插拔力插座（ZIP，Zero Force Insertion Socket），零插拔力插座设计上很特殊，普通用户也可以轻松的安装或取下CPU。
4．CPU的主要参数：
①主频：CPU自身工作的时钟频率，是衡量它到底运行得有多快的一个标志；
②外频：CPU与外部交换数据的时钟频率，也就是主板的运行频率（即系统频率）；
③外部数据总线宽度：外部数据总线的位数越多，也就意味着在同一时钟周期内发
送的数据位数就越多，数据量也就越大。
④内部数据总线宽度：CPU内部进行数据交换时的位宽。
Pentium处理器有64位外部数据总线，但是仍然是一个32位的处理器，因为它的内部寄存器、内部数据总线和运行的指令都是32位。Pentium处理器使用了所谓的超标量结构，具有两条32位的内部数据流水线，从某种意义上说就好像两个合在一起的32位处理器。最早采用超标量技术的x86处理器是Intel Pentium处理器，以后该技术被广泛用到x86处理器中。
⑤地址总线宽度：地址总线宽度决定了CPU“可寻址空间”的大小。
可寻址空间=2地址总线宽度
例如：Pentium处理器地址总线宽度为32位，可寻址空间为232=22*230=4*10243=4G。
⑥ MIPS：指令执行速度是经典的处理器性能表示方法，常用MIPS（百万条指令执行
时间）来表示。
MIPS=Fz*IPC
Fz为CPU的主频，IPC为每个时钟周期平均执行的指令条数，时钟周期=1/主频。
但是指令执行速度也不能完全反映出处理器的真实性能。原因是：a,CPU的各个指令执行起来所需时间各有不同；b,不同指令的使用概率也不一样。
⑦高速缓存容量：一级缓存容量和二级缓存容量。
性能测试软件：ZD Labs实验室的CPUmark，SPEC CPU2000，WCPUID。
5．如何提高运算速度：
①通过提高数据总线宽度（位宽）来提高数据处理能力；
②外频不易提高，因此通过倍频电路对外频进行提升，获得几倍至几十倍于外频的
频率，这个频率叫主频；
③通过流水线作业、分支预测（Multiple Branch Prediction）和乱序执行
（Out-Of-Order Execution）等技术让每个部件都充分工作。流水线的概念估计
大家都很熟悉，这里不再多说。分支预测的功能是指遇到跳转指令就对它的结果
进行推测，从而保证流水线不发生中断，为了提高预测的命中率（准确度），CPU
采用了两条预取指令队列。流水线队列中有些指令具有独立性，先处理后处理并
不影响整个执行过程。因此当预测失误时，就取出这些具有独立性的指令，让执
行部件去执行它们，以便让执行部件充分利用工作时间，这种技术就叫做乱序执
行。
④多媒体扩展指令：在许多多媒体程序的运算过程中经常出现一些循环多次、但每
次循环处理的数据量却很小的操作。对于这种运算，如果采用CPU原先的一些指
令来完成，需要耗费大量的运算时间，因为一条指令只能处理一个数据，多次循
环就需要多条指令来完成。多媒体扩展指令出现后，一条新指令可以代替以前得多条指令，它将多个少量数据组合成一个大数据包，采用并行的方式进行处理，这样就加快了运算速度，这种处理方法叫做“单指令多数据”（SIMD）。
6．高速缓存的工作原理：
①高速缓存控制器预测CPU下一步操作需要的数据，并把该数据从内存中取出放入
高速缓存中。一级高速缓存和二级高速缓存的命中率通常都在90%左右，也就是说CPU正常工作时有90%的时间是以全速访问一级缓存，有9%的时间是访问速度稍慢的二级缓存，只有1%的时间是访问内存的，因此它对提高系统性能的意义非常大。
②高速缓存和内存之间的映象方式：即内存中的块（Block）按什么规则放到对应的
Cache（缓存）块中。
为了便于进行替换和管理，高速缓存和主存之间被分成大小相同的块，即使处理器需要的仅仅是一块数据中的一部分，也会将整个块读入Cache。
A．全相联映象方式非常简单，也就是内存中的任意一个数据块都可以装入Cache 内的任意一块位置上。Cache容量越大，查找效率越低。
B．直接映象方式就是内存中的每一块只能放到Cache中唯一确定的一个位置。它的映象机制就是把内存按Cache的大小分成很多区，每一个分区内的块数与Cache的块数正好相等，各个区中相对块号相同的那些块映象到Cache中同一块号的那个待定块中。查找效率较全相联映象高，但是Cache的利用率降低了。
C．组相联映象方式是目前在Cache中用的比较多的一种方式。它是介于全相联映象和直接映象之间的一种折中方案。组相联映象与前两种映象方式相比除了把内存和Cache也按同样大小划分成块外，还把内存和Cache按同样大小划分成组(Set)，每一组由相同的块数组成。从内存的组到Cache的组之间采用直接映象方式；在内存中的一组与Cache中的一组之间建立了直接映象关系之后，在两个对应的组内部（即两个组的块之间）就采用全相联映象方式。组相联映象比全相联映象实现起来容易得多，但Cache的命中率与全相联映象方式很相近，因此得到广泛应用。其灵活性介于全相联映象方式和直接映象方式之间。在组相联映象方式中，当每组只有一个块时，就成了直接映象方式；当Cache只包含一个组时，就成了全相联映象方式。
在进行分组时，每组所包含的块数都是取2的幂。例如，P4的L2 Cache每组包含8个块，就称为八路组相联（8-way set associative），有的地方也译为“八路联合”。
③通写和写回
以上讨论的都是读Cache的情况。写Cache的过程与读Cache基本类似，只是复杂一些。
Cache中保存的是内存中某些数据的副本，但内存中某些单元的内容却可能在一段时间内和Cache中对应单元的内容不一致。解决Cache与内存信息不一致的问题，目前主要是两种写策略：通写（write through）和写回（write back）。通写策略是指在写Cache的同时，也写内存。它的优点是能随时保持内存与Cache数据的一致性，可靠性很高，缺点是增加了数据传送量，并且写内存要花费较长的时间。写回策略只写Cache，不写内存。只有当数据块要被替换掉时，才把它写回内存。这种策略的优点是缩短了写操作所用的时间，效率更高，缺点是内存中可能会存在过时的数据。
7．指令集和扩展指令集：
CISC(Complex Instruction Set Computer)复杂指令集计算机，特点是使用功能丰富而复杂的指令集，其中有些特殊的指令能完成复杂的功能，但是这些指令码非常复杂，指令的执行时间也就比较长。其代表有Intel的Pentium、Xeon，主要用于个人计算机和低端服务器。
RISC(Reduced Instruction Set Computer)精简指令集计算机，特点是将指令的长度缩短，因此很多复杂指令都被去除，剩下的都是一些简单而常用的指令，因而每条指令都能在很短的时间内执行完，不过实现一个复杂的功能时需要执行很多的简单指令。其代表有IBM Power、HP PA-RISC、Compaq Alpha、SUNUltra-SPARC、CGI MIPS，全部是高端服务器。
Intel8086/8088、286、386处理器都属于CISC，从486开始的处理器引入很多RISC 的设计思想，而其中最重要的就是指令流水线设计。
图1-2 多媒体扩展指令的发展
Intel： SSE→SSE2
MMX（Intel）→
AMD：3Dnow!→ 3Dnow! Professional（兼容SSE）
8．构成控制命令的方式：
①微程序控制：由控制器发出取指令、分析指令和执行指令的控制命令，这些控制
命令叫微指令，一系列的微指令就构成了微程序。微程序存储在CPU内部的存储器中，具有灵活性、可维护等很多优点，并且简化了CPU的设计。
②组合逻辑控制：使用逻辑电路来构成。相对于前者，速度更高。
PⅡ以后的高性能CPU同时采用了以上这两种控制方式，即对于常用的简单指令使用组合逻辑控制，而对其他复杂的指令就采用微程序控制方式。
9．相关内容：
① 1971年由Intel公司推出的4004芯片是历史上第一枚CPU，基于10微米工艺，
其时钟频率是0.108MHz，集成了2300个晶体管，体积约为指甲大小，但计算能力却和1946年的第一台电子计算机ENIAC相当。而现在Intel公司推出的最新CPU ,基于0.13微米工艺，时钟频率达3.4GHz。
②什么是x86 PC：x86 PC这一名称源于这种计算机的CPU所采用的x86指令集,它
是Intel公司为其第一块16位CPU（8086）专门开发的指令系统。IBM公司1981年推出的第一台PC机CPU——8088（8086的简化版）使用的也是x86指令集，同一时期计算机中为提高浮点数据处理能力而增加的FPU则额外采用x87指令集，后来FPU并到CPU中时，x87指令集也被并到x86指令集中。虽然Intel公司随后陆续推出80286、80386、80486、Pentium、PentiumⅡ、PentiumⅢ、Pentium4等新型CPU，但为了保证它能够继续运行以前开发的各种程序，它们仍然使用x86指令集。此外，AMD、VIA等其他CPU厂商也都生产使用该指令集的CPU，它们和Intel一起组成了庞大的x86阵容。
提示：在计算机领域中，平台这个概念通常是指CPU指令集和操作系统，一个软件可以跨平台意味着它可以运行在不同的操作系统和指令集上。
二、主板
1．简介：
主板是计算机系统中最大的一块PCB，计算机通过主板将等各种器件和外部设备有机地结合起来形成一套完整的系统。计算机运行时对内存、硬盘和其他I/O设备的操控都必须通过主板完成，因此计算机的整体运行速度和稳定性在相当大程度上取决于主板的性能。
2．组成部分：
①芯片组：
芯片组是主板的主控制芯片，主板的主要功能实际上就是芯片组的功能。这也是我们通常用芯片组来划分主板类别的缘故。芯片组通常由MCH（Memory Controller Hub）和ICH（I/O Controller Hub）组成，它们习惯上被称为南桥芯片和北桥芯片（靠近CPU的是北桥，也叫主桥）。北桥芯片作为CPU和其他设备之间的一个桥梁，一方面要处理和CPU的数据交换，另外还要完成对内存、AGP显卡的管理。南桥芯片主要负责和外部输入输出设备之间的数据交换，它和北桥芯片之间通过PCI总线进行连接。
②CPU插座：
参见第一章CPU：3.封装和插座。
③内存插槽：
多数主板的内存插槽为2-3条，也有的主板具有4条内存插槽。对于P4的主板Intel公司推荐最多使用两个内存条。
④BIOS芯片：
全称为ROM-BIOS，BIOS程序就固化在这片芯片中。BIOS程序是直接同硬件打交道的软件，它完成了最底层、最直接的硬件控制。（注意：不仅主板有BIOS，各种适配器卡、设备也有BIOS。）主板的BIOS程序一般包括：基本输入输出系统、系统信息设置、开机加电自检程序和系统引导程序。
BIOS芯片的种类：BIOS芯片根据原理和工艺的不同分为：EPROM、EEPROM、Flash ROM。三者均是由浮栅型场效应管构成，EPROM用紫外线擦除，后两者用电擦除。目前板卡上的BIOS芯片基本上都属于Flash ROM。
⑤总线扩展卡插槽：
用于连接各种具有扩展功能的板卡，插槽类型有AGP、PCI、ISA、EISA、CNR等，通常后三者现在已不再使用。
⑥外设接口主要包括：
●IDE/SCSI接口：主要用来连接硬盘和光驱的插座，其中SCSI接口多用于服务器
和工作站设备。
●软驱接口：
●I/O接口：现在的主板一般都符合PC’99规范，也就是用不同的颜色表示不同的接
口。I/O接口的类型有并口、串口、USB口、PS2口、1394口等。
⑦电源接口：
3．主板BIOS的功能：
⑴系统启动：
①电源接通后，首先是自检程序。系统利用POST(Power On Self Test，加电自检)
程序对各个设备进行逐个检查，自检过程中若发现问题，系统将给出提示信息或鸣笛警告。
②其次是初始化过程。初始化过程包括创建中断向量（BIOS会告诉CPU等硬件设备
