个人电脑
定义
麦金塔电脑,如iMac,都是个人电脑的一种。 与大部分个人电脑不同,iMac采用“all-in-one”的设计,把所有部件如中央处理器、显示屏和扬声器等,都包括在同一个机箱里
2009年展出的触屏一体化个人电脑(Windows 7系统)
一般来说个人电脑分为两大机型与两大系统,在机型上分为常见的桌面型电脑与笔记本电脑。在系统上分别是国际商用机器公司(IBM)集成制定的IBMPC/AT系统标准,以及 苹果电脑所开发的麦金塔系统。 狭义来说, 个人电脑 是指前者(IBM集成制定的PC/AT),IBM PC/AT标准由于采用x86开放式架构而获得大部分厂商所支持,成为市场上主流,因此一般所说的PC意指 IBM PC兼容机 ,此架构中的中央处理器采用英特尔或超微等厂商所生产的中央处理器。而桌面型电脑因采用开放式硬件架构,所以除了品牌外,自行组装的无品牌电脑也极度盛行。
1962年11月3日《》在相关报导中首次使用“个人电脑”一词, 逮至1968年时惠普公司即把其产品Hewlett-Packard 9100A称为“个人电脑”。 世界公认第一部个人电脑,则为1971年Kenbak Corporation推出的Kenbak-1。 第一部大量生产的个人电脑,则为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 Gernelle 和 André Truong 所发明的Micral个人电脑,则为首部使用英特尔微处理器的商用个人电脑。
东芝采用x86架构开发出世界第一部笔记本电脑。
1980年代,IBM推出以英特尔的x86的硬件架构及微软公司的MS-DOS操作系统的个人电脑,并制定以PC/AT为PC的规格。之后由英特尔所推出的微处理器以及微软所推出的操作系统发展几乎等同于个人电脑的发展历史。微特尔架构全面取代了IBM在个人电脑主导的地位。
历史
分类
按照大小和移动性分类:
台式机 ,也称桌面计算机、台式电脑和台式机
工作站 ,高端的个人电脑,主要由单人操作并一般与局域网相连
笔记本电脑 ,小型、可以方便携带的个人电脑
可移动计算机 ,与笔记本电脑相近
个人数码助理 ,PDA
超级移动电脑 ,一种具有近似笔记本电脑的性能及掌上电脑体积的电脑
可穿戴式电脑 ,概念型产品,未具市场规模与趋势,美国VA公司曾于1999年主推过,但如今不再强调
硬件
右图展示了一部现代计算机所应有的基本硬件。
现代个人电脑(台式)一般至少拥有以下的组件: 1.显示器 2.主板 3.中央处理器(CPU) 4.主存(随机存取内存),也即电脑内存 5.个人电脑接口(PCI) 6.电源供应器 7.光盘驱动器 8.硬盘 9.键盘 10.鼠标
对于台式电脑而言,在具备了一定的知识与经验之后,普通人也可以较为容易地将各个电脑部件组装起来,组成一部完整的电脑。而不少人在购置电脑时也选择了可以自行选配硬件的组装电脑。
由于个人电脑产业发展迅速,因此电脑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,已很难顺畅运行今天的软件。而市场上主流操作系统软件(例如微软公司的Windows)的每一次升级在带来新的便捷的同时,也对个人电脑的硬件系统提出新的需求,要求个人电脑硬件更新换代。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,有时甚至会更换处理器和主板。
个人电脑的硬件功能可以通过插到主板扩展槽的附加扩张界面卡来扩充。截至2005年,主要的标准系统总线有PCI-E、PCI和AGP。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ATA、SATA/SATA-2以及SCSI。
机箱
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,箱体一般由钢和铝等金属制成 (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ATX和Micro ATX等2种。
主板
一块华硕电脑主板
主板是计算机的主要电路板(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、BIOS、CMOS、并口(也称:印表端口)、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。现时主流的主板规格有ATX、MicroATX。
中央处理器
AMDAthlon 64中央处理器
中央处理器,又称中央处理单元,简称处理器,是整个计算机系统中最重要的部件之一,控制整个电脑主要的算术逻辑单元(arithmetic logic unit,简称ALU),使得计算机程序和操作系统可在它上面运行,其性能直接影响计算机系统的工作效率。不同类型的中央处理器安装到主板上不同类型的插座中(英特尔的处理器插座包括LGA 1366、LGA 1150、LGA 1151等,AMD则使用Socket FM2+、Socket AM1等)。市面上的主流中央处理器都是采用22奈米或32奈米制程核心,但到了2015年下半年后便踏进了14奈米制程时代,中央处理器变得更省电,温度更低。
