我們大多數(shù)人每天都使用計算機，但很少有人知道我們生活中這一重要部分的內(nèi)部運作。

　　這個詞 計算機 指可以接受某些輸入并產(chǎn)生某些輸出的對象。事實上，人腦本身就是一臺復雜的計算機，科學家們每年都在更多地了解它是如何工作的。不過，我們最常用的計算機一詞是描述包含 微處理器.

　　微處理器是一種小型電子設備，可以在眨眼間進行復雜的計算。您可以在每天使用的許多設備中找到微處理器，例如汽車、冰箱和 電視.最受認可的帶有微處理器的設備是個人計算機或PC。事實上，計算機的概念幾乎已成為PC一詞的同義詞。

　　當您聽到 PC 時，您可能會設想一個帶有附加視頻屏幕、鍵盤和某種類型的指針設備(如鼠標或觸摸板)的封閉設備。您還可以設想不同形式的 PC，例如臺式計算機、塔式計算機和筆記本電腦。術(shù)語PC與某些品牌相關聯(lián)，例如英特爾處理器或微軟操作系統(tǒng)。但是，在本文中，我們將PC定義為具有以下特征的更通用的計算設備：

　　設計為一次供一個人使用

　　運行操作系統(tǒng)以連接用戶和微處理器

　　具有本文中描述的某些常見內(nèi)部組件，例如 CPU 和 RAM

　　運行專為特定工作或娛樂活動而設計的軟件應用程序

　　允許根據(jù)需要添加和刪除硬件或軟件

　　PC的歷史可以追溯到1970年代，當時一位名叫Ed Roberts的人開始銷售基于英特爾設計的微處理器芯片的計算機套件。羅伯茨稱他的電腦為Altair 8800，并以395美元的價格出售了未組裝的套件。大眾電子在 1975 年 1 月刊中刊登了一篇關于該套件的報道，令幾乎所有人驚訝的是，這些套件立即大受歡迎。因此，個人電腦的時代開始了[來源： 切魯齊, 拉薩爾].

　　雖然 Altair 8800 是第一臺真正的個人電腦，但幾年后 Apple II 的發(fā)布標志著 PC 作為搶手家用電器的開始。發(fā)明家史蒂夫·喬布斯(Steve Jobs)和史蒂夫·沃茲尼亞克(Steve Wozniak)的Apple II證明了家庭和學校對計算機的需求。不久之后，IBM和德州儀器等老牌計算機公司進入了PC市場，Commodore和Atari等新品牌也加入了這個游戲。

　　在本文中，我們將查看PC內(nèi)部，以了解其部件及其功能。我們還將檢查用于啟動和運行PC的基本軟件。然后，我們將介紹移動 PC，并研究 PC 技術(shù)的未來。

　　核心電腦組件

　　要了解PC的工作原理，讓我們從組成機器的各個部分開始。以下是電腦通常按組裝順序排列的常見組件：

　　箱 -- 如果您使用的是筆記本電腦，電腦機箱包括鍵盤和屏幕。對于臺式電腦，外殼通常是某種類型的盒子，帶有燈、通風口和連接電纜的地方。外殼的尺寸可以從小型桌面單元到高塔不等。更大的案例并不總是意味著更強大的計算機;重要的是里面的東西。PC 制造商根據(jù)應適合內(nèi)部的主板類型設計或選擇機箱。

　　母板 -- 電腦內(nèi)部的主電路板是它的 母板.所有組件，內(nèi)部和外部，都以某種方式通過主板連接。此頁面上列出的其他組件是可拆卸的，因此無需更換主板即可更換。但是，幾個重要的組件直接連接到主板上。其中包括互補金屬氧化物半導體(CMOS)，它在計算機斷電時存儲一些信息，例如系統(tǒng)時鐘。主板有不同的尺寸和標準，在撰寫本文時最常見的是ATX和MicroATX。從那里開始，主板因設計用于內(nèi)部處理的可移動組件類型以及可用于連接外部設備的端口而異。

　　電源 - 除了由主板上的可更換CMOS電池供電的CMOS之外，PC中的每個組件都依賴于其電源。電源連接到某種類型的電源，無論是移動計算機的電池還是臺式電腦的電源插座。在臺式 PC 中，您可以看到電源安裝在機箱內(nèi)，外部有電源線連接，內(nèi)部有少量連接電纜。其中一些電纜直接連接到主板，而其他電纜則連接到驅(qū)動器和風扇等其他組件。

