信息技术/计算机硬件简介
 |
本节是一个存根。 您可以通过扩展它来帮助维基教科书。 |
计算机硬件是指计算设备中物理组件的集合，它们协同工作形成一个系统，使计算机能够处理数据。 计算机硬件可以是内部的也可以是外部的。 内部组件是那些不打开设备就看不到的部件，而外部组件是那些在设备外部或连接到设备外部的部件。 内部设备的例子包括存储、处理和风扇。 外部设备的例子包括键盘、显示器、鼠标以及任何直接连接到设备的东西（比如 USB 或打印机）。
中央处理器 (CPU) 是任何计算机系统的核心。 它是一个专门用于处理 I/O（计算机与用户之间的数据交换）和计算机系统的基本控制的组件。 更确切地说，CPU 管理计算机系统的基本算术、逻辑和 I/O 操作。 CPU 从程序中获取指令，对指令进行解码，然后执行指令。 这个过程称为指令周期。 现代微处理器平均每秒完成数十万次这样的指令周期。
CPU 配备了许多特定的组件。 第一个组件称为算术逻辑单元 (ALU)，它执行简单的算术和逻辑运算。 第二个组件是控制单元 (CU)，它指导处理器的所有操作，用于计算机的各个组件。 CU 从内存中读取和解释指令，并将它们转换为多个信号，以根据这些指令激活计算机的其他部分。 CU 有时会调用 ALU 来执行必要的计算。
CPU 还产生大量的热量。 这需要一个散热器和风扇，通过热导膏（也称为散热膏）连接到 CPU，以保持安全温度。 热导膏为过热创建了一个均匀的接触面，以传热。 一些计算机制造商更喜欢使用更大的售后散热器或水冷散热器来保护 CPU 免受高温的影响。
电源供应单元 (PSU) 是计算机的重要硬件组件；没有电源，计算机将无法工作。 电源将来自电源插座的交流电 (AC) 线转换为运行计算机所需的较低电压直流电 (DC) 电源。 电源供应单元负责为计算机的各种电子组件供电。 电源供应单元有两种类型，线性电源供应单元和开关电源供应单元。
主板是计算机的主要电路板。 它包含一个 CPU 插槽、用于 RAM 的内存插槽、BIOS、用于外围设备的控制器端口（键盘、鼠标、扬声器等），甚至用于显卡或声卡的扩展插槽。 主板还简化了计算机的所有设备和系统之间的通信。 它通常是计算机的主要组件，通常被称为系统板。 一些主板包含额外的连接器，允许扩展以升级计算机并添加额外的芯片。
主板通常有一个或多个扩展插槽。 这些插槽最常见的是 PCI（外设组件互连）插槽，或 PCI-Express 16x 插槽。 这些插槽最常用于连接设备，如显卡、声卡、WLAN 适配器等。 它们通常与计算机机箱上的扩展卡切口对齐，以允许将电缆插入其中。 大多数 ATX 主板将根据品牌和主板的高端程度，有两个或三个 PCI-E 16x 插槽。
系统内存 - 也称为随机存取内存 (RAM) - 是一种计算机用来快速访问数据的临时存储形式。 由于硬盘驱动器 (HDD) 的读写速度不足，计算机的正常运行需要 RAM。 RAM 被称为随机的原因是它使计算机能够快速直接地访问内存中的任何位置的值。 为了使内存保持活动和可用，必须从电源供应单元向其提供电力，这就是为什么如果您关闭计算机，存储在内存中的数据会丢失的原因。 您希望保存到内存中的数据必须放置到硬盘驱动器 (HDD) 或其他存储设备上，在那里它将保留到被删除为止。
硬盘驱动器 (HDD) 是一种长期、持久存储设备，可以存储大量数据。 它作为计算机访问和存储数据或文件的首选存储器。 这些文件可以是图片、音乐、视频、电子表格、文档、数据库等。 大多数 HDD 包含数百吉字节 (GB) 或更多。 硬盘驱动器比系统内存访问数据慢，但它们也便宜得多。 任何保存到硬盘驱动器上的信息都是持久的，即使计算机关闭也不会丢失。 这也适用于用作便携式数据存储的闪存驱动器，它可以从插入闪存驱动器的任何计算机访问。
固态硬盘 (SSD) 是 HDD 的下一个技术发展。 与 HDD 不同，SSD 不包含任何活动部件，这使得它们更冷、更快、更安全、更安静。 SSD 利用非易失性、持久的闪存版本，更具体地说，是基于 NAND 的闪存，与 RAM 中的闪存不同，它在断电时会保留数据。 不过，SSD 也有几个缺点。 目前，SSD 的尺寸要小得多，而且价格要比同等大小的 HDD 高出几个数量级。 随着 SSD 技术的成熟，这种情况有望改变，最近，消费级 SSD 的价格已大幅下降。
显卡是一种扩展卡，或电路板，可以插入电脑的主板以增加功能。 显卡用于产生输出信号，这些信号被送入显示器以产生图像。 显卡的子组件包括处理单元、内存、与显示设备的连接以及散热器。 显卡通常由安装在印刷电路板上的这些组件组成。 台式电脑的显卡有两种尺寸规格，标准型和低矮型。 这些规格仅基于宽度，而显卡的长度和厚度可能会有所不同。 大多数显卡允许访问高级图形，例如 2D 和 3D 图像、游戏和其他视频输出。
需要注意的是，大多数现代主板都带有集成显卡，无需另外购买。 但是，单独购买显卡通常在图像质量方面提供更高的性能水平。
输入设备是任何用于提供和使用数据以控制信息系统（如计算机）的信号和命令的计算硬件形式。 例如，键盘、鼠标或操纵杆可以归类为输入设备。
输出设备是接收来自计算机的数据并将数据转换为人类可访问的物理形式（如文本、音频或视频）的设备。 常见的输出设备包括显示器（将计算机数据转换为可读的显示）、打印机（将数据转换为物理复制品）和扬声器（将计算机数据转换为音频）。
电脑机箱是包含大多数电脑组件的盒子。 它也被称为塔式机箱、主机、外壳等。 它保护了电脑的内部工作原理，并使运输变得更容易。 它可以有多种形状和尺寸，但通常取决于主板的尺寸。 事实上，主板、电源和机箱必须兼容才能一起工作。 机箱通常由铝或钢制成，但其他材料包括玻璃、木材或塑料。
大型机与普通计算机相比是一台庞大的计算机。 它们通常体积很大，可以占据整个房间。 大型机的价格也远高于个人计算机； 它们的售价可能是一台普通电脑的数百倍。 它们唯一的目的是为大型公司和政府处理庞大的计算任务。 人口普查局使用此类计算机来处理每年进行的人口普查所需的大量信息。 联邦和私人银行也使用这些计算机来处理交易和其他与数字相关的任务。
有多种方法可以衡量存储的信息。 最小的信息单位称为位。 位可以是 1 或 0。 然后，4 位称为半字节，它是一个字节的一半。 字节曾经是用来在计算机上编码文本的位数。 如今，一个字节是 8 位或“八位字节”。 然后是千字节、兆字节和吉字节，这些都是我们熟悉的其他信息单位。