電腦的硬體結構

一、硬體的基本結構

  由外觀看,電腦分為三個主要部分:主機、輸入設備與輸出設備。輸入設備負責
將資料送進主機;輸出設備負責將主機處理資料的結果送出:
l﹒記憶:可儲存大量的資料。
2.算術邏輯:可執行加減乘除等計算,亦可對資料作邏輯判斷。
3.控制:可根據命令來控制電腦的各部門,配合完成要執行的工作。
因此,通常將電腦的基本結構依功能而區分為輸入、輸出、記憶、算術邏輯及控制等五大部門。

二、主機與周邊設備

  通常我們看到的一般電腦系統,都是把記憶、算術邏輯及控制三個部門併裝成一
部機器,是整個電腦系統的核心,通稱為中央處理器(Central Processing Unit,簡
 CPU),也就是俗稱的「主機」。中央處理器以外的機器,則通稱為周邊設備。周
邊設備包含輸入設備、輸出設備、通訊設備及輔助記憶設備。

三、記憶體

l﹒主記憶體與輔助記憶體

  具有記憶功能的設備又區分為主記憶體與輔助記憶體。主記憶體就像人腦的記憶
一樣,是有限的,為了輔助記憶的不足,我們可以作筆記、查閱參考書籍,這筆記、
參考書籍就是人的輔助記憶體。
  主記憶體是由具備記憶功能的積體電路組成的,通常命令電腦工作的程式要執行
或資料要處理時,都必須先存進主記憶體內,才能由控制部門取出來處理:輔助記憶
體,如磁碟及磁帶等,可儲存大量的資料,而且可以依我們需要的數量而購置很多,
等到要使用時再裝到磁碟機或磁帶機中,做為輸入或輸出之用。通常主記憶體是在電
腦運作時,用來暫時存放程式或資料;輔助記憶體則可以永久存放程式或資料。

2.ROM 與 RAM

  目前電腦皆以具有記憶功能的積體電路為記憶體的元件,它又可分為ROM及RAM兩
種。ROM(Read Only Memory,唯讀記憶體)所儲存的資料只能被讀出,而不能被寫
;且電源關掉時,資料不會消失。RAM(Random Access Memory,隨機存取記憶體)
所儲存的資料可被讀出,方可被寫入;當電源關掉時,資料全部消失。除了ROM與RAM
之外,另外還有一種快取記憶體(Cache Memory),它存取資料的速度比RAM快很多,
可以加快常用程式或資料的執行效率。

3.記憶單位--bit、byte、KB、MB與GB

  bit是 Binary digit 的縮寫,稱為位元。它是記憶體儲存資料的最基本單位,
每個位元只能存放 0 或 1 其中一種信號。byte 稱為位元組,一個 byte 是由 8 個
bits 組合而成。根據每個 bit 內容的變化,而可以有各種不同的組合,以代表不同
的英文字母、數字或符號。從鍵盤輸入的英文字母、數字或符號,如A、7、@、?等,
通常稱為一個字元。一個字元存放在記憶體中,會佔用一個位元組的空間。
  

四、個人電腦的分類

  通常個人電腦都依使用的微處理機,而區分為下面四類:

l﹒八位元電腦:

  一次能處理 8bit 的資料,如早期的蘋果二號,使用6502微處理機。

2﹒十六位元電腦:

  一次能處理 16bit 的資料,如XT或AT級的電腦,分別使用80286微處理機。

3﹒三十二位元電腦:

  一次能處理32bit 資料,如386或486級的電腦,分別使用80386及80486微處理機。

4﹒六十四位元電腦:

  一次能處理 64bit 的資料,如使用 Pentim 或 Power PC 微處理機的電腦。

五、輸出入設備

1﹒輪入設備:

  如鍵盤、滑鼠、軌跡球、觸摸式螢幕、掃描器、數位板、麥克風等。

2﹒輸出設備:

  如螢幕、印表機、繪圖機、語音輸出、液晶板、條碼列印機等。

3﹒磁碟機:

  磁碟(Disk)是用來儲存大量資料的輔助記憶體。要存取磁碟上的資料時,必須
使用有輸入及輸出雙向功能的磁碟機(Disk Driver)。磁碟分為硬式磁碟(Hard
Disk)和軟式磁碟(Floppy Disk)兩種;配用的磁碟機相對地也有硬式磁碟機與軟式
硬碟機兩種。通常電腦安裝兩部軟式磁碟機,編號分別為A及B,如果加裝一部硬式磁
碟機,其編號為C;有多部硬式磁碟機時,則依序為C、D、E‥.。
  硬式磁碟用金屬片製成,且密封在硬式磁碟機內,灰塵不易侵入,其精密度高,
而且儲存容量較大,目前常見約有54OMB、85OMB、l.OGB、l.2GB以上等。而軟式磁碟
機與軟式磁碟(即俗稱的「磁碟片」或「磁片」)是分離的,我們可以隨時更換磁片。
  一般人最常使用、也最容易看到的磁片,依尺寸可分為5.25吋及3.5吋兩種;若以
規格分,以上兩種又各可分為 2DD 及 2HD 兩種。磁片是一張圓形膠片,上面塗上一
層磁性物質,利用磁化原理記錄資料,其形狀就像一張小唱片,上面有一圈一圈的同
心圓,稱為磁軌(Track)。每個磁軌又可劃分成幾個磁區(Sector),磁區是磁碟機
在磁片上讀出或寫入資料的基本單位。

4﹒光碟機:

光碟是比較新而且容量更大的輔助記憶體。儲存資料時,由光碟機產生高功率的
雷射光束,在光碟片的表面燒出極細微的凹洞,每一凹洞代表一個位元。讀取資料
時,以較低功率的雷射光束偵測凹洞,以反射光的強弱來判斷每個位元的內容。
  光碟的儲存密度很高(比硬碟高),穩定性也很好。光碟機存取資料速度比磁帶
機快約100倍,但比硬式磁碟機慢約2-5倍。目前光碟技術非常進步,光碟機依存取
的方式,可分為唯讀型、寫一次型及可重寫型三種。

六、擴充槽與介面卡

  個人電腦的主機內部,除了電源供應器(Power Supplier)外,最主要的是一大
片主機板(Main Board 或 Mother Board)。板上佈滿傳送信號的線路,及預留安放
微處理機與主記憶體等元件的積體電路插座,也有鍵盤使用的插座及安放電池的位
置,另外最重要的就是擴充槽(Slot)。擴充槽是供電腦擴大主機功能,或與周邊設
備溝通訊息所預留的管道。使用時,必須利用具有該功能的介面卡(Inteface
Card)插入擴充槽中,做為溝通的橋樑。擴充槽有8位元、16位元及32位元三種;介面
卡的插接部位也有長短之分,分為8、16與32位元的介面卡,可配合插在適當的槽中。
(短型的介面卡也可插在長型的擴充槽中,如8位元介面卡,可插在8位元擴充槽中,
也可插在16位元擴充槽中)
  常用的介面卡如下:
l﹒顯示介面卡:分為單色及彩色兩大類;彩色介面卡依解析度又可分為多種。
2﹒中文卡:將中文字型燒在ROM中,提高中文的顯示速度。
3.記憶體擴充卡:擴充RAM的記憶容量。
4.網路卡:用來與其它電腦或設備連接,以便互相傳送資料。
5.音效卡:可連接語音設備,配合多媒體軟能運用。
6.其它:磁碟機介面卡、通訊介面卡、遊戲介面卡、等。