的中断号）、设置寄存器（设置主板上的时钟寄存器，从而确定CPU的工作频率）、对外设的初始化。初始化的过程是从CMOS RAM中读取硬件的设置信息，根据这些信息对各个设备进行初始化。BIOS部分的程序是固定的，基本不需要变化；CMOS RAM中保存的是与BIOS相关的一些硬件配置信息和参数，他们可能随硬件设备的改变或则用户的不同而经常发生改变。因为CMOS RAM是随机存储器，所以芯片掉电后，内部保存的信息就会丢失，我们可以利用这一特性清除CMOS密码。
③如果没有任何问题，完成自检和中断处理后，BIOS将按照系统CMOS设置中的启动
顺序搜寻软盘、硬盘、光盘驱动器及网络设备等有效的启动驱动器，读入操作系统引导记录，然后将系统的控制权交给引导记录，由引导记录完成系统的启动。
⑵程序服务处理：
这部分是为操作系统和应用程序服务的，对于输入输出方面的硬件操作不必由程序来完成，而是由BIOS中的程序服务处理来完成的，由BIOS向输入输出端口发送命令，完成数据的输入输出功能。
⑶硬件中断：
这部分程序主要是处理计算机硬件方面的请求。BIOS的服务功能是通过调用中断程序来完成的。
4．主板是如何工作的：
①启动过程：参见本章3.主板BIOS的功能⑴系统启动。
②成功启动后：如何响应用户操作。
5．BIOS的刷新：
①用编程器刷新BIOS，成功率100%；
②热插拔，很不安全；
③用主板厂商提供的程序刷新，较容易掌握。
6．板型：
AT，ATX等。AT因IBM PC/AT机首先使用而得名，大小为13*12英寸，短边位于机箱后面板。Baby AT是袖珍型的AT主板，大小为13.5*8.5英寸。AT结构目前已为ATX所取代。ATX是AT eXternal 的缩写，是由Intel公司于1995年首创的技术，看上去像是Baby
AT主板旋转了90度，另外对主板上元件的布局进行了优化，有更好的散热型和集成度，输入输出接口也直接做到主板上，取消了连接电缆。ATX主板还可配合ATX电源实现软开关功能。
三、内存
1．简介：
计算机中用来存储数据的设备叫做存储器，存储器分为外存和内存两种。外存又叫辅助存储器，包括硬盘、光盘、软盘等；内存又叫主存，用来存储执行中的数据。广义上的内存，泛指计算机系统在运行时，存放数据与指令的半导体存储单元，包括RAM（随机存取存储器）、ROM（只读存储器）、Cache（高速缓存）三部分；习惯上所指的内存仅是RAM，它能读能写，也最为重要。注意：下面如无特殊说明，所讨论的内存都是指RAM。
RAM根据制造原理的不同，又可分为DRAM（Dynamic RAM）和SRAM（Static RAM）两大类。
2．内存插槽：
●SIMM（Single In-line Memory Module）：速度60ns；引脚数30/70；工作电压
3.3/5.0V。内存条需要斜着插入插槽。
●DIMM（Double In-line Memory Module）：速度6-10ns；引脚数168/184；工作电
压2.5/3.3/5.0V；工作频率66~133MHz（现有的更高）。
●RIMM（Rambus In-line Memory Module）：速度8ns；引脚数184；工作电压2.5V；
工作频率200~800MHz。
3．内存的工作原理：
①基本工作原理：
内存由许多行与列组成的矩阵构成，矩阵中每个行列交叉点处是一个内存单元，因此读写时行地址和列地址共同确定一个内存单元，每个内存单元通过电平的高低来表示所存储的信息。
②DRAM的存储原理：
DRAM存储单元通常由一个电容和一个MOS管组成。MOS管通过电容的电压来保持断开、接通的状态，当电容有电时，MOS管接通；当电容没电时，MOS管断开。由于MOS管存在漏电流，所以需要定期刷新（即对电容充电，约1秒钟数百次），刷新期间CPU无法对内存进行操作，因此限制了DRAM的速度，使得DRAM只能用于内存条，而不能用于高速缓存。具体组成见图，读写原理略。
④ SRAM的存储原理：
SRAM存储单元由4~6个MOS管组成，它的基本结构是一个双稳态电路，其读写转换由写电路控制，只要写电路不动作，电路有电，开关就保持现状，不需要刷新，因此被称为静态RAM。由于不需要刷新，也就没有了刷新周期，从而使速度得到很大的提高。虽然速度非常快，但是因为造价高、集成度低、功耗大，只适用于小容量的高速缓存。具体组成见图，读写原理略。
4．内存的主要参数：
①速度：
内存的速度用每存取一次数据所需要的时间来衡量（单位为ns,纳秒）。目前，最常见的SDRAM速度在5~15ns之间。
②数据宽度/带宽：
指内存单位时间内传送的数据量，以bit为单位。而带宽通常指内存的数据传输速率，理论带宽=内存工作频率*数据宽度，通过这个式子计算出的是最大峰值带宽，实际上存储器工作时未必能达到该峰值带宽，影响实际带宽的因素还很多，其中比较重要的因素有各种延迟、命中率等。
③容量：
内存的容量以MB为单位。早期的30线内存条有256k、1M、4M、8M等容量，后来的72线EDO内存条有4M、8M、16M等容量，现在的168线SDRAM内存条有16M、32M、64M、128M、256M等容量。
④电压：
现在常用的SDRAM一般使用3.3V电压，而早先的FPM内存和EDO内存均使用5V 电压。
⑤TCK（Clock Cycle Time，内存时钟周期）：
内存时钟周期由外频决定，TCK=1/F，F为外频。例如，系统在100MHz外频工作时，TCK=1/（100*1000000）=10（ns）。
⑥三个重要参数：tRP、tRCD、tCL。
●tRP（Time of Row Precharge）指内存逻辑Bank的预充电需要的时钟周期。
●tRCD（Time of RAS to CAS Delay）指内存从行地址有效到列地址有效需要的
时钟周期。RAS（Row Address Strobe，行地址选通信号），CAS（Column Address Strobe，列地址选通信号）。
●tCL（Time of CAS Latency）：指内存在列地址有效到开始读取数据需要的时钟
周期。
⑦内存的“线”：
内存条和主板插接事有多少个引脚。引脚变多主要是内存容量加大后，需要相应的增加地址线。
5．内存的工作流程：
前文已讲到，CPU发出数据请求时先在高速缓存中查找，如果找到则为高速缓存命中，如果找不到，就要到内存中查找。此时，CPU对数据的请求首先传送到北桥（MCH），再由北桥控制将数据请求传到内存，因此MCH功能的强弱直接影响到芯片组内存性能的好坏。MCH的控制能力表现在多个方面，包括MCH可以控制内存页面打开的数目、MCH中Cache 的大小和MCH的读写周期等。
⑴需要说明的几个术语：
①物理Bank：一个内存条
②逻辑Bank：就像是内存条上存储芯片中的一个二维阵列（由行列组成）。在读写过程中，一次只能有一个物理Bank参与，每个Bank接到任务后，会把任务分配到物理Bank 内部的芯片，每个芯片又选择内部的一个逻辑Bank，在其中寻址进行数据的读写。
③内存页面：简单的说就是Bank行地址的一个集合。
⑵三个常见参数的重要性：
按照常规的说法，再内存芯片内寻址一般有三个步骤：逻辑Bank的Perchange（预充电）、行地址有效（Row Active）、列地址有效（Column Active）。
MCH在读取数据时一般先通过列地址线发送一个行地址，在内存条中所有的芯片上拥有相同行地址的行集合而成的就是内存页面。如果此时内存页面没有命中，则面临两种情况。
第一种情况是MCH中打开的内存页面数目已达到MCH的最大限，这时就要通过LRU
（Least Recently Used，最近最少使用）算法关闭一部分已打开的页面，然后再打开新的页面。关闭旧的页面就是要先回写旧的行地址，然后再转换新的行地址形成新的内存页面，这个过程就是逻辑Bank的Perchange。
第二种情况是MCH中打开的内存页面数目没有达到MCH的最大限，这时不需要关闭旧的页面，只需要打开新的页面。和第一种情况不同的是，不需要经历tRP这个周期而是直接经历tRCD这个周期，换句话说只需要花费打开新内存页面的时间。从逻辑Bank 的角度来看，寻址过程就如同确定一个在平面上的点，先找到横坐标，在找到纵坐标最后找到点。而接下来通过tCL周期就可以进行读写数据了。
两种情况相比之下，第一种是最复杂的，要经历tRP、tRCD、tCL三个过程才能读取数据，而第二种则只需要经历后两个过程。
第三种情况，也就是内存页面直接命中，这是比前两种理想得多的情况。内存页面直接命中时，只需要经历tCL过程就可以开始读写了。
由上述讨论我们可以得出，在tRP、tRCD、tCL三者中，tCL是最为重要的参数。
6．内存的种类：
① FPM（Fast Page Mode RAM，快速页面模式内存）在486时代和Pentium时代被普
遍使用的内存。
② EDO（Extended Data Out RAM，扩展数据输出内存）多用于老式的Pentium计算
机。
③ DRAM和SRAM：SRAM通过双稳态触发器来保存信息，而DRAM通过电容存储电荷来
保存信息。DRAM在成本、功耗、集成度等方面比SRAM更具有优势。
④ SDRAM（Synchronization DRAM，同步内存）其最大特点是能够与CPU的外频同
步，同步模式可以使存储器控制器知道在哪一个时钟周期使用数据请求，因此数据可以在时钟脉冲沿刚到来时就开始传输，可以取消等待周期，大大减少了数据存取所需要的时间。SDRAM是目前使用最普片的内存。
⑤ DDR SDRAM（Double Data Rate SDRAM，双速率同步内存）又称为SDRAMⅡ，是目
前SDRAM的改进型产品，与SDRAM的不同是在时钟周期的上升沿和下降沿都传数据，因此速度是标准SDRAM的两倍。
⑥ RDRAM（Rambus DRAM）是Rambus公司开发的具有系统带宽、芯片到芯片接口设计
的新型DRAM，它能在很高的频率范围下通过一个简单的总线传数据。RDRAM系列内存也支持在时钟周期的上升沿和下降沿都传数据。Rambus公司目前有三种产品：RDRAM、Concurrent RDRAM、Direct RDRAM。一般的内存条采用的是并行传输模式，而RDRAM内存条采用的是特殊的串行传输模式，必须形成回路才能完成数据传输，所以主板上的插槽必须全部插满才能使用（可插中继模块）。
⑦ Concurrent RDRAM是RDRAM的增强产品，在处理多媒体程序是可以达到很高的带
宽。
⑧ Direct RDRAM的传输速度比Concurrent RDRAM更快。
⑨ VCM（Virtual Channel Memory，虚拟通道内存）自1980年以来，DRAM页模式成
为PC平台上的主角，在早期的系统构架中，常做的工作是按序存取，续页查找不是什么难事。但多媒体时代随即存取成为主流，存取高频随机内存存取流会产生页命中失败，页命中率为20~80%甚至更低，而页命中时间（tCL）无法再推进DRAM 性能的提高，厂商们缺乏有效的解决方法，只能把消费者的注意力引向带宽。NEC 公司目前研发的VCM，采用在SDRAM集成电路中加入虚拟的SDRAM的办法来维持数据存取的稳定性。VCM是一种缓冲式DRAM，它的数据访问由传统的页模式转向
通道模式，通过新的方法保证了在各种环境下都能达到持续的高通道命中率，另
外它打破了普通DRAM“一个Bank一个页”的限制，允许一个Bank上的多个页或
通道同时打开，并进行独立管理。VCM不需要对外接接口进行改动。
SPD（Serial Presence Detect）是一个8针的EEPROM芯片，里面保存着诸如内存的速度、容量、芯片及内存模组厂商等信息。每次开机时，BIOS都会自动读取SPD中所记录的信息，随后就讷讷过争取识别内存，使之以最佳状态工作，确保系统的稳定。
四．硬盘
1．简介：只写两行
