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主机的基本构成

article 2025/2/22 0:47:38

1.主流的电脑类型

1.1 台式机

台式电脑简称为台式机，相对于其他类型的电脑，台式机体积较大，主机、显示器等设备都是相对独立的，一般需要放置在桌子或者专门的工作台上，因此命名为台式机。多数家用和办公用的电脑都是台式机。

台式机具有以优点：

◎ 散热性：台式机的机箱具有空间大、通风条件好的特点，因此具有良好的散热性，这是笔记本电脑所不具备的。

◎ 扩展性：台式机的机箱方便硬件升级。如台式机机箱的光驱驱动器插槽是4~5个，硬盘驱动器插槽是4~5个，非常方便用户日后的硬件升级。

台式机分为品牌机和兼容机：

◎品牌机是指有注册商标的整机，是专业的电脑生产公司将电脑配件组装好后进行整体销售，并提供技术支持及售后服务的电脑。

◎兼容机则是指按用户要求选择配件，由用户或第三方电脑公司组装而成的电脑，具有较高的性价比。

1.2 笔记本

笔记本电脑（Notebook）也称手提电脑或膝上型电脑，是一种小型、可携带的电脑，通常重1~3千克。在目前的市场上，有很多类型的笔记本电脑，如游戏本、2合1电脑、超极本、时尚轻薄本、商务办公本、影音娱乐本、校园学生本和IPS硬屏笔记本等，这些都是根据笔记本电脑的市场定位进行命名的。

1.3 一体机

一体机是由一台显示器、一个键盘和一个鼠标组成的一体式电脑。一体机的芯片和主板与显示器集成在一起，只要将键盘和鼠标连接到显示器上，机器就能使用。

一体机优点：

◎ 简约无线：最简洁优化的线路连接方式，只需要一根电源线，减少了音箱线、摄像头线、视频线、网线、键盘线和鼠标线的使用。

◎ 节省空间：比传统分体台式机更纤细，一体机可节省最多70%的桌面空间。

◎ 节能环保：一体机更节能环保，耗电仅为传统台式机的1/3，且电磁辐射更小。

一体机缺点：

◎ 维修不方便：若有接触不良或者其他问题，必须拆开显示器后盖进行检查。

◎ 使用寿命较短：由于把硬件都集中到了显示器中，导致散热较慢，元件在高温下容易老化，因而寿命会缩短。

◎ 实用性不强：多数配置不高，而且不方便升级。

1.4 平板电脑

平板电脑是一款无需翻盖、没有键盘、功能完整的电脑。其构成组件与笔记本电脑基本相同，以触摸屏作为基本的输入设备，允许用户通过触控笔、数字笔或手指来进行操作，而不是通过传统的键盘或鼠标。

2. 电脑的硬件组成

电脑是由硬件系统和软件系统两部分组成的。硬件系统是软件系统工作的基础，而软件系统又控制着硬件系统的运行，两者相辅相成，缺一不可。从外观上看，电脑的硬件包括主机、外部设备和周边设备3个部分，主机是指机箱及其中的各种硬件，外部设备是指显示器、鼠标和键盘，周边设备则是指打印机、音箱、移动存储设备等

2.1 电脑主机中的硬件组成

主机是机箱以及安装在机箱内的电脑硬件的集合，主要由CPU（包括CPU和散热器）、主板、内存、显卡（包括显卡和散热器）、硬盘（机械硬盘或固态硬盘，有时是两种硬盘都有）、主机电源和机箱等部件组成。另外不同主机机箱上的按钮和指示灯的形状及位置可能不同，复位按钮一般有“Reset”字样；电源开关一般都有“[插图]”标记或“Power”字样；电源指示灯在开机后一直显示为绿色；硬盘工作指示灯只有在对硬盘进行读写操作时才会亮起。

CPU

CPU：中央处理器（CPU）是电脑的数据处理中心和最高执行单位，它具体负责电脑内数据的运算和处理，与主板一起控制协调其他设备的工作。

CPU散热器

CPU在工作时会产生大量的热，如果散热不及时，会导致电脑死机，甚至烧毁CPU。为了保证电脑的正常工作，具有良好的散热条件，就需要为CPU安装散热器。通常正品盒装的CPU会标配风冷散热器，而散片CPU则需要单独购买散热器

