个人电脑

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一台桌上型個人電腦
手提電腦
一台2011年的桌上型個人電腦主機內部

個人電腦英语Personal Computer,簡稱:PC),普遍稱為電腦中國大陸又稱為个人計算機,是在大小、性能以及價位等多個方面適合于個人使用,并由最终用户直接操控的計算機的統稱。它与批处理计算机或分时系统等一般同时由多人操控的大型计算机相对。从桌上型電腦(或稱台式電腦、桌面电脑)、笔记本电脑上网本平板電腦以及超级本等都属于个人電腦的范畴。

定義[编辑]

麥金塔電腦,如iMac,都是個人電腦的一種。[來源請求]與大部分個人電腦不同,iMac採用「all-in-one」的設計,把所有部件如中央處理器顯示屏揚聲器等,都包括在同一個機箱裡。
2009年展出的觸控螢幕一體化個人電腦(Windows 7系統)

一般來說個人電腦分為兩大機型與兩大系統,在機型上分為常見的桌上型电脑笔记本电脑。在系統上分別是国际商用机器公司(IBM)整合制定的IBM PC/AT系統標準,以及蘋果电脑所開發的麥金塔系統。[來源請求]狹義來說,個人電腦是指前者(IBM整合制定的PC/AT),IBM PC/AT標準由於採用x86開放式架構而獲得大部分廠商所支持,成為市場上主流,因此一般所說的PC意指IBM PC兼容機,此架構中的中央處理器採用英特尔超微等廠商所生產的中央處理器。而桌上型电脑因採用開放式硬體架構,所以除了品牌外,自行組裝的无品牌電腦也極度盛行。

1962年11月3日《紐約時報》在相關報導中首次使用“個人電腦”一詞,[1]逮至1968年時惠普公司即把其產品Hewlett-Packard 9100A称為“個人電腦”。[2]世界公認第一部個人電腦,則為1971年Kenbak Corporation推出的Kenbak-1[3]第一部大量生產的個人電腦,則為1971年Computer Terminal Corporation英语Computer Terminal Corporation所推出的Datapoint 2200。至1973年,法国工程师François GernelleAndré Truong所发明的Micral個人電腦,則為首部使用英特爾微處理器的商用個人電腦。

東芝採用x86架構開發出世界第一部笔记本电脑

1980年代,IBM推出以英特爾x86的硬體架構及微軟公司MS-DOS作業系統的個人电脑,並制定以PC/AT為PC的規格。之後由英特爾所推出的微處理器以及微軟所推出的作業系統發展幾乎等同於个人电脑的發展歷史。微特爾架構全面取代了IBM在個人电脑主導的地位。

分類[编辑]

按照大小和移动性分类:

硬件[编辑]

右图展示了一部现代计算机所应有的基本硬件。

對於台式電腦而言,在具備了一定的知識與經驗之後,普通人也可以較為容易地將各個電腦部件組裝起來,組成一部完整的電腦。而不少人在购置电脑时也选择了可以自行选配硬件的組裝電腦

由於个人电脑产业发展迅速,因此電腦硬件不断有升级的必要。例如,一部五六年前被认为是高端配置个人电脑,在今天看来,其中央处理器、内存和周边设备的速度、容量等都已落后,已很難順暢运行今天的软件。而市场上主流操作系统软件(例如微软公司的Windows)的每一次升级在帶來新的便捷的同時,也对个人电脑的硬件系统提出新的要求,促进了个人电脑硬件的更新换代。通常而言,存储器和一些外围设备(如显示卡和磁盘存储器)较易升级,最终用户甚至可以自己动手。为了升级计算机的处理能力等,有时甚至会更换處理器和主板。

个人电脑的硬件功能可以通过插到主板扩展槽的附加擴張界面卡来扩充。截至2005年,主要的标准系统总线PCI-EPCIAGP。个人电脑也可以通过添加额外的驱动器来升级(如光驱硬盘USB驱动器等),标准的存储设备接口有ATASATASATA-2以及SCSI

机箱[编辑]

