信息技术数字 » 资源 » 计算机组件：完整硬件指南
CPU、主板、内存、存储设备、电源和GPU构成了任何计算机的核心部件。
主板和芯片组决定了处理器、内存、显卡和存储单元之间的兼容性。
外围设备和扩展卡可以扩展设备的功能，但需要平衡功耗和散热。
良好的电源、通风和兼容性规划可确保PC稳定、快速且易于升级。
如果你曾经好奇过电脑内部的构造以及各个部件是如何组装在一起的，那么这篇文章就是为你准备的。我们将用平和的语言，避免使用不必要的专业术语，带你一探究竟。 计算机的组成部件、它们的功能以及它们为何如此重要 这样一切就能像钟表一样精准运转。
在本文中，你会看到有些组件是计算机启动所必需的，而另一些则是可选的，或者用于扩展功能。 其目的是让您在最后清楚地了解什么是主要硬件，什么是外围设备，以及它们之间的关系。无论您是想更好地了解您的电脑，还是正在考虑从头开始组装一台电脑。
什么是硬件？它传统上是如何组织的？
当我们谈论硬件时，我们指的是 计算机的所有物理部件：主板、芯片、电缆、机箱、屏幕、键盘等。 也就是说，所有可以触摸到的东西都属于物质范畴。与之相对的是软件，它涵盖操作系统、程序、数据，以及通常意义上的逻辑性和无形方面。
从历史上看，计算机电子产品经历了数代技术发展演变。 他们先是研究真空管，然后是晶体管，后来是集成电路。每一次技术飞跃都带来了速度更快、体积更小、价格更低的机器。如今，我们谈论的是超大规模集成电路（VLSI）和微处理器，它们能够将过去需要占据整个电路板的功能集成到单个芯片上。
从实际角度来看，通常会区分以下两者： 主要硬件（计算机运行所必需的部件） 以及一些辅助硬件，它们增加了额外的功能，但并非绝对必要。在这个主要硬件中，我们总能找到四个主要模块： 数据输入、处理、内存和输出/存储.
计算机的基本内部组件
盒子里面隐藏着真正重要的部件。 如果缺少关键要素之一，系统就根本无法使用。 （虽然有时它会开机，但只会显示错误信息）。
CPU或处理器：系统的大脑
中央处理器（CPU）是负责以下功能的组件： 解释并执行程序指令你在电脑上做的所有事情，从打开浏览器到玩游戏或编辑视频，最终都会通过 CPU 进行算术运算、逻辑运算和控制运算。
现代处理器由一个或多个核心组成，每个核心可以处理多个执行线程。 核心和线程越多，运行频率（GHz）越高，可以同时处理的任务就越多，完成任务的速度也越快。但是，这始终都在其他硬件设定的限制范围内。
在台式电脑中，微处理器安装在主板上的一个特定插槽中，我们称之为插槽。 处理器顶部通常安装有散热片和一个或多个风扇。因为它消耗的能量会转化为热量，如果不加以散发，就会损坏芯片或导致系统关闭以保护自身。
虽然我们通常只想到计算机内部的CPU， 微处理器广泛应用于各种设备中。手机、电视、汽车、家用电器、游戏机等等。在个人电脑领域，最知名的制造商是英特尔和AMD；如果您不确定两者之间 笔记本电脑和台式机移动性、功耗和散热等因素都应纳入考虑。在移动电话和低功耗设备领域，基于ARM架构的设计占据主导地位，这些设计由高通、联发科、三星和英伟达等公司提供。
主板：重要的交汇点
主板（也称主机板）是 大型印刷电路板，所有其他组件都连接并通信于此。它容纳了 CPU 插槽、RAM 内存插槽、扩展插槽（PCIe）、存储连接器、后部端口（USB、网络、音频、视频）以及大部分控制电子元件。
该电路板集成了一组被称为 计算机芯片组该 它控制CPU、RAM、存储设备和扩展卡之间的通信。该芯片组与处理器的物理插槽一起，决定了哪些 CPU 型号和哪些类型的内存与每块主板兼容。
除了作为物理“骨架”之外，主板还负责： 将来自电源的能量进行分配它用于定时和同步通信，并监控温度和电压等参数。基本的硬件配置由固件（称为 BIOS 或 UEFI）完成，该固件在操作系统加载之前运行。
多年来，许多以前需要专用卡的功能（音频、网络、基本视频）都已集成到主板本身或直接集成到处理器中。 目前的趋势是将越来越多的元件集成到单个芯片上，这种芯片被称为SoC（片上系统）。在手机和迷你电脑中非常常见。
购买智能电视时需要注意哪些方面才能避免犯错RAM内存：CPU的工作空间
RAM（随机存取存储器）是计算机用来……的元件。 临时存储 CPU 当前正在使用的数据和程序。它的主要特点是允许以相同的等待时间到达任何位置，而无需按顺序前往，这对于遵循现代程序的流程至关重要。
它是易失性存储器，这意味着 一旦断电，它就会丢失所有信息。因此，即使您关闭电脑，操作系统和您的文件仍然安全地保存在存储驱动器上，而不是在 RAM 中。
实际上，内存是以模块的形式存在的（台式机使用 DIMM，笔记本电脑使用 SO-DIMM），这些模块可以插入主板上的插槽中。 每个模块包含多个DRAM内存芯片旨在提供如今家用电脑中每个模块通常从几GB到32GB或更多容量的存储卡。
RAM 技术不断发展：SDR、DDR、DDR2、DDR3、DDR4 以及最新的 DDR5，它提供 更高的频率、更大的带宽和更低的能耗选择处理器时，总容量（能够同时运行多个应用程序）和有效速度（MHz 和延迟）都很重要，这样处理器才不会等待数据过长；如果您的电脑运行缓慢，请咨询相关专家。 为什么我的电脑运行速度很慢？.