主板

主板：从外观上看，主板是一块方形的电路板，其上布满了各种电子元器件、插座、插槽和各种外部接口，它可以为电脑的所有部件提供插槽和接口，并通过其中的线路统一协调所有部件的工作。随着主板制板技术的发展，主板上已经能够集成很多的电脑硬件，比如CPU、显卡、声卡和网卡等。这些硬件都可以以芯片的形式集成到主板上。

内存

内存：内存是电脑的内部存储器，也叫主存储器，是电脑用来临时存放数据的地方，也是CPU处理数据的中转站。内存的容量和存取速度直接影响CPU处理数据的速度。

显卡

显卡：显卡又称为显示适配器或图形加速卡，其功能主要是将电脑中的数字信号转换成显示器能够识别的信号（模拟信号或数字信号），并将其处理和输出，可分担CPU的图形处理工作。如图下所示，图中显卡的外面覆盖了一层散热装置，通常由散热片和散热风扇组成。

硬盘

硬盘：它是电脑中最大的存储设备，通常用于存放永久性的数据和程序。需要注意的是，这里所说的硬盘是指机械硬盘，也是使用最广和最普通的硬盘类型。另外，还有一种目前最热门的硬盘类型——固态硬盘（Solid State Drives，SSD）简称固盘，是用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘。

主机电源

主机电源：也称电源供应器，为电脑正常运行提供所需要的动力，电源能够通过不同的接口为主板、硬盘和光驱等电脑部件提供所需动力。

机箱

机箱：安装和放置各种电脑部件的装置，它将主机部件整合在一起，并起到防止损坏的作用。电脑机箱的好坏直接影响主机部件的正常工作，且机箱还能屏蔽主机内的电磁辐射，对使用者也能起到一定的保护作用

光驱

光盘驱动器简称光驱，是一种读取光盘存储信息的设备，过去的光驱通常安装在机箱中，因此也被划分为电脑的主机硬件。光驱存储数据的介质为光盘，其特点是容量大、成本低和保存时间长。光驱可以通过光盘来启动电脑、安装操作系统和应用软件，还可以通过刻录光盘来保存数据。但现在的电脑可以通过移动存储设备（如USB闪存盘或移动硬盘）进行光驱可以完成的所有工作，现在市面上存在的光驱也以不安装在机箱内的外置光驱为主

2.2 电脑的主要外部设备

对于普通家用电脑和日常办公来说，电脑的组成其实只有电脑主机和外部设备两部分，这里的外部设备是指显示器、键盘和鼠标这3个硬件。

显示器

显示器：显示器是电脑的主要输出设备，它的作用是将显卡输出的信号（模拟信号或数字信号）以肉眼可识别的形式表现出来。目前，主要使用的显示器类型是液晶显示器（也就是通常所说的LCD）

鼠标

鼠标：鼠标是电脑的主要输入设备之一，是随着图形操作界面而产生的，因为其外形与老鼠类似，所以称为鼠标。

键盘

键盘：键盘是电脑的另一种主要输入设备，是和电脑进行交流的工具。用户通过键盘可直接向电脑输入各种字符和命令，简化电脑的操作。另外，即使不用鼠标而只用键盘，也能完成电脑的基本操作。

3. 电脑的软件组成

软件是编制在电脑中使用的程序，而控制电脑所有硬件工作的程序集合就是软件系统。软件系统的作用主要是管理和维护电脑的正常运行，并充分发挥电脑性能。按功能的不同通常可将软件分为系统软件和应用软件。

3.1 Windows操作系统

Microsoft公司的Windows系列系统软件是目前使用最广泛的系统软件，它采用图形化操作界面，支持网络和多媒体，以及多用户和多任务；在支持多种硬件设备的同时，还兼容多种应用程序，可满足用户在各方面的需求。

Windows操作系统分类：

服务器系统： windows server 2012 ； windows server 2016 ； windows server 2019

桌面系统：windows 7 ； windows10 ； windows11

3.2 Windows操作系统的位数

Windows操作系统的位数是与CPU的位数相关的。从CPU的发展史来看，从以前的8位到现在的64位，8位也就是CPU在一个时钟周期内可并行处理8位二进字符0或是1，以此类推，16位即16位二进制，32位就是32位二进制，64位就是64位二进制。

因为电脑是软硬件相配合才能发挥最佳性能，所以操作系统也必须从32位提高到64位，且系统的硬件驱动也必须是64位。在64位CPU的电脑上要安装64位操作系统和64位的硬件驱动，32位的硬件驱动是不能用的，只有这样才能发挥电脑的最佳性能。