2．温彻斯特技术（Winchester）：
1973年IBM发表IBM3340磁盘机，在磁存储领域首创该技术，至今仍然沿用“温盘”
的基本结构。温彻斯特技术的主要特点为：盘片、磁头和磁头小车等部件全部封装在一个极高洁净度的盘盒内部：电机直接驱动主轴旋转，省掉了复杂的传动机构；读写数据时，磁盘高速旋转，磁头以微小的间隙（10-5米）悬浮在盘片上方，不直接接触盘面。
3．基本结构：
从外表上看，硬盘主要由三部分构成：接口面、控制电路板和密封盒。接口面包括电源接口、数据接口和跳线设置。控制电路板由调速电路、磁头驱动与伺服定位电路、读写电路、控制与接口电路以及一块单片机ROM芯片组成，ROM中固化软件用来进行硬盘的初始化、加电控制和启动主轴电机、加电初始寻道、定位以及故障检测等。在控制电路板上还有容量不等的高速缓存芯片。硬盘密封盒内洁净空气中密封有硬盘盘片、电机、磁头、驱动机构、内部电路接口（前置控制电路）等核心部件。盘片片基由非磁性金属材料或玻璃制成，表面有一层金属磁性薄膜，用来记录数据。
4．磁存储的原理：
参见第五章其它磁存储设备1.磁存储原理。
5．磁道、柱面与扇区：附图
硬盘在寻址时要用到磁道、柱面、扇区等概念。磁道就是硬盘中磁头在盘片表面读、写数据时所形成的若干个同心圆轨迹（由外圈到内圈依次是0道、1道等）。所有盘片上每面（一个盘片上通常有两面，因此也相应有两个磁头）的相同磁道组成的同心圆筒叫柱面。如果再将每个磁道平均分成若干段，则每个段就是一个扇区。
6．和速度相关的技术：
⑴接口：
① IDE（Intergrated Drive Electronics）：
1985年由COMPAQ公司开发并由Western Digital公司生产的控制器接口。由于这种接口是以PC/AT为基础构架，一般人称它为AT接口，也有人称之为IDE接口，这种接口形成标准后，被正式定名为ATA（AT Attachment）。IDE接口使用40芯的电缆连接设备，它最多支持连接两个硬盘，支持的硬盘容量最大为528MB（因为PC/AT 系统BIOS的限制）。它与以往硬盘的最大不同就是将硬盘控制器内建在硬盘的电路板上，这种设计既降低了成本又能保证不同厂商的产品兼容。
② EIDE（Enhanced IDE，增强型IDE）：
1994年问世，主要是为了解决528MB容量的限制（以LBA方式），并使一个接口能支持两个设备，大大提高了数据传输速率，另外增加了对抽取式存储装置（CD-ROM、磁带机、Zip驱动器）的支持。该标准正式名称为ATA-2。之后的ATA-3主要增加了S.M.A.R.T（Self-Monitoring Analysi and Reporting Technology）以及可以设置密码的安全设计。S.M.A.R.T是硬盘本身通过持续地监视几分析其内部的某些参数，在可能的硬盘故障产生之前，就通过系统对系统管理者或者是使用者发出警告，使其有足够的时间对即将产生的硬盘故障采取必要的措施，防止数据的丢失。
③ Ultra DMA:
1996年Intel和昆腾公司合作开发了Ultra ATA规格，在Ultra ATA DMA Mode 2（俗称为Ultra DMA/33）模式时，外部数据传输速率可达33.3MB/s。1998年，推出了Ultra DMA/66，它与以前的IDE接口最大的区别是使用了80芯的数据线，其中40芯是用于解决串扰。此后还有Ultra DMA/100、Ultra DMA/133等标准出现。
④ Serial ATA：
由Intel公司发布的一种新型接口技术。Serial ATA 1.0中规定了1.5Gbps的数据传输率（相当于并行ATA接口的150MB/s）。采用串行方式传输数据极大的减少了接口的引脚。
⑤ SCSI（Small Computer System Interface，小型计算机系统接口）：
SCSI采用总线专用技术，即可并行传输和存取多个SCSI设备的数据，减小了CPU 的负荷。SCSI接口广泛用于各种企业级用户和各类服务器上。
⑵硬盘的转速：
影响内部传输速率的关键是硬盘转速。理论上，硬盘转速越高，平均等待时间和平均寻道时间越短，内部传输速率越快。平均寻道时间是指磁头移动到盘面指定磁道所需的时间。平均等待时间是指磁头已处于要访问的磁道，等待所要访问的扇区旋转到磁头的下方的时间。平均等待时间为盘片旋转半周所需的时间。平均访问时间=平均寻道时间+平均等待时间
⑶硬盘的缓存：
缓存的大小也直接影响着硬盘内部数据传输速度。因为外部数据传输速度是直接计算机通过数据总线从硬盘内部高速缓存中读取数据速度的最高速率，缓存采用SDRAM存取速度比直接读取硬盘要快得多。西部数据推出的8MB缓存的7200rpm硬盘——WD 1000BB-SE，其传输速率可比普通硬盘（2MB缓存，7200rpm）高出25%。
⑷硬盘单碟容量：
硬盘单碟容量也影响最大内部传输速率，单碟容量由单位记录密度（每平方英寸）决定，通过提高单碟容量，可以缩短寻道时间和等待时机，并极大的降低硬盘的成本。现在单碟容量40G已成为主流。
⑸其他：
盘片越光滑，工作时磁头和它的距离越近，磁头读写数据的速度就越快，正是这个原因IBM公司大胆采用玻璃代替铝合金制造盘片。
持续数据传输率（Sustained Transfer Rate）指此介质至硬盘缓存间的最大数据传输率，一般取决于硬盘的盘片转速和盘片的磁密度。硬盘的转速相同时，单碟容量越大，持续数据传输率越高；反之，单碟容量相同时，硬盘的转速越高，持续数据传输率越高。厂商给出的持续传输速率通常是一个范围，如希捷酷鱼四的持续传输率为24~41MB/s。
注意：硬盘设备接口标准定义的是硬盘系统的外部传输速率（External Transfer Rate），外部速率也叫突发传输速率，并不表示硬盘总能工作在这个速度上。硬盘的实际传输速率必须综合考虑外部传输速率和内部传输速率（Internal Transfer Rate）。
7．和容量相关的技术：
⑴GMR技术：
GMR（Giant Magneto Resistive）巨磁阻磁头已成为主流，它同MR（Magneto Resistive）一样，利用特殊材料的磁阻值随磁场变化的原理来读取硬盘盘片上的数据，GMR磁头所采用的材料比MR磁头的更为敏感，因此可以实现更高的存储密度。MR磁头能达到的盘片存储密度为3~5Gbit/平方英寸，而GMR磁头能达到的盘片存储密度为10~40Gbit/平方英寸以上，采用GMR技术使得单碟容量达到了20G、40G，甚至是60G。
⑵关于IDE的几个容量限制：
IDE接口硬盘上的应用程序对硬盘上文件的存取通过以下步骤完成：应用程序依靠操作系统中的文件系统来访问硬盘上的数据，文件系统管理着各个文件在硬盘上的地址映
射，调用INT 13中断（请求调用BIOS磁盘服务）发出读写指令，就能确定实际操作数据的起始地址。BIOS磁盘服务将INT 13中断请求转换为硬盘的ATA接口请求，数据传输的起始地址由BIOS写入ATA地址寄存器。硬盘物理地址实际被指定为相应的柱面、磁头和扇区。
ATA地址寄存器由柱面低8位、柱面高8位、磁头4位和扇区8位组成。最大可寻址柱面数：216=65536；最大可寻址磁头数：24=16；最大可寻址扇区数：28-1=255（减一是因为没有0扇区）。所以，硬盘的最大可寻址容量=最大可寻址柱面数*最大可寻址磁头数*最大可寻址扇区数*每扇区字节数（512kB）=65536*16*255*512=139.9*109=136.9GB。迈拓最新的160GB硬盘通过附加一块IDE卡来解决这个问题，但是还需要操作系统和应用程序的配合才能彻底打破这个限制。迈拓和其他企业共同制定了新的业界规范——BigDriver。通过BigDriver技术，ATA硬盘可以支持的容量是136.9GB的100000倍。
INT 13中断激活BIOS磁盘服务，传输数据起始地址被写入INT 13地址寄存器。INT 13地址寄存器由柱面低8位、柱面高2位、磁头8位和扇区6位组成。理论上的最大可寻址容量为：210*28*26*512=8.4GB。这个限制是INT 13由造成的，通过升级BIOS和操作系统即可解决。
还有一个著名的限制，即528MB容量限制。原因是早期主板从INT 13地址寄存器向IDE地址寄存器传送地址时，IDE地址寄存器得到10位柱面地址、4位磁头地址和6位扇区地址，此时最大可寻址容量=210*24*26*512=528MB。解决方法是通过位替换转移将柱面除以2的N次方，以使柱面数小于1024，相应的磁头数乘以2的N次方，让地址适应INT 13中断的地址寄存器结构。在BIOS中设置硬盘使用LBA（逻辑块寻址）模式时，即是使用此方法。
8．保证数据安全的技术：
SMART自我分析及报告技术是一项基本的硬盘保护技术，被绝大多数硬盘产品所采用。此外，各大著名厂商还开发了自己的数据保护技术，如迈拓的MaxSafe与ShockBlock 技术，昆腾（已被迈拓收购）的DPS与SPS技术，IBM公司的DFT技术，希捷自成一派的3D防护系统，西部数据的Data Lifeguard技术。
9．低噪音技术：
硬盘的噪音主要有两部分：一个是硬盘中心电机驱动盘片高速转动时发出的噪音，一个是硬盘磁头在寻道时作径向运动发出的噪音。对于前一种噪音，一般是由改善硬盘设计构造、增加隔音装置和采用液态轴承马达等技术来解决，其中采用液态轴承效果最为显著，此外液态轴承还可吸收震动，延长硬盘寿命。对于后一种噪音，主要是在硬盘的控制程序中增加一个降低磁头动力臂的驱动速度的功能，通过降低寻道速度来降低噪音。
10．当前硬盘技术面临的难题：
①温盘“磁头+盘片旋转”的机械机构注定硬盘成为当今计算机系统性能的最大瓶颈。
因采用机械结构，硬盘内部传输速率很难得到突破性提高，这是目前硬盘技术的最大瓶颈；而内外部传输速率的不统一，致使硬盘速度取决于传输率较低的一个。
目前，外部传输率虽然最快可达133MB/s，但是内部传输速率仍难以突破66MB/s。
②磁介质存储技术也将遇到发展瓶颈，传统的磁技术的存储密度很难突破每平方英
寸40Gbit的瓶颈。
11．相关内容：
为保证数据不被破坏，磁头在非工作状态下所接触的盘片区域是不存储数据的，该区域也被称为CSS区（Contact Start/Stop，启停接触区），它位于盘片的最内圈。磁头在启停过程中会和CSS区发生摩擦运动，使磁头造成磨损，积累到一定程度后硬盘就可能遭受不可恢复的物理损坏。一般说来，IDE硬盘允许的启停循环可达数万次。IDE硬盘在3个月内出现故障的概率是相当高的（其实都是不良产品），即使不出问题使用寿命也很难超过5年（IDE硬盘的MTBF一般为30000~40000小时）；而类似现象在硬盘上根本难以看到——硬盘设计要求能拥有10年的使用寿命，故障率也必须控制在极低的水准，同时还要求具有相当的数据容错能力。
1956年IBM公司发明了第一款计算机硬盘-----IBM 350 RAMAC，它的容量仅5MB，却使用了50个直径为24英寸的盘片，体积非常庞大。
五．其它磁存储设备（磁芯、磁带、软盘等）
1．磁存储原理：
磁存储采用磁性材料作为存储介质，当磁头线圈中流过交变的电流，则会在磁头附近形成一个强大的磁场，这个磁场可以改变磁性材料上对应位置的磁极性，这个过程就是数据的写入过程。另一方面，磁头的线圈也相当于一个很灵敏的磁场探测器，它能够拾取磁头附近的磁场信号，也就是说能够检测到磁头对应的磁性材料上的某个位置的磁极性，这个过程就是数据的读取过程。
2．软盘简介：
软盘驱动器是1960年出现的，当时的容量只有100KB左右，20世纪70年代迅速发展，逐渐成为计算机的主要外部存储器。
常用的软驱规格有3.5英寸、5.25英寸两种，其中5.25英寸已基本淘汰。3.5英寸软驱的数据传输速率为500KB/s，主轴转速为300rpm或者360rpm，平均存取时间为90ms 左右，对应的 3.5英寸软盘分为低密度和高密度两种，格式化的容量分别为720KB和
1.44MB。（日本PC98机器中使用过