大多数IBM PC兼容机使用x86-架构的处理器,他们主要由英特尔和超微半导体两家公司生产,此外威盛电子或者全美达也有参与中央处理器的生产。与IBM PC兼容机不同,在2006年之前苹果电脑所使用的处理器一直是IBM PowerPC RISC,之后的苹果电脑开始转而采用英特尔的处理器以及系统。
主存
1GBDDR SDRAM400模块
主存即随机存取内存(RAM),亦时常被称为“内存” ,属于电脑内存的一种,是计算机的“短期临时存储器”,用于存放当前正在运行的程序以及目前所需的数据等。它的读写速度远高于硬盘驱动器或光盘驱动器之类的外部存储设备,但当系统关闭或无电源供应的时候,其中的数据会丢失。
在个人电脑中,随机存取内存的规格包括DDR、DDR2、DDR3及DDR4,在显卡上则还有GDDR4及GDDR5。而随机存取内存随着系统支持,可利用双通道或者三通道技术让带宽变大,进一步加快数据传输速率。内存容量的大小与性能是影响整个计算机系统运行效率的重要因素之一。
电源
一个电源供应器
电源供应器属外设之一,作用为将家用交流电源转换为个人电脑硬件所需的直流电 。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电源供应器运作时会出现过热现象或无法提供稳定电流和电压等。
显卡
PCI-E接口nVIDIA GeForce GTX260显卡
显卡,是电脑显示图像的重要器件,它负责处理CPU发送来的图像指令和数据,并将处理后的结果输出至显示器,以最终形成图像。随时代发展,显示芯片的运作性能亦获取了长足的提升。
目前主要的显示芯片(GPU)生产厂商包括英伟达和超微半导体等。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,在超微推出的APU上,显示核心亦是被内置到了CPU中。
显卡
又称监视器、屏幕等,是电脑的图像显示设备,一般独立于机箱。被广泛应用于电脑上的显示器主要有CRT显示器和平板显示器(如液晶显示器)。
键盘
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个按键,多沿用打字机所采用的QWERTY布局,只是新增了功能键、方向键等电脑所需的键,有的键盘还设有一些额外的功能键。键盘的每个键上均有标明其所对应的字母、数字或功能。在用键盘向计算机输入数据时,通常一次只需按一个键,但也可能需要同时按下多个键,亦即组合键。各个按键所对应的功能不是固定的,许多程序都会对键盘各键的功能重新定义,实际操作时需重新记忆。
鼠标
鼠标是一种小巧、可滑动的设备,也是当代电脑重要和十分常见的输入设备之一。在图形用户界面上,用户通过滑动和点击鼠标等操作可向电脑输入命令和数据。鼠标可通过USB和PS/2接口与电脑相连,有的鼠标还可以通过无线USB及蓝牙连接。
早期的鼠标(及部分苹果电脑鼠标)只有一个按键,而现在则有两或三个以上,其中或包括一个滑轮,可以进行的操作包括移动、单击、双击、拖曳等。
外部存储媒体
硬盘驱动器
西部数据250 GB SATA硬盘
硬盘是用于存储数据数据最基本和最重要的部件之一。与内存不同,其中的数据数据在断电之后不会消失。硬盘运作基本原理是经由马达带动内部的盘片(表面涂有磁性物质)高速旋转,再利用读取头写入与读取数据(电磁铁原理)。随着制造技术的进步,马达转速愈来愈高,可以加快数据访问速度,以IDE与SATA大多为7200转/分的硬盘,但SCSI的已经达到10000转/分。另外、随着垂直写入技术的发展,硬盘容量亦愈来愈大,现时3.5吋的硬盘最大容量已经来到8~10TB。硬盘依大小可分为3.5吋(台式机主流)、2.5吋(笔记本电脑主流)、1.8吋(UMPC等移动电脑使用),现今硬盘市占率持续下降,慢慢会被固态硬盘给取代。
固态硬盘
固态硬盘(Solid State Disk、Solid State Drive,简称SSD),是一种基于IC芯片RAM相关技术的存储媒体。不像传统硬盘是以磁性媒体做为存储的媒体,因此也无需碟片与马达相关零件,因此不会有马达旋转时所造成的噪音。优点是高速访问、低功耗、抗震动,目前容量价格比仍是其缺点,但随着固态硬盘的不断发展,固态硬盘的容量已有实用性,价钱明显下滑之下,已为传统硬盘市场制造危机。固态硬盘大部分采用标准2.5吋SATA接口规格设计,完全兼容于主流个人电脑设备。
软式磁盘驱动器
3.5英寸软盘
软式磁盘驱动器,简称软驱,是以往个人电脑的重要设备之一,可插入可移动式的软盘。2000年前由于价格便宜,并且为当时系统恢复及昇级BIOS时必备的工具,因而在大多数电脑上都有装备。然而软盘容量小,稳定性不佳,现时已几乎被闪存所制成的USBU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
光盘驱动器依其能够读取或读写的光盘,常见的主要分为CD光盘驱动器、DVD光盘驱动器与BD光盘驱动器这3类。再细分为只读的光盘驱动器、刻录器、Combo光盘驱动器(CD-RW刻录与DVD-ROM只读)。