　　中央處理器 (CPU) -- CPU，通常簡稱為處理器，是包含 微處理器.微處理器是PC所有操作的核心，硬件和軟件的性能都依賴于處理器的性能。英特爾和AMD是最大的PCCPU制造商，盡管您也可以在市場上找到其他制造商。兩種常見的 CPU 架構(gòu)是 32 位和 64 位，您會發(fā)現(xiàn)某些軟件依賴于這種架構(gòu)區(qū)別。

　　隨機存取存儲器 (RAM) 即使是最快的處理器也需要一個緩沖區(qū)來存儲正在處理的信息。這 公羊 對于CPU來說，就像臺面一樣，對于廚師來說：它是您正在使用的食材和工具等待的地方，直到您需要拿起并使用它們?？焖俚?CPU 和充足的 RAM 對于快速的 PC 都是必需的。每臺 PC 都有它可以處理的最大 RAM 量，主板上的插槽指示 PC 所需的 RAM 類型。

　　驅(qū)動器 -- 驅(qū)動器是一種用于在不使用時存儲數(shù)據(jù)的設備。硬盤驅(qū)動器或固態(tài)驅(qū)動器存儲PC的操作系統(tǒng)和軟件，我們稍后將更仔細地研究。此類別還包括光驅(qū)，例如用于讀取和寫入 CD、DVD 和藍光介質(zhì)的光驅(qū)。驅(qū)動器根據(jù)其使用的驅(qū)動器控制器技術(shù)類型(包括較舊的 IDE 標準和較新的 SATA 標準)連接到主板。

　　冷卻裝置 - 您的計算機處理得越多，它產(chǎn)生的熱量就越多。CPU和其他組件可以處理一定的熱量。但是，如果PC沒有正確冷卻，它可能會過熱，對其組件和電路造成代價高昂的損壞。風扇是用于冷卻 PC 的最常見設備。此外，CPU被稱為散熱器的金屬塊覆蓋，該塊將熱量從CPU中吸走。一些嚴肅的計算機用戶，如游戲玩家，有時會有更昂貴的熱管理解決方案，如水冷系統(tǒng)，旨在處理更強烈的冷卻需求。

　　電纜-- 到目前為止，我們提到的所有組件都通過某種電纜組合連接。這些電纜設計用于傳輸數(shù)據(jù)、電源或兩者兼而有之。PC 的結(jié)構(gòu)應使電纜在機箱內(nèi)整齊折疊，并且不會阻塞整個機箱的氣流。

　　PC 通常遠不止這些核心組件。接下來，我們將介紹允許您與計算機交互的端口和外圍設備，以及如何使用擴展槽添加更多組件。

　　端口、外設和擴展插槽

　　理想情況下，您的計算機將有足夠的端口，您不必將所有配件混在一起。如果您發(fā)現(xiàn)自己陷入這樣的困境，請考慮是否需要所有這些外圍設備。

　　安德烈斯·巴爾卡薩到目前為止，我們研究過的核心組件構(gòu)成了PC的中心。 處理能力.但是，PC需要額外的組件來與人類用戶和其他計算機進行交互。以下是實現(xiàn)此目的的 PC 部件：

　　圖形組件 -- 雖然有些 主板 具有板載圖形，其他包括所謂的擴展槽，您可以在其中滑入單獨的視頻卡。在這兩種情況下，PC 中的視頻組件都會處理一些進入屏幕的復雜圖形數(shù)據(jù)，從而減輕 CPU 的一些負載。主板接受基于特定接口的視頻卡，例如較舊的 AGP 標準或較新的 PCI 標準之一。

　　港口 -- 端口一詞通常用于描述 PC 外部可以插入電纜的地方。按用途描述端口，例如 USB端口 或以太網(wǎng)端口。(請注意，當兩個硬件嘗試通信時，端口一詞也用于描述軟件連接。許多端口直接固定在主板上。你可以在電腦上找到的一些端口包括：

　　接口端口

　　網(wǎng)絡端口，通常 以太網(wǎng) 和 火線

　　視頻端口，通常是 VGA、DVI、RCA/分量、S-Video 和 高清

　　音頻端口，通常是一些組合迷你模擬音頻插孔或 RCA

　　傳統(tǒng)端口，或遵循現(xiàn)代計算機中很少使用的舊標準的端口，例如并行打印機端口和鍵盤和鼠標的PS2端口

　　外設-- 任何未安裝在PC機箱內(nèi)的硬件都稱為外圍設備。這包括您的基本輸入和輸出設備：顯示器、鍵盤和鼠標。它還包括打印機、揚聲器、耳機、麥克風、網(wǎng)絡攝像頭和 USB 閃存驅(qū)動器。您可以插入PC端口的任何內(nèi)容都是PC的外圍設備之一。基本的外圍設備(如顯示器)在筆記本電腦上不是必需的，而是內(nèi)置了它們。

