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電腦硬體簡介

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. CPU. 記憶體. 主機板. 硬碟機. 顯示卡. 主機內部. 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 (Instruction) 。 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。

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電腦硬體簡介

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Presentation Transcript

  1. 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

  2. 計算機系統示意圖

  3. 個人電腦外觀 圖片來源：旗標出版公司

  4. 主機外觀 圖片來源：旗標出版公司

  5. CPU 記憶體 主機板 硬碟機 顯示卡 主機內部 圖片來源：旗標出版公司

  6. 電腦硬體概述 • 輸入單元：用以輸入資料(Data)與指令(Instruction)。 • 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

  7. 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

  8. CPU 的位置

  9. 認識 CPU

  10. CPU 的種類

  11. 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

  12. 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

  13. Socket 478 和 Socket A

  14. 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

  15. 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

  16. 倍頻係數 • 倍頻係數是協調內外部頻率的關鍵。 CPU 運作時的頻率可以經由下列公式計算出來：

  17. 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)

  18. 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

  19. 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

  20. 認識記憶體 • 記憶體 (RAM, Random Access Memory) 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。 。

  21. 記憶體的外觀

  22. 記憶體的功能

  23. 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

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

  25. 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

  26. 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）

  27. 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）

  28. 產品的 CL 標示

  29. 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

  30. Parity Check 的運作方式

  31. 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

  32. 認識主機板 • 主機板 (Motherboard 或 Mainboard), 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

  33. 主機板

  34. 主機板

  35. 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)

  36. 晶片組

  37. 晶片組的功能與地位

  38. 北橋與南橋晶片掌控的元件

  39. 硬碟機

  40. 硬碟的特性 • 容量超大 • 資料存取快速 • 單位成本低廉

  41. 從外觀認識硬碟

  42. 從外觀認識硬碟

  43. 從連接界面來區分硬碟的種類

  44. 從外觀大小來區分硬碟的種類

  45. 硬碟的容量 • 以 GB (Giga Byte) 為單位：

  46. 硬碟的容量

  47. 硬碟容量的單位計算

  48. 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)：

  49. 軟碟機

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