操作系统只是硬件和应用软件中间的一个平台，32位操作系统针对32位CPU设计，64位操作系统针对64位CPU设计。

64位的操作系统只能安装应用于64位CPU的电脑中，辅以基于64位操作系统开发的软件才能发挥出最佳的性能；而32位的操作系统则既能安装应用于32位CPU的电脑上，也能安装在64位CPU的电脑上，只不过在64位CPU的电脑中安装32位操作系统会显得有些大材小用，无法最大限度发挥出64位CPU的性能。

3.3 其他操作系统

Linux操作系统：Linux是一套免费使用和自由传播的类UNIX操作系统，是一个多用户、多任务、支持多线程和多CPU的操作系统。它支持32位和64位电脑硬件，是一个性能稳定的多用户网络操作系统。很多品牌电脑为了节约成本，通常都会预先安装Linux操作系统。Linux操作系统的常用版本包括Ubuntu、Redhat等。

Mac OS操作系统：Mac OS是一套基于UNIX内核的图形化操作系统，也是运行于苹果Macintosh系列电脑上的操作系统。Mac OS操作系统由苹果公司自行开发，一般情况下在普通电脑上无法安装。

3.4 应用软件

应用软件是指一些具有特定功能的软件，如压缩软件WinRAR、图像处理软件Photoshop、聊天软件QQ、音乐播放软件网易云音乐、视频播放软件暴风影音、游戏软件LOL等，这些软件能够帮助用户完成特定的任务。通常这些软件我们可以通过访问软件官方网站获得。

下面介绍电脑可用的应用软件的主要类型和代表软件：

◎ 办公软件：是电脑办公中必不可少的软件之一，用于处理文字、制作电子表格、创建演示文档和表单等，如Office、WPS等

◎ 图形图像编辑软件：主要用于处理图形和图像，制作各种图画、动画和三维图像等，如Photoshop、Flash、3ds Max和AutoCAD等。

◎ 文件管理软件：主要用于对电脑中各种文件进行管理，包括压缩、解压缩、重命名和加解密等，如WinRAR。

◎ 图文浏览软件：主要用于浏览电脑和网络中的图片以及阅读各种电子文档，如ACDSee、Adobe Reader、超星图书阅览器和ReadBook等。

◎ 翻译与学习软件：主要用于查阅外文单词的意思，对整篇文档进行翻译，以及电脑日常学习，如金山词霸、金山快译和金山打字等。

◎ 多媒体播放软件：主要用于播放电脑和网络中的各种多媒体文件，如Windows自带的播放软件、暴风影音、网易云音乐等。

◎ 多媒体处理软件：主要用于制作和编辑各种多媒体文件，轻松完成家庭录像、结婚庆典，以及产品宣传等后期处理，如剪映、PR等。

◎ 抓图与录屏软件：主要用于电脑和网络中各种图像的抓取以及视频的录制，如屏幕抓图软件Snagit和屏幕录像软件EV录屏工具等。

◎ 光盘刻录软件：主要用于将电脑中重要数据存储到CD或DVD光盘中，如光盘刻录软件Nero、光盘映像制作软件UltraISO和虚拟光驱软件极客虚拟光驱等。

◎ 磁盘分区软件：主要用于对电脑中存储数据的硬盘进行分区，diskgenius等。

◎ 数据备份与恢复软件：主要用于对电脑中的数据进行复制备份，以及操作系统的备份与恢复，如Norton Ghost、驱动精灵和FinalData等。

◎ 网络通信软件：主要用于网络中电脑间的数据交流，如腾讯QQ、Foxmail等。

◎ 上传与下载软件：主要用于将网络中的数据下载到电脑或者将电脑中的数据上传到网络，如FlashGet、迅雷等。

◎ 病毒防护软件：主要用于对电脑中的数据进行保护，防止各种恶意破坏，常见软件有金山毒霸、360杀毒等。

4. CPU专题知识

4.1 认识和选购CPU

CPU在电脑系统中就像人的大脑一样，是整个电脑系统的指挥中心，电脑的所有工作都由CPU进行控制和计算。它的主要功能是负责执行系统指令，包括数据存储、逻辑运算、传输控制、输入/输出等操作指令。CPU的内部分为控制、存储和逻辑3大单元，各个单元的分工不同，但组合起来紧密协作，所以其具有强大的数据运算和处理能力。

