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 (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

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。 CPU 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 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。 。

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 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

主機板

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 Stick SD Card 讀卡機

隨堂作業： 如果您曾經組裝過電腦：請寫出您組裝電腦的 經驗（規格、採購地點與方式、採購過程、組 裝過程、曾經遭遇過的問題 …… ） 如果您沒有組裝過電腦，但是有使用過電腦， 請寫出您的使用經驗（使用在哪一方面、動機、 曾經遭遇過的困難 …… ） 注意：請寫 300 字以上，可以 *.doc 格式 （ WORD ）、 *.txt （純文字）格式， *.html （網頁）格式，於今天之內寄到老師信箱：