2.88MB的软盘）软盘的盘基采用聚酯薄膜塑料制成，
这种材料很容易受温度和湿度的影响，所以盘片要放在保护套中。
一般使用的软盘数据记录格式为IBM3740标准。使用前需要对软盘进行格式化操作，格式化是指对磁盘按标准格式划分扇区并在每个扇区中填写地址信息以及定义其容纳的字节数。格式化的磁盘容量=记录面数*每面磁道数*每磁道扇区数*每扇区字节数。3.5英寸高密度软盘容量=2面*80磁道*18扇区*512字节=1.44MB
软盘的主要结构包括片定位机构、软盘驱动机构、磁头定位机构、状态检测部分。
3．大容量软驱：
随着小型化大容量的USB接口的移动存储设备的普及，软盘驱动器终将退出历史舞台。不过近几年，不断有厂商试图在市场上推广在原有磁盘基础上发展而来的一些大容量软驱。
①lomega ZIP：由lomega公司推出的ZIP是最早出现的大容量软驱。它采用硬盘的磁
头技术，在读写过程中磁头与盘片不接触，因而盘片可以达到非常高的转速，使得读写速度大大提高。ZIP的平均寻道时间为29ms，数据传输速率为1.4MB/s，盘片容量为100MB 和250MB。内置ZIP的接口为IDE。由于它采用了不同的磁头技术，所以不能和以前的
1.44MB软驱兼容。
②LS-120：LS-120采用了兼容1.44MB软驱的设计。它的工作原理与1.44MB软驱类似，
但是加入了“激光伺服”光学定位技术，盘片上则专门设计有参考光道共激光定位系统使用。这样的好处一是可以提高寻道的速度，二是可以提高磁头定位的精度。由于磁头定位精度的提高，磁道划分就可以不同于以往的1.44MB软驱，内圈有51个扇区，外圈有92个扇区。另外由于采用了激光定位系统，所以可以采用新型的存储介质材料来大幅度提高存储密度，而不会受到磁干扰。LS-120的平均寻道时间为65ms，盘片容量为120MB。
③SuperDisk：SuperDisk的结构与普通软驱很相似，写磁头和普通软驱一样，但是读
取磁头则采用了专门的SuperDisk磁头，可以读取非常密的磁道。它通过提高磁道密度来提高磁盘的容量，虽然容量得到了提升，但是数据读写速度并没有太大的提高。
SuperDisk的平均寻道时间为70ms，盘片容量有120MB和240MB。
4．Micro Drive：
IBM的Micro Drive实质上就是一个做的非常小的硬盘，盘片大约只有硬币大小。其突出的特点在于体积小而容量相对较大，接口采用CF TYPE Ⅱ，主要应用在高档数码产品中。
5．磁芯存储器：
由美籍华人王安于1948年发明，磁芯技术引起了计算机存储器的一场革命，并且统治了存储器领域20余年，直到硬盘的诞生。
6．磁带机：
磁带机是利用磁带作为存储体，因此与其他采用盘片作为存储体的存储器不同，它只能按顺序读写，因此磁带存取的速度很慢。根据读写方式的不同，磁带机分为数据流技术和螺旋扫描技术。数据流技术与普通的录音机技术类似，记录磁道与磁带平行，存储密度低、速度慢。螺旋扫描技术与录像机的磁头技术类似，因此记录密度非常高，速度也较高。
六．光存储设备
1．光存储的基本原理：
有一些介质在光线照射下会发生物理或着化学变化，这些变化通常可使介质具有两种状态，这两种状态分别用来代表数据“0”和数据“1”，因此我们可以用这种介质作为数据存储介质。这里所说的光通常采用激光。
2．光驱的组成：
光存储设备都是利用光盘作为存储体，利用激光头来读写的，其硬件结构大致是相同的。一般分为光头部分、控制电路、解调纠错和接口电路四部分组成。光头部分是光驱的核心部件，它负责产生？？的激光束以读取光盘。
控制处理电路由伺服系统、主轴电机控制两部分组成。由于光盘的存储密度非常高，所以存储数据的轨迹之间的间隔非常小，例如CD-ROM的数据轨迹间隔为1.6μm，DVD-ROM 的更小，为0.84μm。为了读取光盘上的数据，要求激光束非常精确，通常要求轴向误差小于1μm，径向误差小于0.1μm，为了达到这样高的精确程度，既需要伺服系统。伺服系统就是一个反馈电路。光驱主轴电机转动采用的是PCAV(Partial Constant Angular Velocity，局部恒定角速度)方式，在内圈部分采用CLV（Constant Linear Velocity，恒定线速度）方式，这样在内圈也能达到很高的读取速度；当光头的位置超出了一定的
半径后，主轴电机改为CAV（Constant Angular Velocity，恒定角速度）方式运转，以达到更高的速度。（主要：完全采用CLV方式存在的问题是电机的转速不均匀，并且一直在变化，会加快电机的磨损，且不利于高速运转。）TrueX技术是采用多束平行的激光束同时读取平行的多条轨迹上的数据，这样可以在不提高主轴电机转速的情况下保证数据读取速度。但是，要实现上面的几种转速，需要对主轴电机进行精确控制。
为了防止数据出错，光盘上的数据是经过调制的，当光头读取到这些数据后就需要解调。由于光盘信道为低通信道，为消除信号经过系统造成的失真，一般采用了EFM调制，对于光盘来说，要求两个“1”之间的“0”的个数在2到10之间，即每个凹坑和平面的长度被限制在3T到11T之间，这样既降低了码间的干扰，又保证了锁定时钟的提取。数据读取过程中还会存在各种随机误差，因此在数据中加入校验码（通常为CIRS交错-里德所罗门码）进行校验和纠错。
接口电路通常为IDE或SCSI接口。
3．光驱的种类：
光存储设备的种类很多，如果根据读写方式来分，可分为只读型和可擦写型，其中可擦写型又分为一次性写入型和反复擦写型。
①只读型的光存储设备：
包括CD-ROM和DVD-ROM，二者的原理一致，只是后者采用了一些新技术提高了存储密度。只读型光盘其存储介质是金属薄膜，当激光照射在金属薄膜表面时，平的地方入射光线完全反射，全部光线被接收头接收；有凹坑的地方入射光线发生衍射，仅部分光线被接收头接收。因此，对于接收头而言，可以根据接收的光线的强弱来分别表示数据“0”和数据“1”。CD-ROM的传输速率以150KB/s为基准（即一倍速），几倍速就是传输速率是几倍于150KB/s。
DVD-ROM的多功能光头：DVD-ROM光驱兼容CD-ROM光盘，因此光头设计必须多功能化，但各个厂商采用了不同的技术。A.单光头双波长（一个透镜组、两个激光器），由两个激光器产生不同波长的激光去读取不同的盘片；B.单光头单透镜（一个透镜组、一个激光器），采用全息透镜技术，这种透镜的中间部分为全息透镜，会对激光产生衍射形成可读取CD-ROM盘片的激光束，透镜的边缘是非全息透镜，不对激光产生衍射，未经衍射的激光束用来读取DVD-ROM盘片。另外一种单光头单透镜系统则是采用液晶光栅来改变聚焦的。C.单光头双透镜（两个透镜组、一个激光器），两组透镜分别用来读取CD-ROM盘片和DVD-ROM盘片。D.双光头，一个CD光头，一个DVD光头。
②一次性写入的CD-R：
它采用有机燃料作为光盘存储介质。这种染料在一定功率激光的照射下，会熔化蒸发，于是在盘片上形成凹坑，从而完成数据的写入。由于这种反应不可逆转，因此这种盘片只能一次写入。
③可反复擦写的CD-RW：
它采用相变型记录原理。光盘存储介质采用硫属化合物或金属合金（银、铟、锑、碲合金），利用激光的热效应或光效应使介质发生相变，即介质在晶态和非晶态之间相互转变。这两种状态下，介质对激光的反射率相差很大（晶态的大），因而可以用来记录数据。由于这种相变的过程是可逆的，所以这种光盘可反复读写。写光盘时用的激光功率比读时用的大得多。
④DVD+RW：
它采用的相变介质与CD-RW颇为相似。DVD+RW是DVD技术领域的最重要的一次革命，是唯一兼容现有DVD-Video播放机和DVD驱动器的可擦写格式。
⑤PD和DVD-RAM：
PD和DVD-RAM都采用了相变技术，都是松下公司的产品。PD未能普及，DVD-RAM 是在PD基础上发展起来的，它采用DVD光盘作为存储介质。
4．磁光存储器MO：
MO也是光存储设备，但是它的原理不同于其它的光存储设备，它利用的是磁光效应。MO光盘的存储介质通常是稀土-钴合金或者稀土-铁合金，这种介质的磁化特性会随温度的不同而变化。
在磁性材料内部，存在许多小的区域成为磁畴，在磁畴的内部，所有原子排列整齐，因而磁极性是相同的；但是不同的磁畴磁极性却是不同的，这样磁性互相抵消，整个材料不带磁性。如果将磁性材料置于一个磁场中，磁场会使磁性材料内部的磁畴都具有相同的磁极性，这样磁性材料就具备了磁性。如果将磁性材料置于高温中（如用激光束照射），当达到一定温度时，磁畴内部的原子会变得混乱无序，磁性相抵消，因而磁性材料的磁性消失，这个过程被称为退磁。
MO的写入过程：
光盘介质有一个垂直于光盘表面的易磁化轴，在写数据之前要用一个有一定强度的磁场对它进行初始化，让各个磁畴单元具有相同的磁化方向。写入数据时要先用激光束照射介质表面，激光束所照射的点温度会升高，这一点会迅速退磁，这时我们通过磁头对改点施加一个反向的磁场可以使它反向磁化，而周围的磁畴由于温度没有变化，矫顽力很强，所以并不会被反向磁化。这样的正向磁畴和反向磁畴就可以代表数据了。
MO的读取过程：
根据科尔效应，直线偏振光照射到MO光盘上不同极性的磁畴上时，如果磁畴极性是向上的，则直线偏振光反射回来时，其偏振方向会向右偏振一个角度；如果磁畴极性是向下的，则直线偏振光反射回来时，其偏振方向会向左偏振一个角度。如果我们将一个偏振片的偏振面放在与偏振方向向左偏振一个角度的垂直方向上，那么对于此筹集形象下的情况，直线偏振光将无法反射回来，而另外一些情况光线却可以反射回来。这样就完成了数据的读取。
MO的擦除过程：
这个过程与写入过程基本一样，只是当磁畴在光照下退磁后，磁头不是对它施加反向磁场，而是施加与其它磁畴相同的磁场，使磁畴极性恢复到原始状态，这样就完成了数据的擦除。
七．半导体存储器
1．半导体存储器的特点：
目前的便携式存储器大部分是以半导体芯片为存储介质的，采用半导体芯片的优点是：可以把存储器体积变得很小，便于携带；与硬盘类存储设备不同，它没有机械结构，所以不怕碰撞，且没有机械噪音；
与其他存储设备相比，耗电量很小；读写速度也非常快。半导体存储设备的缺点主要是价格较高和容量有限。
2．半导体存储器的原理：
现在的半导体存储器普遍采用了Flash Memory技术。Flash ROM是一种特殊的EEPROM，它的最大特点是按块擦写（块的具体大小由厂商自己定义），而EEPROM一次
只能擦写一个字节，因此它的读写速度要比普通EEPROM快。Flash ROM采用电擦写方式，可重复擦写十万次。Flash技术是采用特殊的浮栅场效应管作为存储单元。这种场效应管的结构与普通场效应管有很大区别，它具有两个栅级，一个如普通场效应管栅级一样，用导线引出，称为“选择栅”；另一个则处于二氧化硅的包围中不与任何部分相连，称为“浮栅”。
Flash ROM又分为NOR、NAND和AND三种类型，特点如下：
●NOR：数据线和地址线分离；以字节或字为单位编程、以块为单位擦除，编
程和擦除的速度慢；耗电量大，价格高。
●NAND：读写操作是以页为单位、擦除以块为单位，因此编程和擦除的速度都
很快；数据线和地址线共用，采用串行方式，随机读取速度慢，不能按字节
编程；体积小，价格低；芯片内存在失效块，需要查找和校验功能。
●AND：结合了前两者的优点和Intel公司MLC技术的串行Flash芯片。容量
更大、体积更小、功耗则特别低。芯片内部有RAM缓冲区，写入速度快。
八．鼠标/键盘
1．鼠标的发展：
①鼠标的出现：
鼠标是在1964年由斯坦福研究所的Douglas Englebart发明的。那个鼠标是一个小木头盒子，里面有两个滚轮，但只有一个按钮。它的工作原理是由滚轮带动轴旋转，并带动变阻器改变阻值，从而以阻值的变化反映出位移信号，实现光标的移动。