1.什么是CPU？

中央处理器（Central Processing Unit，CPU）既是电脑的指令中枢，也是系统的最高执行单位。CPU主要负责指令的执行，作为电脑系统的核心组件，在电脑系统中占有举足轻重的地位，是影响电脑系统运算速度的重要部件。

2. 确认CPU的基本信息

确认CPU的信息对于认识和选购CPU产品非常重要，通过查看CPU的基本信息，可以了解CPU的品牌、型号、频率、核心、缓存等详细的产品规格参数，有助于选购CPU和辨别CPU的真伪。CPU的基本信息通常是通过软件进行检测并确认的，也可以通过Windows操作系统检测并确认。

◎ 通过Windows操作系统确认：windows10系统，右击“此电脑”，单击“属性”

通过CPU专业测试软件确认：目前市面上CPU产品主要有Intel（英特尔）和AMD（超威）两大品牌，针对这两个品牌的CPU产品都有专业的产品信息检测软件。

检测Intel的CPU产品通常使用Intel（R） Processor Identification Utility软件。

检测AMD的CPU产品通常使用CPU-Z软件。

注意：CPU-Z软件同样可以对Intel的CPU产品进行检测。

4.2 处理器号区分CPU的性能

处理器号就是CPU的生产厂商为其进行的编号和命名，通过不同的处理器号，就可以区分CPU的性能高低。CPU的生产厂商主要有Intel、AMD、VIA（威盛）和龙芯（Loongson），市场上销售的主要是Intel和AMD的产品，所以，CPU的处理器号主要分为两种类型。

◎ Intel（英特尔）：全球最大的半导体芯片制造商，从1968年成立至今已有40多年的历史，目前主要有奔腾（Pentium）双核、酷睿（Core）i3、i5、i7、凌动（移动CPU）等系列的CPU产品。

例如：处理器号为“Intel酷睿i5-3570K”，其中的“Intel”代表公司名称；“酷睿i5”代表CPU系列；“3570K”中，“3”代表它是该系列CPU的第三代产品，“570”代表CPU的处理主频和酷睿超频后的主频高低，也有可能代表了CPU内部集成的显卡芯片的等级高低，“K”代表该CPU没有锁住倍频。

英特尔CPU型号后面的字母含义总结如下：

台式机：

后缀+X至高性能处理器;

后缀+E代表嵌入式工程级处理器；

后缀+S代表低电压处理器；

后缀+K代表不锁倍频处理器；

后缀+T代表超低电压处理器；

后缀+P代表屏蔽集显处理器。

笔记本：

后缀+ M代表标准电压处理器；

后缀+ U代表低电压处理器；

后缀+ H高电压且不可拆卸处理器；

后缀+ X代表高性能处理器；

后缀+ Q代表4核心至高性能处理器；

后缀+ Y代表超低电压处理器。

◎ AMD（超威）：成立于1969年，是全球第二大微处理器芯片供应商，多年来，AMD公司一直是Intel公司的强劲对手。目前主要产品有闪龙（Sempron）、速龙（Athlon）、速龙Ⅱ、羿龙（Phenom），APU A4、A6、A8、A10和A12系列，以及推土机（AMD FX）系列等，

例如：处理器号为“AMD速龙Ⅱ X4 730”，其中的“AMD”代表公司名称；“速龙Ⅱ”代表CPU系列；“X4”代表它是4核心的产品；“730”代表CPU的型号。

总结：根据Intel和AMD CPU处理器号的命名规则，通常情况下，在同一厂商的处理器号中，后面代表主频的数字越大，频率越高，集成显卡的芯片等级越高，性能越好，价格越贵。

4.3 睿频技术提升CPU的频率

CPU频率是指CPU的时钟频率，简单地说就是CPU运算时的工作频率（1秒内发生的同步脉冲数）的简称。CPU的频率代表了CPU的实际运算速度，单位有Hz、kHz、MHz和GHz。理论上，CPU的频率越高，在一个时钟周期内处理的指令数就越多，CPU的运算速度也就越快，CPU的性能也就越高。