计算机的许多硬件,如主板、硬盘和电源等,都安放与固定在机箱当中。机箱是一个相对封闭的空间,箱体一般由等金属制成[4](其他材料亦可用,但不多见),同时设有许多通风口,以促进箱内空气流动,防止内部温度过高。机箱的颜色、大小乃至形状等可根据内部硬件之实际需要以及个人的喜好而变。

目前市场比较普遍的机箱规格有ATATXMicro ATX等3种。

主機板[编辑]

主機板是计算机的主要電路板(PCB)。计算机的其他硬件一般直接插入到主板中来交换信息。主板通常由芯片组BIOSCMOS并口(也稱:印表埠)、PS/2键盘和鼠标接口和扩展插槽组成。有时为了减小主板尺寸,节省成本也通过插到主板的子板来扩充更多扩展槽。現時主流的主板規格有ATXMicroATX

中央處理器[编辑]

中央處理器,又稱中央處理單元,簡稱處理器,是整個計算機系統中最重要的部件之一,控制整個電腦主要的算術邏輯單元(arithmetic logic unit,簡稱ALU),使得電腦程式和作業系統可在它上面執行,其性能直接影響計算機系統的工作效率。不同類型的中央處理器安裝到主機板上不同類型的插座中(英特爾的處理器插座包括LGA 1366LGA 1150等,AMD則使用Socket AM2Socket AM3等)。市面上的主流中央處理器都是採用45奈米或65奈米製程核心,但到了2009年下半年後便踏進了32奈米製程時代,中央處理器變得更省電,溫度更低。

大多數IBM PC兼容机使用x86-架構的處理器,他們主要由英特尔超威半导体兩家公司生産,此外威盛電子或者全美達也有參與中央處理器的生產。與IBM PC兼容机不同,在2006年之前蘋果電腦所使用的處理器一直是IBM PowerPC RISC,之後的蘋果電腦開始轉而採用英特尔的處理器以及系統。

主記憶體[编辑]

1GB DDR SDRAM 400模块

主記憶體即隨機存取記憶體(RAM),亦时常被称为「内存」[5],屬於電腦記憶體的一種,是计算机的“短期临时存储器”,用於存放當前正在執行的程式以及目前所需的數據等。它的读写速度远高於硬碟機或光碟機之类的外部存储设备,但当系统关闭或無電源供應的时候,其中的資料會丟失。

在個人電腦中,隨機存取記憶體的規格包括DDRDDR2DDR3,在顯示卡上則還有GDDR4GDDR5。而隨機存取記憶體隨著系統支援,可利用雙通道或者三通道技術讓頻寬變大,進一步加快資料傳輸速率。記憶體容量的大小與性能是影響整個計算機系統運行效率的重要因素之一。

电源[编辑]

一個電源供應器

電源供應器属外设之一,作用为将家用交流电源轉換为个人电脑硬件所需的直流电[6]。电源供应器的功率应满足电脑各部件的需要,否则或会影响到整个系统的性能。许多老旧电脑出现的问题都归咎于老化或有缺陷的電源供應器運作時會出現過熱現象或無法提供穩定電流電壓等。

顯示卡[编辑]

PCI-E介面nVIDIA GeForce GTX260顯示卡

顯示卡,是電腦顯示圖像的重要器件,它负责處理CPU傳送來的圖像指令和数据,並將處理后的結果輸出至显示器,以最終形成圖像。隨時代發展,顯卡芯片的運作性能亦取得了長足的提昇。顯卡可以分为獨立顯卡以及集成在主板芯片组上的集成顯卡两类。一般而言,同一時期的獨立顯卡在性能上明顯優於集成顯卡,同時在功耗及發熱量上则亦大於集成顯卡。[7]

目前主要的顯示晶片(GPU)生産廠商包括英伟达超威半导体等。此外在英特尔近几年的平台上,出现了一种不同于以往集成显卡的核心显示芯片。因为该芯片集成在CPU中,发热量明显要小于之前的集成显卡。而类似地,在超威推出的APU上,显示核心亦是被内置到了CPU中。

显示器[编辑]

又稱監視器、螢幕等,是電腦的圖像顯示設備,一般独立於機箱。被廣泛應用于電腦上的顯示器主要有CRT顯示器和平板顯示器(如液晶显示器)。

键盘[编辑]