由于鼠标像老鼠一样拖着一条长长的尾巴，因此Douglas Englebart和他的同事把它戏称为Mouse，其在被申请专利时的正式名称是“显示系统X-Y位置指示器”。鼠标的问世十几年后，GUI（Graphic User Interface，图形用户界面）的出现一改昔日字符用户界面的繁琐，使得人们可轻松愉快地使用计算机。由于第一台商用GUI系统----Macintosh是Apple公司于1984年研制成功的，因此不少人错误的将鼠标和GUI 发明归功于Apple公司。
②由机械到光电的进步：
机械鼠标的原理是用小球和桌面接触，移动鼠标时就会带动小球滚动，小球再带动滚轴滚动。由于滚轴的另一边连着编码器，上面有呈圆形排列的触点，转动时触点会依次接通电路，从而产生计算机容易辨别的“0”和“1”数字信号，计算机将这些数据转换成“X”和“Y”轴的位移，从而使光标移动。这种纯机械的鼠标存在精度低和反映不灵敏等问题，尤其是在磨损后会更加突出。
1981年（当年罗技公司在瑞士成立）Dick Lyon和Steve Kirsch发明了没有滚轮的光电鼠标，该鼠标必须和特殊的垫板配合才能使用。垫板具有反射面和格栅线，鼠标的底部有两个发光二极管，其工作原理是利用垫板上的X、Y轴线条反射回来的光线的明暗变化来感知鼠标的移动。虽然光电鼠标的精度有所提高，但因为必须配合特殊垫板使用，使用上非常不便。
③名不副实的“机械式鼠标”：
1982年罗技公司推出了全球第一款光学机械鼠标，该鼠标结合了机械鼠标和光电鼠标两者的优点。光学式机械鼠标的原理与纯机械鼠标非常相似，只是改用不同的编码器来侦测鼠标的动作。该编码器由两片刻有光栅的圆盘、光电管和发光二极管组成。小球滚动时会带动连在转轴上的圆盘，于是光栅交替遮挡红外线，光电管就会收到断续的信号。这些信号被编码成电信号，就反映出鼠标在一个坐标平面上的移动情况。大家常说的“机械式”鼠标就是指这种光学式机械鼠标，简称光机鼠标。光机鼠
标也有一个致命的缺点，就是在使用一段时间之后转轴上会附着很多污垢，造成光标移动不流畅、定位不准的现象，这时必须对小球和滚轴进行彻底的清洗。
④卷土重来的光电鼠标：
光机鼠标的流行并没有阻止光学技术在鼠标上的发展。二十世纪末，Microsoft 公司推出了全新的光电鼠标——intellieyes，定期清洁鼠标的烦恼成为历史。这种光电鼠标的最大改进就是抛弃了垫板，工作时它会发出一束红色的光线照射在桌面上，然后根据桌面不同的颜色或凹凸点的运动和反射来判断鼠标的运动，工作原理非常类似于人眼。同时，由于取消了小球和转轴等机械传动机构，鼠标的整体重量更轻。
⑤从有线到无线：
1984年罗技公司推出了全球第一个基于红外线的无线鼠标，开创了无线鼠标的先河。1991年该公司有推出了第一只使用射频（RF）技术的无线鼠标——Mouseman Cordless。这是具有划时代意义的产品，它与红外线无线鼠标具有渊壤之别。红外线和可见光一样具有方向性，因此对发射器和接收器之间的角度有一定的限制，而且中间不能有物体阻挡信号。射频信号具有衍射的特性，所以采用射频无线电技术的产品具有不怕阻挡和无方向性等优点。
⑥接口的变化：
早期的鼠标由于不是计算机的标准配置，除了需要外接电源，还必须打开机箱安装特殊的接口卡，使用起来很不方便。后来，出现了鼠标接口并逐渐统一到标准串口（9针）、PS/2等标准接口上，将来还会出现USB接口的鼠标。
2．键盘的排列：
早期的英文机械打字机和现在的有很大不同，它的打印杆在底部。因为打印杆在下方会被上方的托架挡住，如果打字的速度过快导致打印杆卡在一起时，打字员是看不到的。一位叫休尔斯（C. L. Sholes）的人花了六年的时间进行研究，通过机械改造和不同的键盘排列解决了这个问题。休尔斯的设计思路就是限制输入速度，他把英文中最常用的六个字母（E、T、O、A、N、I）平均分布在键盘的各处，并且有意将“ED”这样经常出现的字母组合放在左手只能由同一个手指击键的位置，从而减慢了输入速度。
1873年，雷明顿公司（著名武器制造商）获得了休尔斯的专利授权开始制造打字机。以后，按休尔斯设计的键盘被统称为QWERTY键盘，“QWERTY”这个称呼来源于键盘最上排的头六个字母是按Q、W、E、R、T、Y排列的。
由于英文打字机的不断完善，到1936年美国华盛顿大学的一位叫August Dvorak 的心理学和人类工程学家又设计了一种提高打字速度的键盘。他把五个元音字母和五个最常用的辅音字母（AOEUIDHTNS）排列在直接位于手指下面的基本键位上，手指不离开这一行就能打出400个常用的英文单词，而QWERTY键盘只能打出100个，从而大大提高了打字速度。1982年Dvorak键盘被批准成为ANSI标准，但是人们已经习惯了使用QWERTY键盘，因而Dvorak键盘基本上未被人们所接受。
3．PC键盘的演进：
IBM公司最早推出PC机时，就采用了和同时期其他PC不同的地方——外置分离式键盘。外置分离式键盘虽然是一项不错的设计，但是最早的83键设计却是备受批评，因为它的“Shift”和“Enter”键太小，又因为与主板单向数据传输，不像现在键盘那样有LED指示灯，使用者无法确定其工作状态。
1984年，IBM公司推出PC AT的同时，推出了新的84键AT键盘，该键盘纠正了
上述83键XT键盘的诸多缺陷。
1986年，IBM为新的PC XT/AT继推出了增强型101键键盘，这种键盘很快应用在IBM销售的所有类型计算机和终端上，其他公司也模仿了该设计。从那以后到现在，增强型101键盘已经成为基于x86系列PC的标准配置。该键盘布局分为打字键区、数字键区、光标和屏幕控制区以及功能键区四个部分，打字键区的“F”键、“J”键和数字键区的“5”键键帽上都有便于触摸的基准行标识。
Microsoft公司推出的Windows 95操作系统增加了许多窗口、菜单操作，为了方便熟练的打字员使用，Microsoft公司推出了一个Windows键盘规范，在键盘上增加三个Windows专用键，分别是左、右Windows键和应用程序键，这就是104键布局。
另外，一些键盘还带有浏览器控制键、音量控制键等其他按键，但是这些都没有形成标准规范。
九．主机电源和UPS
1.开关电源的优点：
主机电源的作用是将高压变成低压，交流变成直流，一组输出变成多组输出。现在的主机电源是用开关电路来完成这些转换过程，与传统的变压器降压相比，开关电源具有以下优点：
①体积小、重量轻：一般的主机电源功率在200W以上，如果采用一般的变压器
降压方式，所需的变压器体积和重量都非常惊人。开关电源直接将市电提供的交流电压进行整流，省去了笨重的电源变压器，且开关电路中的开关变压器十分小巧。因此，同功率的情况下，开关电源的重量只相当于变压器电源的1/5。
②效率高：一般的变压器电源的转换效率只有30~40%，而开关电源的转换效率
可达80~90%。
③适用范围宽：一般的变压器电源输出电压会受市电电压升降的影响，而开关电
源的输出电压基本上与输入电压无关，可适用的市电电压范围为150~260V。
④保护功能齐全，可靠性好：在开关稳压电路中具有自动保护电路。当稳压电路
失控或负荷短路时，能自动切断电源，保护功能灵敏可靠。
2．开关电源的工作原理：
开关电源可提供多组电压：3.3V、5V、12V。3.3V和5V主要提供给数字电路，12V则提供给各种驱动设备（如光驱、硬盘）中的电机以及各个散热风扇。
计算机硬件的发展历史以及
计算机硬件的发展历史以及计算机的现状和发展趋势 李晨雨 （上海交通大学安泰经济与管理学院F0812003班） 摘要：本文主要介绍了计算机硬件的发展历史以及计算机的现状和发展趋势，指出了计算机的众多类别及其用途。介绍了计算机硬件设备的发展历史以及计算机在现实社会中的具体应用范围，并且指出计算机自发明以来在人类社会中的地位逐步提高，并且将不断提高。最后阐释了其未来的发展趋势。 关键词：计算机类别；发展历史；计算机在现实中的应用；计算机发展趋势。 The Development,Status and Future Of Computer Hardware Li Chen-yu (Antai College of Economics and Management) Abstract: The article mainly introduces the the development,status and the future of computer har dware and states the various types and uses of computer. The author explains the development of computer h ardware and the area of application of computer in society and points out the rising status of it in s ociety since invented. In the end, the future development of computer is clarified. Keywords: the type of computer history of development the application of computer in society t he future development of computer. 引言： 自四十年代电子计算机问世以来，计算机科学发展迅速，应用领域不断扩展由于计算 机的普及与广泛应用，现代社会正朝着高度信息化，自动化方向发展。随着计算机硬件的不断成熟，成本不断降低，计算机逐渐成为了社会必不可少的支柱力量。计算机的硬件设备的飞速发展是支持计算机本身不断升级改造的根本力量，其中比如制造计算机的根本元件，CPU的制造工艺等等，而未来的计算机的发展趋势呢？？或许我们还无法确定，但是我们确定一点，计算机是未来必不可少的工具抑或是类人智能。 1.计算机的类别、发展历史及其发展趋势 计算机的发明给人类的历史添上了重重的一笔。自1946年2月15日标志现代计算机 文档冲亿季，好礼乐相随mini ipad移动硬盘拍立得百度书包 诞生的ENIAC(Electronic Numerical Integrator and Computer)在费城公诸于世。标志着新的时代的到来，计算机的发明给人类的社会带来了巨大的变化，同时也促进了计算机本身的发展、变革。 1.1计算机的类别 1.1.1微型计算机（微机，Microcomputer）：简称“微型机”、“微机”，也称“微电脑”。由大规模集成电路组成的、体积较小的电子计算机。由微处理机(核心)、存储片、输入和输出片、
计算机英语-常见硬件
计算机英语-常见硬件 CPU：Central Processing Unit，中央处理单元，又叫中央处理器或微处理器，被喻为电脑的心脏。 RAM：Random Access Memory，随机存储器，即人们常说的"内存"。 ROM：Read－Only Memory，只读存储器。 EDO：Extended Data Output，扩充数据输出。当CPU的处理速度不断提高时，也相应地要求不断提高DRAM传送数据速度，一般来说，FPM（Fast Page Model）DRAM传送数据速度在60－70ns，而EDO DRAM比FPM快3倍，达20ns.目前最快的是SDRAM（Synchronous DRAM，同步动态存储器），其存取速度高达10ns. SDRAM：Synchronous Dynamic Random Access Memory，同步动态随机存储器，又称同步DRAM，为新一代动态存储器。它可以与CPU总线使用同一个时钟，因此，SDRAM存储器较EDO存储器能使计算机的性能大大提高。 Cache：英文含义为"（勘探人员等贮藏粮食、器材等的）地窖；藏物处"。电脑中为高速缓冲存储器，是位于CPU和主存储器DRAM（Dynamic Randon Access Memory）之间，规模较小，但速度很高的存储器，通常由SRAM（Static Random Access Memory静态存储器）组成。 CMOS：是Complementary Metal Oxide Semiconductor的缩写，含义为互补金属氧化物半导体（指互补金属氧化物半导体存储器）。CMOS是目前绝大多数电脑中都使用的一种用电池供电的存储器（RAM）。它是确定系统的硬件配置，优化微机整体性能，进行系统维护的重要工具。它保存一些有关系统硬件设置等方面的信息，在关机以后，这些信息也继续存在（这一点与RAM完全不同）。开机时，电脑需要用这些信息来启动系统。如果不慎或发生意外而弄乱了CMOS中保留的信息，电脑系统将不能正常启动。 PCI：Peripheral Component Interconnection，局部总线（总线是计算机用于把信息从一个设备传送到另一个设备的高速通道）。PCI总线是目前较为先进的一种总线结构，其功能比其他总线有很大的提高，可支持突发读写操作，传输率可达132Mbps，是数据传输最快的总线之一，可同时支持多组外围设备。PCI不受制于CPU处理器，并能兼容现有的各种总线，其主板插槽体积小，因此成本低，利于推广。