还有一些专用存储器，例如 SRAM（由于其速度极快而被用作缓存）、NVRAM（非易失性存储器，常见于闪存）或 VRAM。 显卡中的专用显存，用于处理纹理和视频帧，而不会占用过多主显存。.
存储：数据存储的地方
由于系统关闭时 RAM 会被清除，因此需要一个存放 RAM 的地方。 永久保存操作系统、程序和用户文件这时就需要用到存储设备了：硬盘驱动器 (HDD) 和固态驱动器 (SSD)；如果您需要恢复重要数据，这里有一份操作指南。 如何从硬盘恢复文件.
经典的硬盘驱动器使用 旋转的磁性盘片和用于读取或写入数据的磁头它们价格相对便宜，容量很大（几TB），价格也很实惠，但速度受限于内部机械结构。
而固态硬盘则使用闪存芯片，没有移动部件。 这使得它们能够以更快的速度访问数据，同时降低功耗并增强抗冲击能力。在固态硬盘类别中，我们发现了 SATA 型号（受限于从硬盘继承的接口）和通过 PCIe 连接的 NVMe 型号，通常采用 M.2 格式，并能实现令人印象深刻的速度；如果您正在考虑升级您的计算机，本指南将对您有所帮助。 用固态硬盘替换机械硬盘。 这可能会有帮助。
许多现代计算机将 SSD 用于操作系统和主要程序，并将大容量 HDD 用于存储大型数据文件（视频、备份、游戏库）。 外部设备，例如U盘或SD卡，可用作额外的存储设备或备份存储设备。但它们通常被认为是外围设备，而不是严格意义上的内部组件。
显卡或GPU：视觉性能
显卡是负责以下功能的组件： 生成你在屏幕上看到的图像它的任务是将 CPU 从渲染 2D 和 3D 图形所需的大量计算中解放出来，这在视频游戏、设计、视频编辑或浮点运算应用程序中尤为重要。
显卡内部是 GPU（图形处理单元），它以高度并行的方式工作，拥有数千个单核。 这种结构使得 GPU 在执行某些数学任务时效率极高。……以至于如今它被用于非图形应用（GPGPU），例如人工智能、加密货币挖矿或科学模拟；如果你的目标是玩游戏，请咨询…… 如何选择一台性能均衡的游戏电脑.