　　擴展槽 -- 有時，您需要將組件添加到主板上沒有指定插槽的 PC。這就是為什么主板將包括一系列擴展槽的原因。設計用于安裝到擴展槽中的可拆卸組件稱為卡，可能是因為它們具有扁平的卡狀結(jié)構(gòu)。使用擴展槽，您可以添加額外的視頻卡、網(wǎng)卡、打印機端口、電視接收器和許多其他自定義添加功能?？ū仨毰c擴展槽類型匹配，無論是傳統(tǒng)的 ISA/EISA 類型還是更常見的擴展槽類型 PCI、PCI-X 或 PCI Express 類型。

　　現(xiàn)在我們已經(jīng)查看了PC的部件，讓我們按下電源按鈕，看看是什么讓它啟動。

　　為電腦通電

　　首次打開電腦電源時，機器會經(jīng)過幾個內(nèi)部過程，然后才能供您使用。這稱為啟動過程或啟動PC。Boot 是 bootstrap 的縮寫，指的是古老的格言，“通過引導讓自己振作起來”，這意味著從頭開始。啟動過程由 PC 的基本輸入輸出系統(tǒng)(生物簡介).

　　這 生物簡介 是存儲在閃存芯片上的軟件。在 PC 中，BIOS 嵌入在主板上。有時，PC 制造商會發(fā)布 BIOS 的更新，您可以仔細按照說明使用更新的軟件“刷新 BIOS”。

　　除了控制啟動過程外，BIOS 還為 PC 的硬件組件提供基本的配置界面。在該界面中，您可以配置諸如啟動期間讀取驅(qū)動器的順序以及允許處理器運行的速度等內(nèi)容。查看電腦的文檔，了解如何進入其 BIOS 界面。首次啟動計算機時，此信息通常也會顯示，并顯示一條消息，例如“按 DEL 進入設置菜單”。

　　以下是PC中啟動過程的摘要：

　　電源按鈕激活 PC 中的電源，將電源發(fā)送到主板和其他組件。

　　電腦執(zhí)行開機自檢(POST)。開機自檢是 BIOS 中的小型計算機程序，用于檢查硬件故障。開機自檢后發(fā)出一聲蜂鳴音，表示一切正常。其他蜂鳴音序列表示硬件故障，PC 維修專家將這些序列與圖表進行比較，以確定哪個組件出現(xiàn)故障。

　　PC 在連接的顯示器上顯示有關啟動過程的詳細信息的信息。其中包括 BIOS 制造商和修訂版、處理器規(guī)格、安裝的 RAM 量以及檢測到的驅(qū)動器。許多電腦已將顯示此信息替換為顯示制造商徽標的初始屏幕。如果您希望看到文本，可以在 BIOS 設置中關閉初始屏幕。

　　BIOS 嘗試訪問指定為引導盤的驅(qū)動器的第一個扇區(qū)。第一個扇區(qū)是磁盤按順序讀取的前千字節(jié)(如果驅(qū)動器從第一個可用存儲地址開始按順序讀取)。啟動盤通常是包含操作系統(tǒng)的同一硬盤或固態(tài)驅(qū)動器。您可以通過配置 BIOS 或使用鍵序列中斷引導過程(通常在引導屏幕上指示)來更改引導盤。

　　BIOS 確認引導磁盤的第一個扇區(qū)中存在引導加載程序或引導加載程序，并將該引導加載程序加載到內(nèi)存 (RAM) 中。引導加載程序是一個小程序，旨在查找和啟動PC的操作系統(tǒng)。

　　一旦引導加載程序在內(nèi)存中，BIOS 就會將其工作移交給引導加載程序，引導加載程序又開始將操作系統(tǒng)加載到內(nèi)存中。

　　當引導加載程序完成其任務時，它會將PC的控制權(quán)移交給操作系統(tǒng)。然后，操作系統(tǒng)已準備好進行用戶交互。

　　現(xiàn)在我們都通電了，下一步是什么?PC 的工作方式在很大程度上取決于您使用的操作系統(tǒng)。在下一節(jié)中，讓我們研究如何 操作系統(tǒng) 在 PC 上工作。

　　電腦操作系統(tǒng)