计算机硬件的发展状况调研报告
计算机硬件的发展状况调研报告 16 电科 2 班宋基 玉 由于计算机现在慢慢成为了人们生活的必须品，通过计算机可以完成许多 基本工作，例如：e-mail 的填写、收发，利用浏览器查找，下载资料，PPT的制作等等，并且在学校学习专业与计算机相关，而且又进行了系统性的对于计算 机硬件的认识培训，拆装计算机，所以我做出了对于计算机硬件发展状况的调 研，就唐山本地的，以及网络上一些硬件的价格，型号等等做出了统计，研究。 现调研报告如下： 计算机主要硬件：主板，CPU, 硬盘，内存，电源，显示器，鼠标，键盘， 机箱，显卡。 一、主板 主板的选购也是极其重要的，主板的主要几家厂商有华硕、技嘉、微星、 映泰、昂达等同学在配置主板的时候要根据CPU型号进行配置然后要注意主板 的芯片类型高端的CPU尽量配置一线的主板比如华硕、技嘉就是不错的牌子主 板稳定性能突出值得推荐。 品牌：华硕，技嘉，Intel，七彩虹，华擎，顶星 二、CPU简介： CPU制造工艺的趋势是向密集度愈高的方向发展。密度愈高的IC电路设计，意味着在同样大小面积的IC中，可以拥有密度更高、功能更复杂的电路 设计。现在主要的32nm、28nm、22nm、14nm。例如酷睿系列最新的则是i9 系列。不过相应的这些处理器的价格也是很高的，虽然上代酷睿i7-6950x的价格高达一万三，而相比之下新出的这款i9-7900x的价格才7499 元，已经是很便宜了。十核二十线程的处理器，功率还是很强大的。不过还是有些比较便宜的 处理器。 酷睿系列： 酷睿i9-7900X~10核20 线程~7499元； 酷睿i7-7820X~8核16 线程~4499元； 酷睿i7-7800X~6核12 线程~2999元； 酷睿i7-7740X~4核8 线程~2649元（就是坑不要买）；
计算机硬件的发展
目录 1 计算机硬件简介................................................................................................................................... - 1 - 1.1 简介............................................................................................................................................ - 1 - 1.2 计算机硬件构成思想的产生.................................................................................................... - 1 - 2 计算机硬件的发展............................................................................................................................... - 3 - 2.1 第一代计算机（1946-1957）的硬件....................................................................................... - 3 - 2.2 第二代计算机（1958-1964）的硬件....................................................................................... - 3 - 2.3 第三代计算机（1965-1971）的硬件....................................................................................... - 4 - 2.4 第四代计算机（1972至今）的硬件 ....................................................................................... - 4 - 2.4.1 个人电脑的产生............................................................................................................. - 4 - 2.4.2 x86 CPU 辉煌的开始 ..................................................................................................... - 5 - 2.4.3 显卡的出现和发展......................................................................................................... - 6 - 2.4.4 内存的出现及发展......................................................................................................... - 6 - 2.4.5 1985年-2005年主要硬件发的展................................................................................... - 7 - 3 未来的硬件发展方向........................................................................................................................... - 8 -
计算机专业英语论文--硬件概述
题目：计算机硬件概述（Overview of the computer hardware based） 学院：信息技术学院 班级：XXXXXX 学号：XXXXXXXXXX 姓名：XXXX
A computer is a fast and accurate symbol processing system. It can accept, store, process data and produce output results. A computer can automatically process data without human intervention. However, it must be given a set of instruction to guide it, step by step, through processes. The set of instructions is called a program, The program is stored physically inside the machine, making it a program. All computer systems of interest to us are similar. They contain hardware components for input, central processing unit and output. The system on the small-scale is called a microcomputer or minicomputer. Continuing up the size scale, the mainframe computer is one that may offer a faster processing speed and a greater storage capacity than a typical mini. Finally comes the supercomputer, designed to process complex scientific applications，which is the largest and fastest. Although the capacity of computers' storage locations is varied，every computer stores numbers，letters，and other characters in a coded form. Every character in the storage is represented by a string of 0s and 1s，the only digits founded in the binary numbering system. BCD and ASCII are popular computer codes. So, what part of computer hardware that contains it? Computer hardware has four parts: the central processing unit (CPU) and memory, storage hardware, input hardware, and output hardware. The Central Processing Unit Pronounced as separate letters it is the abbreviation for central processing unit. The CPU is the brains of the computer. Sometimes referred to simply as the central processor, but more commonly called processor, the CPU
计算机硬件常用英语单词