图形解决方案主要分为两大类。一方面是专用显卡，它们…… 它拥有自己的显存，性能也远胜其他产品。另一方面，有些处理器或主板集成了 GPU（iGPU 或 IGP），它们共享系统内存，足以满足办公、浏览、视频和轻度游戏的需求。
该显卡还提供视频输出端口（HDMI、DisplayPort、DVI 等），允许 连接一台或多台显示器、投影仪或电视机如果计算机没有图形处理能力，就根本无法显示图像，也无法以常规方式与系统进行交互。
能量来源：电心脏
电源单元（PSU）负责 从电网接收交流电并将其转换为稳定的直流电。 为主板、CPU、GPU、存储驱动器和其他组件提供所需的电压。
在台式电脑中，它通常安装在机箱内部；而在笔记本电脑和迷你电脑中，大部分转换工作都是通过外部适配器完成的。 其功率以瓦特 (W) 为单位，必须足以满足所有组件的最大功耗。留有一定的安全余地和未来可能的扩张空间。
二进制数字：计算机的秘密语言为了评估电源的质量，可以使用 80 Plus 认证，该认证衡量其能源效率。根据该标准，电源必须 利用从电网获取的能源的至少 80%等级（白金、青铜、白银、黄金、铂金、钛金）表示效率水平的提高。
更高效的能源不仅在产生相同有效功率的情况下消耗更少的电力，而且 它产生的热量更少，通常使用寿命也更长。此外，许多现代电源都是模块化的，可以让你只连接必要的线缆，并改善机箱内部的空气流通。
冷却系统：保持温度稳定
当各个部件工作时，它们会消耗能量并产生热量。如果温度得不到控制， 性能下降，部件寿命缩短，计算机甚至可能意外关机。 为了防止损坏。这就是为什么散热系统是硬件的重要组成部分。
典型的PC由多种元件组成：机箱内的风扇用于产生气流，CPU上装有铝制或铜制散热片，有时GPU和芯片组上也装有散热片，而且在很多情况下…… 更先进的解决方案，例如一体式（AIO）液冷散热 或者定制电路。如果您想了解设备过热的原因，本文将为您解答。 如果你的电脑过热.
风扇可以设计成移动大量空气或产生高静压，这对于将空气推过散热器或密集的格栅至关重要。 风扇的朝向必须确保气流稳定。 （冷空气从前面或下面部分进入，热空气从后面或上面部分排出）以避免热空气涡流。
液冷散热采用放置在处理器顶部的冷却块、输送冷却液的泵以及借助风扇散发热量的散热器。 它的温度控制非常出色，而且在高负载下通常也更安静。但是，组装时需要更加小心，而且随着时间的推移也需要一些维护。
机箱或机柜：远不止是“塔式机箱”
电脑机箱是构成电脑的部件。 它容纳并保护所有内部组件。虽然有时人们只把它看作是“外壳”，但事实上，它在散热、噪音、易于组装以及未来扩展的可能性方面起着关键作用。
根据主板尺寸的不同，机箱有不同的规格（ATX、micro-ATX、mini-ITX、EATX……）。 机箱越大，就越有空间添加硬盘、扩展卡、风扇或液冷散热器。而且在里面工作通常会更舒适。
许多现代塔楼都配备了防尘过滤器、独立的电源区域、玻璃侧窗和电缆管理系统。 外观装饰（RGB灯效、灯条、发光风扇）完全是可选的。 而且，虽然这不会影响性能，但会增加总体成本。
其他内部组件和扩展卡
基本要素都满足之后，主板还允许您添加其他组件。 扩展卡用于扩展特定功能 通过 PCI Express 插槽或其他连接器。
声卡
目前几乎所有个人电脑的基本音频功能都通过声卡芯片集成到主板上。 该组件负责将数字信息转换为模拟信号。 可以通过扬声器或耳机播放，还可以将通过麦克风或其他来源输入的声音数字化。
对于大多数用户来说，内置声音已经足够，但对于那些追求更高品质声音的用户来说， 更高品质、更先进的环绕声系统，或专业用途 （录音室、音乐制作）可以使用内置专用声卡或具有更好转换器和更低噪声的外部接口。
网卡和其他连接选项
网络连接通常也集成在主板上，通常以以下形式存在： 带 RJ-45 连接器的以太网控制器，用于连接网络电缆笔记本电脑和许多现代台式电脑也都配备了 Wi-Fi 和蓝牙模块。
如果设备没有 Wi-Fi 功能，而你又需要使用 Wi-Fi， 您可以添加 PCIe 网卡或简单的 USB 适配器。 兼容当前无线标准。同样，也有一些扩展卡可以增加额外的 USB-C 端口，甚至增加 PCIe 通道，用于安装多个 NVMe M.2 固态硬盘。
视频采集卡、电视调谐器和其他配件
PCIe卡生态系统非常广泛。其中包含采集卡…… 它们允许您接收来自其他游戏机、PC 或设备的视频。 录制下来或在 Twitch 或 YouTube 等平台上进行直播。
还有一些数字电视调谐器卡，当连接到天线时， 它们允许您直接在电脑上观看和录制数字地面电视频道。这在互联网接入受限的地方非常有用。
外围设备：计算机周围的一切物品
外围设备是指使计算机能够运行的设备。 与外界沟通，无论是通过接收信息还是展示信息。虽然很多都被视为配件，但如果没有其中一些，电脑的正常使用将是不可能的。
输入外设
输入外设是指…… 它用于向系统中输入数据、命令或信号。最经典的例子就是键盘，它允许你输入文本和控制功能快捷键。
多核处理器：优点和缺点鼠标是另一项必不可少的设备： 它允许您在屏幕上移动光标、选择项目并通过单击执行操作。在笔记本电脑上，它通常被触摸板取代，不过如果更方便的话，你也可以连接外接鼠标。
除了这些之外，还有许多其他输入设备：扫描仪、条形码和二维码阅读器、网络摄像头和数码相机、麦克风、指纹传感器等。 它们都能从环境中获取信息，并将其转化为计算机可以处理的数据。.