键盘是电脑的重要输入设备之一,是向电脑输入文本及其他数据的首要方式。现代个人电脑标准键盘一般有107個按键,多沿用打字机所採用的QWERTY佈局,只是新增了功能鍵、方向鍵等電腦所需的鍵,有的鍵盤還設有一些額外的功能鍵。鍵盤的每个键上均有標明其所对应的字母、数字或功能。在用鍵盤向計算機輸入數據時,通常一次只需按一個鍵,但也可能需要同時按下多個鍵,亦即組合鍵。各個按鍵所對應的功能不是固定的,許多程序都會對鍵盤各鍵的功能重新定義,實際操作時需重新記憶。

鼠标[编辑]

滑鼠是一种小巧、可滑動的裝置,也是當代電腦重要和十分常見的輸入設備之一。在圖形使用者界面上,使用者通過滑動和點擊滑鼠等操作可向電腦輸入命令和數据。滑鼠可通過USBPS/2接口與電腦相連,有的鼠標還可以通過無綫USB及藍牙連接。

早期的滑鼠(及部分蘋果電腦滑鼠)只有一個按鍵,而現在則有兩或三個以上,其中或包括一個滑輪,可以进行的操作包括移動、單擊、雙擊、拖曳等。

外部儲存媒體[编辑]

硬盘驱动器[编辑]

威騰電子250 GB SATA硬碟

硬盘是用於存儲數據資料最基本和最重要的部件之一。與内存不同,其中的數據資料在斷電之後不會消失。硬盘運作基本原理是經由馬達帶動內部的盘片(表面塗有磁性物質)高速旋轉,再利用讀取頭寫入與讀取資料(電磁鐵原理)。隨著製造技術的進步,馬達轉速愈來愈高,可以加快資料存取速度,以IDESATA大多為7200轉/分的硬碟,但SCSI的已經達到10000轉/分。另外、隨著垂直寫入技術的發展,硬碟容量亦愈來愈大,現時3.5吋的硬碟最大容量已經來到2~3TB。硬碟依大小可分為3.5吋(桌上型電腦主流)、2.5吋(筆記型電腦主流)、1.8吋(UMPC移動電腦使用)。

固態硬碟[编辑]

固態硬碟(Solid State Disk、Solid State Drive,簡稱SSD),是一種基於IC晶片RAM相關技術的儲存媒體。不像傳統硬碟是以磁性媒體做為儲存的媒體,因此也無需碟片與馬達相關零件,因此不會有馬達旋轉時所造成的噪音。優點是高速存取,但目前容量價格比,仍無法與傳統硬碟相比,高價低容量仍是其缺點。固態硬碟採用標準2.5吋SATA介面規格設計,完全相容於主流個人電腦裝置。

軟式磁碟機[编辑]

3.5英寸软盘

軟式磁碟機,简称软驱,是以往个人电脑的重要设备之一,可插入可移動式的軟盤。2000年前由於價格便宜,並且為當時系統恢復及昇級BIOS時必備的工具,因而在大多数电脑上都有装备。然而軟碟容量小,稳定性不佳,現時已幾乎被快閃記憶體所製成的USB闪存盘取代。在新配置的个人电脑上已罕见软驱的身影。

光盘驱动器[编辑]

光碟機依其能夠讀取或讀寫的光碟片,常見的主要分為CD光碟機、DVD光碟機與BD光碟機這3類。再細分為唯讀的光碟機、燒錄器、Combo光碟機(CD-RW燒錄與DVD-ROM唯讀)。

其他[编辑]

其他硬體[编辑]

通訊
多媒体
其他

軟體[编辑]

作業系統[编辑]

作業系統用於管理与控制計算機資源,並可讓用戶通過各種程序使用這些資源。它是计算机运行的平台以及应用软件的基础。目前PC市場上佔有率最高的是微软所推出的Windows系列,其次則是類Unix系列的操作系统,例如有開放式架構且逐漸竄起的GNU/Linux,以及FreeBSD等,此外尚有SolarisOS/2eComStation等。

微軟Windows
Windows 7旗艦版桌面

微軟Windows是微軟公司所推出的一系列作業系統。1985年11月微軟推出了一個名為「Windows」的擁有图形用户界面(GUI)的作業環境,這之後,又相繼推出了不同版本的Windows。目前最新的Windows作業系統是Windows 8Windows Server 2012,不過微軟的作業系統中,目前在市場佔有率最高的目前仍是Windows 7