yes 是 no 否 ok OK cancel 取消 ignore 忽略 sure 確定 exit without saving 不保存直接退出 exit 退出 retry 重試 open 打開 copyright版權corporation 公司CPU(Center Processor Unit)中央處理單元 mainboard主板 RAM(random access memory)隨機記憶體(記憶體) ROM(Read Only Memory)唯讀記憶體 Floppy Disk軟碟 Hard Disk硬碟 CD-ROM 光碟驅動器(光碟機) monitor監視器 keyboard鍵盤 mouse滑鼠 chip晶片CD-R光碟燒錄機PC：個人電腦Personal Computer CPU：中央處理器Central Processing Unit CPU Fan：中央處理器的“散熱器”(Fan) MB：主機板MotherBoard RAM：記憶體Random Access Memory，以PC-代號劃分規格，如PC-133，PC-1066，PC-2700 HDD：硬碟Hard Disk Drive FDD：軟碟Floopy Disk Drive CD-ROM：光碟機Compact Disk Read Only Memory DVD-ROM：DVD光碟機Digital Versatile Disk Read Only Memory CD-RW：燒錄機Compact
Disk ReWriter VGA：顯示卡(顯示卡正式用語應為Display Card) AUD：音效卡(音效卡正式用語應為Sound Card) LAN：網卡(網卡正式用語應為Network Card) MODM：數據卡或數據機Modem HUB：集線器 WebCam：網路攝影機Capture：影音採集卡 Case：機箱 Power：電源 Moniter：螢幕，CRT為顯像管螢幕，LCD為液晶螢幕 USB：通用串列匯流排Universal Serial Bus，用來連接週邊裝置 IEEE1394：新的高速序列匯流排規格Institute of Electrical and Electronic Engineers Mouse：滑鼠，常見介面規格為PS/2與USB KB：鍵盤，常見介面規格為PS/2與USB Speaker：喇叭 Printer：印表機 Scanner：掃描器 UPS：不斷電系統 IDE：指IDE介面規格Integrated Device Electronics，IDE介面裝置泛指採用IDE介面的各種設備 SCSI：指SCSI介面規格Small Computer System Inte***ce，SCSI介面裝置泛指採用SCSI介面的各種設備 GHz：(中央處理器運算速度達)Gega赫茲/每秒FSB：指“前端匯流排(Front Side Bus)”頻率，以MHz為單位 ATA：指硬碟傳輸速率AT Attachment，ATA-133表示傳輸速率為133MB c AGP：顯示匯流排Accelerated Graphics
中国计算机现状及发展趋势
题目:中国计算机现状及发展趋势 学号：1003050429 姓名：陈相吉
中国计算机现状及发展趋势中国计算机硬件是新技术革命的一支主力，也是推动社会向现代化迈进的活跃因素。计算机科学与技术是第二次世界大战以来发展最快、影响最为深远的新兴学科之一。中国计算机硬件产业已在世界范围内发展成为一种极富生命力的战略产业。 中国计算机硬件是一种按程序自动进行信息处理的通用工具,它的处理对象是信息，处理结果也是信息。利用计算机解决科学计算、工程设计、经营管理、过程控制或人工智能等各种问题的方法，都是按照一定的算法进行的。这种算法是定义精确的一系列规则，它指出怎样以给定的输入信息经过有限的步骤产生所需要的输出信息。 在中国现代计算机硬件中，外围设备的价值一般已超过计算机硬件子系统的一半以上，其技术水平在很大程度上决定着计算机的技术面貌。外围设备技术的综合性很强，既依赖于电子学、机械学、光学、磁学等多门学科知识的综合，又取决于精密机械工艺、电气和电子加工工艺以及计量的技术和工艺水平等。 在计算机科学与技术的研究方面，中国在有限元计算方法、数学定理的机器证明、汉字信息处理、计算机系统结构和软件等方面都有所建树。在计算机应用方面，中国在科学计算与工程设计领域取得了显著成就。在有关经营管理和过程控制等方面，计算机应用研究和实践也日益活跃。 计算机科学与技术 计算机科学与技术是一门实用性很强、发展极其迅速的面向广大社会的技术学科，它建立在数学、电子学(特别是微电子学)、磁学、光学、精密机械等多门学科的基础之上。但是，它并不是简单地应用某些学科的知识，而是经过高度综合形成一整套有关信息表示、变换、存储、处理、控制和利用的理论、方法和技术。 计算机科学是研究计算机及其周围各种现象与规模的科学，主要包括理论计算机科学、计算机系统结构、软件和人工智能等。计算机技术则泛指计算机领域中所应用的技术方法和技术手段，包括计算机的系统技术、软件技术、部件技术、器件技术和组装技术等。计算机科学与技术包括五个分支学科，即理论计算机科学、计算机系统结构、计算机组织与实现、计算机软件和计算机应用。 理论计算机科学包括自动机论、形式语言理论、程序理论、算法分析，以及计算复杂性理论等。自动机是现实自动计算机的数学模型，或者说是现实计算机程序的模型，自动机理论的任务就在于研究这种抽象机器的模型；程序设计语言是一种形式语言，形式语言理论根据语言表达能力的强弱分为O～3型语言，与图灵机等四类自动机逐一对应；程序理论是研究程序逻辑、程序复杂性、程序正确性证明、程序验证、程序综合、形式语言学，以及程序设计方法的理论基础；算法分析研究各种特定算法的性质。 计算机系统结构程序设计者所见的计算机属性，着重于计算机的概念结构和功能特性，硬件、软件和固件子系统的功能分配及其界面的确定。使用高级语言的程序设计者所见到的计算机属性，主要是软件子系统和固件子系统的属性，包括程序语言以及操作系统、数据库管理系统、网络软件等的用户界面。使用机器语言的程序设计者所见到的计算机属性，
2021年关于计算机硬件市场调查报告
关于计算机硬件市场调查 报告 After reading or practice, get the feeling, and after reflection and summary，to guid the work or life. 姓名： 班级(单位)： 日期：
关于计算机硬件市场调查报告 温馨提示：本文是通过读书或实践后，对某个事件、某个现象、某个问题调查研究所获得的成果性文章。文档下载完成后可以直接编辑，请根据自己的需求进行修改后套用。 随着科技的发展, 计算机硬件价格每一天都在波动, 新的产品不断更 新换代, 生产厂商为了吸引消费群体, 不断推出各种优惠活动;许多大学生对计算机各部件功能及整体功能的认知水平还较低, 甚至对一些部件根本不了解, 这也给个别销售者以可趁之机, 利用高价格、低配置欺骗消费者;一些消费者对自己需要用的配置功能不够了解, 而买到不需要的高价格高配置的产品, 在不 久产品更新换代时价格大幅下跌而感觉后悔不已;有些消费者因为不够了解所需商品, 而买到比自己需要的配置低的产品, 从而给自己的工作生活带来极大地 不便。 我国的软件产业从80年代中期开始发展, 现已成为一个重要产业部门, 是高新技术产业部门的主要生力军之一。我国软件业发展主要表现为：软件开发研究已从软件人员独立进行步入到软件开发组协作开发的阶段;软件项目已成为投资大、收益高的系统工程项目。 软件业发展需要有一个良好的环境。从我国软件业的发展因素看：首先, 软件人才相对较为丰富, 十_大批国内软件人才, 这些人才不仅发展着民族软件事业, 也成为国外软件本地化发展的主要力量。其次, 国内经济的快速发展以及internet与计算机的普及极大地推动了中国软件产业的发展, 政府大力推行的国民经济信息化建设为软件和信息服务业带来良好的发展机遇, 使国内计算机硬件市场高速发展, 也造就了潜在的软件市场。国家主导的信息化进程为中国
常用计算机设备
常用计算机设备 一、键盘 键盘是计算机中最基本的输入设备，键盘上排列了字母、数字、符号等若干个键位通过铵键操作，接通相应的按键开关，产生对应代码并送入计算机的主机。 分类：根据按键开关的结构：机械式和电容式 接口：PS/2、USB、无线 键数：101键和104键 结构布局：根据键位功能不同，可分为字符区、功能区、光标控制区、数字光标小键盘区。 键盘常用功能键功能见下表 ESC键：亦称逃逸键。上网要填写一些用户名什么的，假如填错了，按ESC键即可清除所有的框内内容而打字时，如果打错了也可以按ESC键来清除错误的选字框。是不是很便捷。（见上图） Tab键： Tab键是Table（表格）的缩写，故亦称表格键。一般可以从这个复选框跳到另一个复选框。在编写文本时，按下制表键，光标也会向右移动，它会移动到下一个8n+1位置（n为自然数）。假如正在登陆，填好用户名字后，点一下Tab键，光标就会弹跳到密码框，是不是很方便。 转换键： Capslock键是字母大小写转换键。每按1次转换一下,键盘右上方有对应的大小写指示灯会亮灭（绿灯亮为大写字母输入模式,反之为小写字母输入模式)。 Shift键：俗称上档转换键。按住此键，再打字母，出来的就是这个字母的大写体。还可用于中英文转换。以此类推，按住此键，再打数字键，就会出来数字键上方的符号。比如Shift+2 = @ Ctrl键：俗称控制键，一般都是和其它键结合起来使用，比如最常用的是：Ctel+C=复制 Ctel+V=黏贴Fn键：俗称功能键。几乎所有的笔记本电脑都有这个FN键，作用就是和其他的按键组成组合键，很有用。 win键：亦称其为微软键源于键盘上显示WINDOWS标志的按键。点此键出开始菜单。或和其它键组成组合
中国计算机发展史综述
. 中国计算机发展史 关键词：中国计算机晶体管 . 大型电子计算机集成电路“银河I”巨型计算机 微处理器（CPU）遭重创龙芯 一中国的计算机事业起步与发展 .. 中国电子计算机的科研、生产和应用是从上世纪五十年代中后期开始的。1956年，周总理亲自主持制定的《十二年科学技术发展规划》中，就把计算机列为发展科学技术的重点之一，并筹建了中国第一个计算技术研究所 以逻辑电路器件作为标志，到目前为止的电子计算机可以分为四代。每一代计算机，都比前一代更小、更快，技术工艺要求更高，价钱也更便宜。 . 第一代计算机采用电子管。美国研制出第一代计算机用了4年，而中国通过学习苏联的技术，仅用3年就完成了，并生产了50台左右 . . 第二代计算机采用晶体管。美国从第一代计算机进入第二代计算机花了9年时间生产了约200台 . . 第三代计算机采用中、小规模集成电路。这段发展过程美国用了11年中国用了7年时间我国研制的第三代计算机品种非常多。例如，北京大学、北京有线电厂和燃化部等单位联合研制的150机于1973
年完成；借鉴美国IBM公司16位小型机技术的DJS-100机也于该年（1973）研制成功，它的硬件为自行设计，软件兼容；1976年11月，中国科学院计算所研制成功1000万次大型电子计算机“013机” . 第四代计算机采用大规模和超大规模集成电路，今天的计算机都属于第四代计算机。这个过程美国用了9年研制的ILLIAC-IV中国用了8年。77型机是中国第一台自行设计研制的，采用大规模集成电路的16位微型计算机。另外，参照美国Intel8008机型的国产DJS-050微机，也于该年（1977）由清华大学等单位仿制成功并通过鉴定。 .. 二.中国掌握了大规模集成电路制造技术 . . 1965年，中国自主研制的第一块集成电路在上海诞生，仅比美国晚了5年。在此后的岁月里，尽管国外对我国进行技术封锁，但这一领域的广大科研工作者和工人阶级，发扬自力更生和艰苦奋斗的精神，依靠自己的力量建起了中国早期的半导体工业，掌握了从拉单晶、设备制造，再到集成电路制造全过程，积累了大量的人才和丰富的知识，相继研制并生产了DTL、TTL、ECL等各种类型的中小规模双极型数字逻辑电路，支持了国内计算机行业。当时具备这种能力的国家除中国外，只有美国、日本和苏联 . . 中国从小规模集成电路经过中规模集成电路，再发展到大规模集成电路，仅用了7年时间，这以1972年四川永川半导体研究所。研制成功的我国第一块PMOS型大规模集成电路为标志，而美国用了8年 .