输出外设
输出外设执行相反的功能： 向用户显示计算机处理结果显示器是最显而易见的，它负责以图形方式呈现系统中发生的一切。
打印机将数字文档转换成纸质的物理副本，而扬声器和耳机则用于…… 它们将电音频信号转换成声音。此外，还有更专业的输出设备，例如工业显示器、LED信息面板或大面积视频投影仪。
有些外围设备将输出功能与更具体的用途结合起来，例如盲文打印机或3D打印机。 它们将数字信息转化为物理对象。 用于教育、工业或医疗用途。
混合型或输入/输出外设
单个设备可以同时用于接收和发送数据。在这种情况下，我们指的是…… 混合型或输入/输出外设最明显的例子就是任何可移动存储设备：外置硬盘、U盘、SD卡、便携式固态硬盘等等。
数据被读入其中（系统输入），新文件被写入其中（系统向设备输出）。类似的情况也发生在…… 网卡、调制解调器或视频采集卡可以处理双向信息。
触摸屏完美地结合了这两种功能，因为 它们显示用户界面，同时检测触摸和手势。 这些指令被解释为输入命令，取代了鼠标，并在一定程度上取代了键盘。
通讯外设
在混合外围设备中，将通信外围设备单独划分出来是有意义的。它们的主要功能是 将计算机连接到其他计算机或网络这包括网卡、Wi-Fi接入点、交换机、路由器、调制解调器以及各种类型的无线适配器（蓝牙、红外线、不同标准的Wi-Fi）。
这些设备允许您共享文件、访问互联网、通过网络打印，或者 同步多个系统以协同工作在专业环境中，这些元素的正确配置与 CPU 或 RAM 本身的配置同样重要。
组件、消耗和性能之间的平衡
了解各个组成部分固然重要，但真正起作用的是…… 所有组成部分之间的平衡如果 CPU 无法向显卡提供数据，那么高端显卡就没什么用处；或者，如果处理器性能非常强大，但内存却很少，那么强大的处理器也没什么用处。
在组装或升级电脑时，需要考虑以下几个方面：物理兼容性（主板规格、内存类型、机箱空间）、逻辑兼容性（BIOS 和芯片组对特定处理器或固态硬盘的支持），以及 设备总耗电量电源容量不足会导致停电、系统不稳定，甚至故障。
为了估算所需的功率，可以使用 电源单元功耗计算器 或者，您可以手动计算处理器、显卡和其他组件的大致TDP（热设计功耗）。建议预留一些余量，并注意超频或RGB灯效等功能会略微增加功耗。
适当的冷却也是这种平衡的一部分。良好的气流和组件在理想温度范围内运行的系统至关重要。 它的性能更好、噪音更低、使用寿命更长。 比通风不良的机器更可靠，即使它理论上拥有更强大的组件。如果发现组件之间存在断路，请检查可能的原因。 PC瓶颈.
从 CPU 和主板到最后一个外围设备，所有这些元素构成了一个生态系统，其中每个部分都贡献了自己的力量。 选择合适的组件时，请考虑兼容性要求，并正确配置电源和散热系统。您将获得一台稳定、快速的电脑，它不仅能够胜任日常工作，还能轻松应对新的任务和扩展。
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什么是硬件？它传统上是如何组织的？计算机的基本内部组件CPU或处理器：系统的大脑主板：重要的交汇点RAM内存：CPU的工作空间存储：数据存储的地方显卡或GPU：视觉性能能量来源：电心脏冷却系统：保持温度稳定机箱或机柜：远不止是“塔式机箱”其他内部组件和扩展卡声卡网卡和其他连接选项视频采集卡、电视调谐器和其他配件外围设备：计算机周围的一切物品输入外设输出外设混合型或输入/输出外设通讯外设组件、消耗和性能之间的平衡