　　微軟Windows仍然是世界上最受歡迎的操作系統(tǒng)。

　　圖馬斯·庫揚蘇電腦啟動后，您可以通過 操作系統(tǒng)，或簡稱操作系統(tǒng)。在撰寫本文時，大多數(shù)非Apple PC運行Microsoft Windows版本或 Linux目錄 分配。這些操作系統(tǒng)旨在在各種PC硬件上運行，而 Mac OS X 主要為 Apple 硬件設計。

　　操作系統(tǒng)負責多項任務。這些任務分為以下幾大類：

　　處理器管理 -- 將處理器的工作分解為可管理的塊，并在將它們發(fā)送到 CPU 之前確定它們的優(yōu)先級。

　　內(nèi)存管理 -- 協(xié)調(diào)進出 RAM 的數(shù)據(jù)流，并確定何時使用硬盤上的虛擬內(nèi)存來補充不足的 RAM。

　　設備管理 -- 在計算機的內(nèi)部組件和連接到計算機的每個設備之間提供基于軟件的接口。示例包括解釋鍵盤或鼠標輸入或?qū)D形數(shù)據(jù)調(diào)整到正確的屏幕分辨率。網(wǎng)絡接口(包括管理互聯(lián)網(wǎng)連接)也屬于設備管理存儲桶。

　　存儲管理 -- 指示數(shù)據(jù)應永久存儲在硬盤驅(qū)動器、固態(tài)驅(qū)動器、USB 驅(qū)動器和其他存儲形式上的位置。例如，存儲管理任務有助于創(chuàng)建、讀取、編輯、移動、復制和刪除文檔。

　　應用程序界面 -- 提供軟件程序和PC之間的數(shù)據(jù)交換。必須對應用程序進行編程，以便與您正在使用的操作系統(tǒng)的應用程序接口配合使用。應用程序通常也是為特定版本的操作系統(tǒng)設計的。您將在應用程序的要求中看到“Windows Vista 或更高版本”或“僅適用于 64 位操作系統(tǒng)”等短語。

　　用戶界面 (UI) - 為您提供一種與計算機交互的方式。

　　從那里，記下以查看我們的文章 操作系統(tǒng)的工作原理 有關操作系統(tǒng)在電腦上如何運行的更多詳細信息。此外，當您想知道特定應用程序和設備如何在您的 PC 上工作時，請查看 HowStuffWorks。

　　現(xiàn)在，讓我們看一下PC的整體未來，以及PC制造商克服移動計算的便攜性挑戰(zhàn)的方式。

　　個人電腦的未來

　　自從第一臺 PC 上市以來，更新更好的型號在生產(chǎn)后的幾個月內(nèi)就使舊型號過時了。取代 SATA 等驅(qū)動技術(shù) 集成開發(fā)地址和 PCI 擴展插槽取代了 ISA 和 EISA。然而，衡量PC技術(shù)進步的最突出指標是其CPU和CPU中的微處理器。

　　自 1950 年代以來，硅微處理器一直是計算世界的核心。在此期間，微處理器制造商塞滿了更多 晶體管 以及對微處理器的增強。1965年，英特爾創(chuàng)始人戈登·摩爾(Gordon Moore)預測微處理器的復雜性將每兩年翻一番。從那以后，這種復雜性每18個月翻一番，行業(yè)專家稱這一預測為。 摩爾定律.許多專家預測， 摩爾定律 由于硅微處理器的物理限制，將很快走到盡頭[來源： 公共廣播公司].

　　然而，在撰寫本文時，處理器的晶體管容量繼續(xù)上升。這是因為芯片制造商不斷尋找將晶體管蝕刻到硅片上的新方法。這些微小的晶體管現(xiàn)在以納米為單位，即十億分之一米。原子本身約為0.5納米，微處理器的最新生產(chǎn)工藝可以生產(chǎn)尺寸為45納米或32納米的晶體管。這個數(shù)字越小，芯片上安裝的晶體管就越多，因此芯片的處理能力就越強。截至2011年5月，英特爾正在研究代號為Ivy Bridge的22納米制造工藝，該工藝使用具有稱為Tri-Gate的節(jié)能設計的晶體管[來源： 英國廣播公司, 英特爾].