CPU实际运行的频率与CPU的外频和倍频有关，其计算公式为：实际频率＝外频×倍频，这个频率通常也被称为主频。

◎ 外频：外频是CPU与主板之间同步运行的速度，即CPU的基准频率。外频速度高，CPU就可以同时接收更多来自外设的数据，从而使整个系统的运行速度提高。

◎ 倍频：倍频是CPU运行频率与系统外频之间的差距参数，也称为倍频系数，在相同的外频条件下，倍频越高，CPU的频率就越高。

◎ 睿频：这是一种智能提升CPU频率的技术，是指当启动一个运行程序后，处理器会自动加速到合适的频率，而原来的运行速度会提升10%~20%以保证程序流畅运行的技术。

Intel品牌CPU的睿频技术叫做TB（Turbo Boost）；

AMD品牌CPU的睿频技术叫做TC（Turbo Core）。

4.4 多核心CPU的性能优势

CPU的核心又称为内核，是CPU最重要的组成部分，CPU中心那块隆起的芯片就是核心，是由单晶硅以一定的生产工艺制造出来的，CPU所有的计算、接收/存储命令和处理数据都由核心完成，所以，核心产品的规格会显示出CPU的性能高低。

过去的CPU只有一个核心，现在则有4个、6个、或8个核心，这归功于CPU多核心技术的发展。多核心是指基于单个半导体的一个CPU上拥有多个一样功能的处理器核心，即是将多个物理处理器核心整合入一个核心中。并不是说核心数量决定了CPU的性能，多核心CPU的性能优势主要体现在多任务的并行处理，即同一时间处理两个或多个任务，但这个优势需要软件优化才能体现出来。例如，如果某软件支持类似多任务处理技术，双核心CPU（假设主频是2.0GHz）可以在处理单个任务时，两个核心同时工作，一个核心只需处理一半任务就可以完成工作，这样的效率可以等同于是一个4.0G主频的单核心CPU的效率。

目前，Intel CPU主流产品的核心数量为6核，AMD CPU主流产品的核心数量为8核。在同一个品牌的CPU中，在相同主频的情况下，核心越多，CPU性能越强。

线程数：线程是CPU运行中的程序的调度单位，通常所说的多线程是指可通过复制CPU上的结构状态，让同一个CPU上的多个线程同步执行并共享CPU的执行资源，可最大限度提高CPU运算部件的利用率。线程数越多，CPU的性能也就越高。

4.5 缓存对CPU性能的影响

缓存是指可进行高速数据交换的存储器，它先于内存与CPU进行交换数据，速度极快，所以又称为高速缓存。缓存大小是CPU的重要性能指标之一，而且缓存的结构和大小对CPU速度的影响非常大。CPU缓存的运行频率极高，一般是和处理器同频运作，工作效率远远大于系统内存和硬盘。

CPU缓存一般分为L1、L2和L3。当CPU要读取一个数据时，首先从L1缓存中查找，若没有找到再从L2缓存中查找，若还是没有则从L3缓存或内存中查找。一般来说，每级缓存的命中率都在80%左右，也就是说全部数据量的80%都可以在一级缓存中找到，由此可见L1缓存是整个CPU缓存架构中最为重要的部分。

◎ L1缓存（Level 1 Cache）：也叫一级缓存，位于CPU内核的旁边，是与CPU结合最为紧密的CPU缓存，也是历史上最早出现的CPU缓存。由于制造一级缓存的技术难度和制造成本最高，提高容量所带来的技术难度和成本增加非常大，所带来的性能提升却不明显，性价比很低，因此一级缓存是所有缓存中容量最小的。

◎ L2缓存：也叫二级缓存，主要用来存放电脑运行时操作系统的指令、程序数据和地址指针等数据。L2缓存容量越大，系统的速度越快，因此Intel与AMD公司都尽最大可能加大L2缓存的容量，并使其与CPU在相同频率下工作。

◎ L3缓存：也叫三级缓存，分为早期的外置和现在的内置，实际作用是进一步降低内存延迟，同时提升大数据量计算时处理器的性能。降低内存延迟和提升大数据量计算能力对运行大型场景文件很有帮助。

总结：在理论上，三种缓存对于CPU性能的影响是L1>L2>L3，但由于L1缓存的容量在现有技术条件下已经无法增加，所以L2和L3缓存才是CPU性能表现的关键，在CPU核心不变化的情况下，增加L2或L3缓存容量，能使CPU性能大幅度提高。现在，在选购CPU时，标准的高速缓存通常是指该CPU具有的最高级缓存的容量，如具有L3缓存就是L3缓存的容量。