OS X

OS X是蘋果公司研發和推出的一系列作業系統,是原Mac OS的繼承者。但與後者不同的是,它是基於Unix的圖形作業系統。目前最新版本的OS X是OS X 10.9,代號「Mavericks」,最新的服務器版本是OS X Server 10.9

Linux

世界协作的内核,各个部分由不同人协作结合而成,不属于任何公司。

BSD

BSD(Berkeley Software Distribution,伯克利软件套件)是Unix的衍生系统,1970年代由伯克利加州大学(University of California, Berkeley)开创。現衍生出多種免費版本。

应用软件[编辑]

应用软件是爲执行各種特定的任務或解决特定的问题而开发的程序。應用程序依賴於作業系統等系统软件的支援,需要系統軟體为其提供内存管理、網絡連接以及設備驅動等常規服務。

常見的應用软件包括文字處理程序等办公软件、媒體播放程序等多媒体软件以及遊戲軟體等。

驅動程式[编辑]

驅動程式可以使高階電腦軟體硬件进行互動。這種程序建立了一個硬體與硬體,或硬體與軟體溝通的介面,經由主機板上的匯流排或其它溝通子系統與硬體形成連接的機制,使得硬體裝置上的資料交換成為可能。

製造廠商[编辑]

苹果公司(APPLE)、戴尔(DELL)、惠普(HP)、富士通(Fujitsu)、西门子(Siemens)、联想(Lenovo)、IBM[8]索尼(SONY)、NEC东芝(TOSHIBA)、华硕(ASUS)、宏碁(ACER)、微星(MSI)、技嘉(GIGABYTE)等都是世界性的知名電腦品牌。

另類用途[编辑]

電子遊戲機[编辑]

公用服務站

PC被很多人作為電子遊戲機使用,不同於遊戲機,PC的硬件可以更換而且更新速度快。儘管如此,遊戲的效果始終取決於對遊戲機的兼容度,多數遊戲機專用遊戲只為遊戲機作優化,而非為PC優化,不管PC硬件多先進,該類遊戲上始終不如遊戲機,不過隨著PC的發展,目前大部分多平臺的遊戲中,PC平台版本的遊戲在PC的硬體配置程度較優的情況下,遊戲的畫面幀率以及對遊戲的可修改性(如:修改MOD)上對比遊戲機有明顯的優勢。然而總體而言,PC用模擬器模擬遊戲機遊戲仍常較緩慢且體驗品質較差,因為PC並非該電視遊戲專用的遊戲機。

多媒體設備[编辑]

PC可擴展性使很多人利用PC作為家庭的多媒體系統,例如加裝電視卡、遙控器、5.1聲道音響,以及利用DVD藍光光驅等代替專業的家庭劇院設備,以同時享受多種樂趣。

公用服務站[编辑]

公共場所的公用資訊服務站很多也是用PC零件組裝生產,內載特製化過的作業系統軟體,只能執行特定公共服務功能,例如向特定網路商訂票、訂機位、查資料,連線特定金融機構轉帳或金融服務等。

參見[编辑]

參考文獻[编辑]

  1. ^ Pocket Computer May Replace Shopping List. The New York Times. November 3, 1962. 
  2. ^ 9100A desktop calculator, 1968 (PDF). Hewlett-Packard. [2008-02-13]. 
  3. ^ Timeline of Computer History. 于2008年7月22日查阅
  4. ^ 机箱. IT168术语详解. 
  5. ^ 实际上除了隨機存取記憶體外,主板上的唯讀記憶體(ROM)也屬「内存」之一,其中存放的資料在斷電情況下不會消失。但它主要用於保存系統的引導程式和自檢程式等,且容量相对很小,因此俗称的「内存」一般不將其包括在内。
  6. ^ 电脑(PC)电源基本工作原理介绍. 2008年8月6日. 
  7. ^ 集成显卡与独立显卡的区别与选择. 
  8. ^ 2005年,IBM个人电脑业务和笔记型电脑业务全部并入中国联想集团