　　那么，當我們到達摩爾定律的盡頭時會發(fā)生什么呢?一種新的數(shù)據(jù)處理方法可以確保繼續(xù)取得進展。潛在的繼任者是那些被證明是執(zhí)行處理器基本計算功能的更強大手段的人。50多年來，硅微處理器一直依賴傳統(tǒng)的雙態(tài)晶體管，但量子計算機等發(fā)明正在改變游戲規(guī)則。

　　量子計算機 不限于 1 或 0 兩種狀態(tài)。它們將信息編碼為量子比特或量子比特。量子比特可以是 1 或 0，也可以同時存在于 1 和 0 或介于兩者之間的疊加態(tài)中。量子比特表示協(xié)同工作的原子，它們既充當計算機內(nèi)存又充當微處理器。由于量子計算機可以同時包含這些多種狀態(tài)，因此它有可能比當今最強大的超級計算機強大數(shù)百萬倍。量子計算技術(shù)仍處于早期階段，但科學家們已經(jīng)用真實、可衡量的結(jié)果證明了這一概念。請務必退房 量子計算機的工作原理 有關這一驚人突破的更多信息。

　　時間會證明量子計算機的能力是否會達到普通PC。同時，由于移動PC，您仍然可以隨身攜帶大量處理能力，我們將在下面進行研究。

　　便攜式個人計算

　　移動計算設備將繼續(xù)在PC市場中變得越來越突出。

　　?ISTOCKPHOTO.COM/奧列克西·馬克甚至在PC出現(xiàn)之前，計算機制造商就已經(jīng)在概念化便攜式計算機。正是12磅重的IBM PC Convertible將筆記本電腦概念帶入了1986年的生產(chǎn)。從那以后， 筆記本電腦 變得更小更輕，它們的處理能力與臺式 PC 一起提高 [來源： IBM公司].

　　今天，計算機行業(yè)認識到其他類別的移動計算機。一類，筆記本，幾乎已經(jīng)成為筆記本電腦的代名詞。該術(shù)語最初用于表示筆記本電腦的更小，更輕的表親。另一個類， 上網(wǎng)本，甚至比筆記本電腦更小，同時也更便宜，功能更弱。該分類可能以其目標受眾命名：那些想要一個非?；镜慕缑鎭硎褂没ヂ?lián)網(wǎng)的人。

　　移動計算甚至比筆記本電腦和上網(wǎng)本走得更遠。許多智能手機和平板電腦的處理能力與筆記本電腦一樣多，封裝在更小的包裝中。主要區(qū)別包括更小的屏幕尺寸和分辨率，更少的外部端口，蜂窩電話功能和觸摸屏技術(shù)，以及鍵盤或代替鍵盤。

　　在軟件方面，PC操作系統(tǒng)也在提高便攜性。例如，Google Chrome OS通過依賴對Web應用程序和云存儲的訪問來最大程度地減少對硬盤空間的需求。這意味著僅限于 64 GB 固態(tài)驅(qū)動器的上網(wǎng)本有可能與具有 500 GB 磁盤驅(qū)動器的筆記本電腦一樣有用。當然，不支持 Web 的大型應用程序是這種節(jié)省空間優(yōu)勢的例外。

　　在本文中，我們了解了 PC 的工作原理以及 PC 技術(shù)的發(fā)展方向。有一件事是肯定的：PC將會發(fā)展。它會變得更快。它將具有更大的容量。它將繼續(xù)成為我們生活中不可或缺的一部分。

　　電腦常見問題

　　誰發(fā)明了第一臺計算機?

　　一個名叫埃德·羅伯茨(Ed Roberts)的人開始銷售基于英特爾在1970年代設計的微處理器芯片的計算機套件。他將自己的電腦命名為Altair 8800，并以395美元的價格出售未組裝的套件。雖然Altair 8800是第一臺真正的個人電腦，但Apple II的發(fā)布使PC成為搶手的設備。

　　計算機的七個主要部分是什么?

　　計算機的主要部件包括主板、中央處理器 (CPU)、電源、隨機存取存儲器 (RAM)、硬盤驅(qū)動器、機箱和冷卻設備。

　　什么是個人電腦?

　　個人計算機是帶有微處理器的通用計算設備。它通常設計為一次供一個人使用，并運行操作系統(tǒng)以連接用戶和微處理器。它的成本、大小和功能使個人可以擁有和使用。

　　筆記本電腦是個人電腦嗎?

　　是的，筆記本電腦是便攜式個人計算機。正是12磅重的IBM PC Convertible將筆記本電腦概念帶入了1986年的生產(chǎn)。

　　筆記本電腦和電腦有什么區(qū)別?

　　雖然筆記本電腦和計算機都屬于個人計算機的類別，但它們看起來完全不同。計算機是帶有附加視頻屏幕、鍵盤和某種類型的指針設備(即鼠標)的封閉設備。筆記本電腦不僅便攜，而且更小更輕，使其成為許多人工作和上學的更好選擇。