電腦硬體簡介

94 學年度第一學期

東海大學物理系‧資訊教育施奇廷

計算機系統示意圖

個人電腦外觀

圖片來源：旗標出版公司

主機外觀

圖片來源：旗標出版公司

主機內部

主機板

CPU 記憶體

硬碟機

顯示卡圖片來源：旗標出版公司

電腦硬體概述 輸入單元：用以輸入資料 (Data) 與指令 (Instr

uction) 。 輸出單元：用以輸出計算或處理後的結果。 控制單元：用以控制計算機系統的作業。 算術與邏輯單元：用以處理加、減、乘、除算術運算，並作一些選擇、比較、邏輯決策之邏輯運算及存入 (Store) ，取出 (Fetch) 等作業。

主記憶體：用以儲存資料、指令及程式

中央處理單元： CPU CPU (Central Processing Unit) 的中文名稱是中央處理器 , 又叫做微處理器 (Micro Processor)

CPU 就好像是 PC 的大腦 , 它負責系統中數值運算、邏輯判斷等核心工作 , 同時也針對程式的命令作編譯與協調執行

CPU 的位置

認識 CPU

CPU 的種類

Socket: CPU 插槽 Socket 478: Intel Pentium 4, Celeron Socket 604: Intel Xeon Socket 775: Intel Pentium 4 PRESCOTT Socket A: AMD Athlon XP/MP, Sempron Socket 754: AMD Athlon 64, Sempron Socket 940: AMD Athlon Opteron Socket 939: AMD Athlon 64

Socket 478 與 Socket A Socket 是 CPU 在主機板上的插槽規格 , 這和 CPU 的外型有對應關係

請記得目前的 Pentium 4 與新 Celeron, 因為有 478 個接腳 , 使用的是 Sochet 478 的插槽 , 而 Athlon 與 Duron 則使用 Socket A (Socket 462) 的規格；另外 Pentium !!! 與舊 Celeron, 則使用 Socket 370

Socket 478 和 Socket A

內頻 一般常說的 CPU 速度指的是在單位時間內 , CPU 內部處理指令的頻率 , 因此也稱為內頻 , 單位是 MHz ( 每秒百萬次 ) 或 GHz ( 每秒十億次 )

內頻愈高 , 表示 CPU 的處理速度快

外頻 外頻就是指 CPU 外部與主機板之間的運作頻率 , 也稱為 Host Clock

常見的速度是 333/400 MHz ， Pentium 4 Prescott 外頻高達 800 MHz

如果 CPU 與外部「交談」非常頻繁，外頻將可能成為運算的瓶頸

倍頻係數 倍頻係數是協調內外部頻率的關鍵。 C

PU 運作時的頻率可以經由下列公式計算出來：

L1 與 L2 Cache Cache 的中文名稱叫做快取 , 這是一種速度比主記憶體更快的儲存裝置

它的功能是用來減少 CPU 因等待慢速設備 ( 如記憶體 ) 所導致的延遲 , 進而改善系統的效能

CPU 需要的資料可以在 Cache 中找到的機率稱為 Hit Ratio ( 快取率 )

L1 與 L2 Cache 目前電腦內部以距離 CPU 核心的層數來分 , 有 L1 、 L2 兩種 Cache ： L1 Cache 作為 CPU 內部指令集與資料的快取區

L2 Cache 則是 CPU 與記憶體之間的快取區

工作電壓 各家 CPU 的工作電壓不一定相同。由於電壓愈高 , 消耗電量愈多 , 且散發的熱量也愈大！若機殼內部散熱不良 , 當機的情形就會增加。因此 , 工作電壓低 , 可達到省電、快速、穩定的目的

認識記憶體 記憶體 (RAM, Random Access Memor

y) 即電腦的主記憶體 , 其功能是 CPU 在運作的過程中 , 會不斷地索取或產生新的資料 , 但是 CPU 本身並沒有足夠的儲存空間可放置這些資料 , 因此必須由記憶體來提供。 。

記憶體的外觀

記憶體的功能

記憶體的優、缺點 優點：因為記憶體是以晶片製造而成 , 屬於電子式的儲存裝置 , 所以存取速度快、體積小

缺點：當沒有電源時就無法保存資料

記憶體的規格 資料寬度 存取時間 Parity Check ECC (Error Checking & Correction)

資料寬度 資料寬度是指記憶體一次輸出 / 輸入的資料量

由於現在的 CPU 與記憶體之間的資料匯流排是 64 位元 , 所以只要插上一條 DDR 、 SDRAM 的記憶體模組 (1 個 Bank) 就可以配合 CPU 作業了

存取時間 記憶體的存取時間 (Access Time) 指的是從 CPU 向記憶體提出索取資料的要求 , 一直到記憶體把資料送出的這段時間。存取時間越短越好

單位是 Nanosecond（硬碟、光碟則為 ms ）

CAS Latency

CAS Latency 簡稱為 CL, 簡單而言是指記憶體需經過多少的時間週期後 , 才能開始讀寫資料

以 DDR 為例 , 常見的 CL 值有 2 、2.5 與 3, 數字越小效能越好（單位是「 cycle 」，指 CPU 之週期）

產品的 CL 標示

Parity Check

Parity Check 稱為同位元檢查 , 這是一種檢查資料是否正確的技術 , 它可以偵測出某段資料是否發生錯誤

一般以維持固定長度的資料中有奇數或偶數個 '1' 而分為奇同位或偶同位兩種

Parity Check 的運作方式

ECC (Error Checking & Correction)

ECC 稱為錯誤自動檢查與更正 , 這也是一種資料檢查的技術 , 可以檢查資料是否正確

和 Parity Check 主要的不同點是在只有一個錯誤的狀況下 , ECC 具有自動更正的能力

認識主機板 主機板 (Motherboard 或 Mainboar

d), 是由各種組件 / 介面卡的『基地』 , 藉由其印刷線路與各式插槽 , 可彼此溝通、傳送資料

主機板

主機板

認識晶片組 在整塊主機板接近中央的部位 , 可以看到一個散熱片或散熱風扇、而底下蓋住的就是晶片 (Chip) ；在它的附近 , 會看到一個形狀類似、體積較小的積體電路晶片 , 就是晶片組 (Chipset)

晶片組

晶片組的功能與地位

北橋與南橋晶片掌控的元件

硬碟機

硬碟的特性 容量超大 資料存取快速 單位成本低廉

從外觀認識硬碟

從外觀認識硬碟

從連接界面來區分硬碟的種類

從外觀大小來區分硬碟的種類

硬碟的容量 以 GB (Giga Byte) 為單位：

硬碟的容量

硬碟容量的單位計算

硬碟的轉速 轉速為一硬碟馬達旋轉的速度 , 其單位為 RPM (Rotations Per Minute, 每分鐘多少轉 ) ：

軟碟機

軟碟機的特性 價格便宜 容易攜帶 資料交換方便

軟碟機的缺點 資料讀寫速度慢 容量太小 不易保存

其他儲存媒體

USB 隨身碟碟 ZIP 高容量磁碟 Compact Flash 卡

Memory StickSD Card 讀卡機

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