智能硬件的现状与发展趋
智能硬件的现状与发展趋 势 姓名：张世斌 班级：软件143 学号：1408060310
目录 什么是智能硬件****************** 1 智能硬件与嵌入式系统的关系****** 1 技术现状与趋势****************** 2 智能硬件市场现状**************** 3 参考文献************************ 8 个人观点************************ 9
什么是智能硬件 硬件是继智能手机之后的一个科技概念，通过软硬件结合的方式，对传统设备进行改造，进而让其拥有智能化的功能。智能化之后，硬件具备连接的能力，实现互联网服务的加载，形成“云+端”的典型架构，具备了大数据等附加价值。 智能硬件是一个科技概念，指通过将硬件和软件相结合对传统设备进行智能化改造。而智能硬件移动应用则是软件，通过应用连接智能硬件，操作简单，开发简便，各式应用层出不穷，也是企业获取用户的重要入口。 智能硬件是以平台性底层软硬件为基础，以智能传感互联、人机交互、新型显示及大数据处理等新一代信息技术为特征，以新设计、新材料、新工艺硬件为载体的新型智能终端产品及服务。随着技术升级、关联基础设施完善和应用服务市场的不断成熟，智能硬件的产品形态从智能手机延伸到智能可穿戴、智能家居、智能车载、医疗健康、智能无人系统等，成为信息技术与传统产业融合的交汇点。
智能硬件与嵌入式系统的关系 智能硬件可穿戴设备延伸到智能电视、智能家居、智能汽车、智能手环、智能手表、智能蓝牙、智能防丢失设备、医疗健康、智能玩具、机器人等领域。比较典型的智能硬件包括Google Glass、三星Gear、FitBit、麦开水杯、Tesla、乐视电视等。嵌入式是把软件系统嵌入到硬件设备上。比如手机，平板电脑，POS机，收银机等都是嵌入式系统，不需要其他设备就可以独立完成需要的功能。从软件方面来理解，嵌入式是相对于PC机而言的，大多数软件开发都是基于PC机的平台，做出的软件必须要在电脑上才能运行，而嵌入式软件设计是独立的，只需要像手机这种移动终端设备就可以运行。智能硬件只有在硬件设备上与嵌入式系统相结合时才能发挥作用。 技术现状与趋势 对于整个智能硬件产业的技术现状和走向趋势，大概会由以下六个方面： 一、APP将会平台化。很快，一种如同安卓系统式的APP系统将会出现，所有的智能硬件厂商将会基于一个系统平台进行二次开发、应用。对于用户而言，不论我们拥有多少智能硬件产品，我们的手机里不再会出现各种各样琳琅满目的APP应用，而是一个超级APP，或者理解为APP管家。
计算机硬件发展以发展前沿
计算机硬件发展及前沿 现在,我们每天都离不开计算机,它让世界变成“地球村”，它缩短了人与人之间的距离,它带给我们大量有用信息,使人们能坐在家里足不出户,就能知道世界上任何地方发生的所有的事。它极大的提高人们的生活质量，它的出现可以说是人类文明发展的里程碑。同时,它的发展日新月异。计算机的历史仅仅七十多年，但是发展程度是任何机器都比不了的。现在,让我们走进计算机的世界,探索它的奇妙与不可思议吧。 一、计算机诞生的背景 现代计算机问世之前,计算机的发展经历了机械式计算机、机电式计算机和萌芽期的电子计算机三个阶段。 早在17世纪,欧洲一批数学家就已开始设计和制造以数字形式进行基本运算的数字计算机。164２年,法国数学家帕斯卡采用与钟表类似的齿轮传动装置，制成了最早的十进制加法器。1678年,德国数学家莱布尼兹制成的计算机,进一步解决了十进制数的乘、除运算。 英国数学家巴贝奇在1822年制作差分机模型时提出一个设想,每次完成一次算术运算将发展为自动完成某个特定的完整运算过程。1８84年,巴贝奇设计了一种程序控制的通用分析机。这台分析机虽然已经描绘出有关程序控制方式计算机的雏型，但限于当时的技术条件而未能实现。 巴贝奇的设想提出以后的一百多年期间，电磁学、电工学、电子学不断取得重大进展，在元件、器件方面接连发明了真空二极管和真空三极管；在系统技术方面,相继发明了无线电报、电视和雷达……。所有这些成就为现代计算机的发展准备了技术和物质条件。 ２0世纪30年代，随着数学和物理的蓬勃发展,物理学的各个领域经历着定量化的阶段，描述各种物理过程的数学方程,其中有的用经典的分析方法已根难解决。于是，数值分析受到了重视，研究出各种数值积分，数值微分，以及微分方程数值解法，把计算过程归结为巨量的基本运算,从而奠定了现代计算机的数值算法基础。 社会上对先进计算工具多方面迫切的需要,是促使现代计算机诞生的根本动力。２0世纪以后，各个科学领域和技术部门的计算困难堆积如山，已经阻碍了学科的继续发展。特别是第二次世界大战爆发前后，军事科学技术对高速计算工具的需要尤为迫切。在此期间，德国、美国、英国部在进行计算机的开拓工作，几乎同时开始了机电式计算机和电子计算机的研究。 德国的朱赛最先采用电气元件制造计算机。他在１941年制成的全自动继电器计算机Z-３，已具备浮点记数、二进制运算、数字存储地址的指令形式等现代计算机的特征。在美国，19４0～1947年期间也相继制成了继电器计算机MＡＲK－1、MＡRK－2、Modｅl-1、Modｅl-5等。不过,继电器的开关速度大约为百分之一秒,使计算机的运算速度受到很大限制。 电子计算机的开拓过程,经历了从制作部件到整机从专用机到通用机、从“外加式程序”到“存储程序”的演变。1９3８年，美籍保加利亚学者阿塔纳索夫首先制成了电子计算机的运算部件。１943年，英国外交部通信处制成了“巨人”电子计算机。这是一种专用的密码分析机,在第二次世界大战中得到了应用。 二、电子计算机的诞生 1946年2月美国宾夕法尼亚大学莫尔学院制成的大型电子数字积分计算机(ＥNＩAＣ),最初也专门用于火炮弹道计算,后经多次改进而成为能进行各种科学计算的通用计算机。这台完全采用电子线路执行算术运算、逻辑运算和信息存储的计算机，运算速度比继电器计算机快1000倍。这就是人们常常提到的世界上第一台电子计算机。但是,这种计算机的程序仍然是外加式的，存储容量也太小,尚未完全具备现代计算机的主要特征。 三.计算机的发展 新的重大突破是由数学家冯·诺伊曼领导的设计小组完成的。１9４5年3月他们发表
常见的电脑硬件英文缩写
学习电脑知识要对电脑的硬件有肯定的知道,可以看看电脑由那些硬件构成而学习硬件知识就要知道常用电脑硬件英文缩写,下面即是多见的电脑硬件英文缩写PC：个别计划机PersonalComputer CPU：中间处置器CentralProcessingUnit CPUFan：中间处置器的“散热器”(Fan) MB：主机板MotherBoard RAM：里存RandomAccessMemory，以PC-代号区分规格，如PC-133，PC-1066，PC-2700 HDD：硬盘HardDiskDrive FDD：软盘FloopyDiskDrive CD-ROM：平驱CompactDiskReadOnlyMemory DVD-ROM：DVD平驱DigitalVersatileDiskReadOnlyMemory CD-RW：刻录机CompactDiskReWriter VGA：出现卡(出现卡正规用语答为DisplayCard) AUD：声卡(声卡正规用语答为SoundCard) LAN：网卡(网卡正规用语答为NetworkCard) MODM：数据卡或调制解调器Modem 电脑知识 HUB：集线器 WebCam：网络张麦拉 Capture：影音搜集卡 Case：机箱 Power：电源 Moniter：屏幕，CRT为显像管屏幕，LCD为液晶屏幕 USB：通用串动总线UniversalSerialBus，用相连外围装置 IEEE1394：始的高速序列总线规格InstituteofElectricalandElectronicEngineers Mouse：鼠标，多见接口规格为PS/2与USB KB：键盘，多见接口规格为PS/2与USB Speaker：喇叭 Printer：打印机
计算机网络技术发展史【计算机网络发展的历史】
计算机网络技术发展史【计算机网络发展的历 史】 【计算机网络发展的历史】 本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果 您需要使用本文档，请点击下载按钮下载本文档（有偿下载）， 另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意！ 一、计算机网络的发展 事实上计算机网络是二世纪60年代起源于美国,原本用于 军事通讯,后逐渐进入民用,经过短短40年不断的发展和完善,现 已广泛应用于各个领域,并正以高速向前迈进。 20年前,在我国很少有人接触过网络。现在,计算机通信网络 以及Inter已成为我们社会结构的一个基本组成部分。网络 被应 用于工商业的各个方面,包括电子银行、电子商务、现代化的企业管 理、信息服务业等都以计算机网络系统为基础。从学校远程 教育到 政府日常办公乃至现在的电子社区,很多方面都离不开网络技术。
可以不夸张地说,网络在当今世界无处不在。 随着计算机网络技术的蓬勃发展,计算机网络的发展大致可划分为4个阶段。 第一阶段:诞生阶段 20世纪60年代中期之前的第一代计算机网络是以单个计算 机为中心的远程联机系统。典型应用是由一台计算机和全美范围内 2 000多个终端组成的飞机定票系统。终端是一台计算机的外部设 备包括显示器和键盘,无CPU和内存。随着远程终端的增多,在主 机前增加了前端机。当时,人们把计算机网络定义为“以传 输信息为目的而连接起来,实现远程信息处理或进一步达到资源共 享的系统”,但这样的通信系统已具备了网络的雏形。 第二阶段:形成阶段 20世纪60年代中期至70年代的第二代计算机网络是以多个主机通过通信线路互联起来,为用户提供服务,兴起于60年代后 期,典型代表是美国国防部高级研究计划局协助开发的 ARPA。主机之间不是直接用线路相连,而是由接口报文处理机转接后互联的。IMP和它们之间互联的通信线路一起负责
计算机软件技术的现状与发展趋势
计算机软件技术的现状与发展趋势 前言 随着社会的进步与发展，计算机技术在人们生活中的应用十分的广泛，对人们的生活有着很重要的影响，并且对于计算机来说，最为重要的便是软件技术，这是计算机系统的核心组成部分，只有保证软件系统的稳定运行，才能够满足人们的各种需求。计算机利用软件系统来实现各种高级的功能，并且不同的软件其功能也不同，可以满足人们不同的需要。 1计算机软件的发展现状 1.1软件的分类 计算机软件能够对计算机进行高级操作，软件技术能够根据用户的各项要求进行不同的操作，对于计算机软件主要的研究内容有：要能够开发出适当的软件能够提高计算机运行的速度，并且能够实现计算机系统的高效运营，优化各种支撑的体系，开发出科学的技术方法来优化支撑体系。计算机软件系统是一个可以运营的系统。计算机软件的分类主要有系统软件、操作系统以及数据库、支撑软件、程序库、语言编辑程序以及各类应用软件。 1.2计算机软件的开发现状 计算机系统软件具备相应的硬件特征，其中主要的组成系统有：操作系统、应用服务器以及各类的数据库系统。在计算机中操作系统十分的重要，能够管理计算机的各类软件以及硬件，能够实现计算机的
各项功能操作，在操作系统中的硬件资源管理中心，能够管理计算机中的各类硬件资源，处理器、储存器以及显示器等，同时也能够操作软件运营的系统，对软件系统进行相应的管理，另外也能够作为支撑系统对软件起到相应的支撑作用。操作系统是计算机中的基础设施，用户能够根据自身的需要开发出需要的应用系统。随着科技的不断进步，计算机网络技术在不断的发展，这样为操作系统的发展创造了很好的条件，计算机操作系统将会向着更加智能的方向进行发展，将会更好的满足人们的需求，方便人们的生活。 近年来，操作系统的嵌入式技术已经得到了普遍的应用，这是一种新兴技术，是信息发展的产物，在很多的领域都得到了很好的应用，对于计算机操作系统嵌入式技术来说，主要是把计算机软件硬件以及相关的机电设备进行相应的结合，从而来组成一个具有智能化的机电操作系统，计算机软件以及硬件的机电设备相对于原有的机电设备具有很多的优点。目前在我国的很多的生产领域都大量的应用了计算机操作系统嵌入式技术，实现了智能化的管理，并且随着相关人员的不断研究，使得嵌入式技术的得到了很好的发展，并且这一技术也将会得到更加广泛的应用，很多的商人都开始了对其的投资，也取得了很大的经济效益。 1.3数据库操作系统的发展现状 很多企业都大规模的使用数据库管理系统，数据库系统是计算机中的一个十分重要的组成部分，并且具有支撑网络的功能，并且这个功能也是数据库系统最为重要的一个部分，现今国内的很多研究人员着
计算机硬件知识题复习资料资料
信息技术过关考试题库（“计算机基础知识”部分） 1、计算机的核心部件中央处理器的简称是________。C A 主机 B 存储器 C CPU D 输入设备 2、世界上第一台电子计算机诞生于_____________。A A 1946年 B 1950年 C 1949年 D 1941年 3、下列全部是硬件的选项是______。A A 键盘、显示器 B Windows、Word C Word、显示器Windows、主机 4、计算机软件一般分为_______ 两大类.B A 系统软件和数据库软件 B 系统软件和应用软件 C 绘图软件和游戏软件 D 游戏软件和工具软件 5、世界上第一台计算机名叫_________。C A SONY B INTEL C ENIAC D TCL 6、鼠标是计算机的_____________。B A 输出设备 B 输入设备 C 运算控制单元 D 存储器 7、下列属于输出设备的是（C ）。 A、扫描仪、音箱 B、鼠标、键盘 C、显示器、打印机 D、话筒、绘图仪 8、计算机中RAM称为_____________。C A 软盘 B 硬盘 C 随机存储器 D 只读存储器 9、一台完整的计算机由_________D 组成。 A 主机和外部设备两部分 B 主机、键盘和显示器 C 系统软件和应用软件 D 硬件和软件两部分 10、计算机存储单位中的1 KB 等于_________。B A 1000 B B 1024 B C 100 B D 10 B 11、通常人们把运算器和控制器合起来称之为______。A A CPU B FOX C ROM D RAM 12、下列设备中哪一个不属于输出设备________。B A 显示器B鼠标 C 打印机 D 绘图仪 13、RAM中存储的数据在断电后______丢失。A