其他
U盘
磁光盘
移动硬盘、硬盘盒
其他硬件
网卡
调制解调器
麦克风
耳机、扬声器
摄像头
打印机
扫描仪
读卡器
软件
操作系统
操作系统用于管理与控制计算机资源,并可让用户通过各种程序使用这些资源。它是计算机运行的平台以及应用软件的基础。目前PC市场上占有率最高的是微软所推出的Windows系列,其次则是类Unix系列的操作系统,例如有开放式架构且逐渐窜起的GNU/Linux,以及FreeBSD等,此外尚有Solaris,OS/2及eComStation等。
Microsoft Windows是微软公司所推出的一系列操作系统。1985年11月微软推出了一个名为“Windows”的拥有图形用户界面(GUI)的作业环境,这之后,又相继推出了不同版本的Windows。目前最新的Windows操作系统是Windows 10和Windows Server 2016,目前市场占有率最高的则是Windows 7。MS Windows在个人电脑领域有压倒性的优势,全球约90%的个人电脑运行MS Windows(各个版本加起来的总和)。
OS X是苹果公司研发和推出的一系列操作系统,是原Mac OS的继承者。但与后者不同的是,它是基于Unix的图形操作系统。目前最新版本的OS X是OS X 10.11,代号“El Capitan”,最新的服务器版本是OS X Server 10.10.3,2016年OS X市占率已经来到了10%,持续上升。
screenshot ofDebian7.3 (wheezy)amd64withGNOME3.4.2
Linux最开始是芬兰黑客Linus Torvalds开发的内核,后来结合GNU计划组成GNU/Linux,各个部分由不同人协作结合而成,以GPL开放源代码,可自由使用以及在GPL下进行修改以及分发。
严格而言Linux只是指内核。一个完整的GNU/Linux发行版由Linux内核、桌面环境(例如GNOME、KDE)及其他应用软件(GNU计划开发的软件为主)组成。
GNU/Linux有数量众多的发行版,现时最流行的GNU/Linux发行版都是基于Debian,如Ubuntu及Linux Mint。还有基于RHEL的Fedora、CentOS等。OpenSUSE也是一个较多人使用的GNU/Linux发行版。
维基百科就是寄存于运行Ubuntu的服务器上。GNU/Linux在超级电脑、服务器、Mainframe(大型机)上的市场占有率很高,在台式机上的市场占有率很低,远不及MS Windows及Mac OS X,但正在稳定抬升。
BSD(Berkeley Software Distribution,伯克利软件套件)是Unix的派生系统,1970年代由伯克利加州大学(University of California, Berkeley )开创。现派生出多种开放源代码版本如FreeBSD、PC-BSD、GhostBSD、NetBSD等。
应用软件
应用软件是为执行各种特定的任务或解决特定的问题而开发的程序。应用程序依赖于操作系统等系统软件的支持,需要系统软件为其提供内存管理、网络连接以及设备驱动等常规服务。
常见的应用软件包括文字进程等办公软件、媒体播放程序等多媒体软件以及游戏软件等。
驱动程序
驱动程序可以使高级电脑软件与硬件进行交互。这种程序创建了一个硬件与硬件,或硬件与软件沟通的接口,经由主板上的总线或其它沟通子系统与硬件形成连接的机制,使得硬件设备上的数据交换成为可能。
制造厂商
苹果公司(APPLE)、戴尔(DELL)、惠普(HP)、富士通(Fujitsu)、联想(Lenovo)、IBM 、索尼(SONY)、日本电气(NEC)、东芝(TOSHIBA)、三星电子(Samsung)、华硕(ASUS)、宏碁(ACER)、微星(MSI)、技嘉(GIGABYTE)等都是世界性的知名电脑品牌。
用途
电子游戏机
公用服务站
PC被很多人作为电子游戏机使用,不同于游戏机,PC的硬件可以更换而且更新速度快,也因此有些电脑厂商因应此趋势而推出电竞电脑,亦即针对游戏需求而组装的电脑。尽管如此,游戏的效果始终取决于对游戏机的兼容度,多数游戏机专用游戏只为游戏机作优化,而非为PC优化,不管PC硬件多先进,该类游戏上始终不如游戏机,不过随着PC的发展,目前大部分多平台的游戏中,PC平台版本的游戏在PC的硬件配置程度较优的情况下,游戏的画面帧率以及对游戏的可修改性(如:修改MOD)上对比游戏机有明显的优势。然而总体而言,PC用模拟器模拟游戏机游戏仍常较缓慢且体验质量较差,因为PC并非该电视游戏专用的游戏机。
多媒体设备
PC可扩展性使很多人利用PC作为家庭的多媒体系统,例如加装电视卡、遥控器、5.1声道音响,以及利用DVD、蓝光光驱等代替专业的家庭剧院设备,以同时享受多种乐趣。
公用服务站
公共场所的公用信息服务站很多也是用PC零件组装生产,内载特制化过的操作系统和软件,只能运行特定公共服务功能,例如向特定网络商订票、订机位、查数据,连接特定金融机构转账或金融服务等。
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