電腦硬體介紹暨個人電腦採購指引講師陳昱廷章節大綱電腦硬體組成元件

電腦硬體介紹暨個人電腦採購指引講師：陳昱廷

章節大綱 • 電腦硬體組成元件 – 基本電腦的十一單元 • 個人電腦採購指引 P- 2

電腦的五大單元 • 輸入單元：鍵盤、滑鼠、掃描器. . • 控制單元： – 控制電腦動作的所有程序與各單元之間的協調 • 算術與邏輯單元： – 算術運算、邏輯判斷 • 記憶單元： – 主記憶體：RAM 、Cache. . – 輔助記憶體：硬碟機、光碟機、磁帶機. . • 輸出單元： – 螢幕、印表機、儲存設備、喇叭. . I/O Unit Memory Unit CU/ALU (CPU) P- 3

基本電腦的十一單元 SW 電源 RAM ATX sw pin AGP 鍵盤滑鼠 PS/2 CPU USB FDD FD IDE HD 螢幕 1394 COMA audio-out NIC 主機板 CD 機殼 P- 4

基本電腦的十一單元 • 中央處理器 (CPU) • 隨機儲存記憶體 (RAM) • 主機板 (Motherboard)、電源 (Power Supply) • 軟碟機 (FD) 、硬碟機 (HD) 、光碟機 (CD) • 鍵盤 (Keyboard) 、滑鼠 (Mouse) • 螢幕 (Monitor) • 註：顏色色系配合前一頁圖示。機殼 (Case) P- 5

電腦硬體組成元件 • • • 中央處理器 (CPU) 主機板 (Mother Board) 隨機存取記憶體 (RAM) 螢幕 (Monitor) 、顯示卡 (VGA Card) 硬碟 (Hard Disk) 、軟碟 (Floppy Disk) 光碟機 (CD-ROM, DVD-ROM) 網路卡 (NIC) 、數據機 (Modem) 音效卡 (Sound Card) 、喇叭 (PC Speaker) 印表機 (Printer) 、掃描器 (Scanner) 鍵盤 (Keyboard)、滑鼠 (Mouse) 外殼 (Case)、電源 (Power Supply)、各式排線 P- 6

CPU • 將資料轉換成資訊 • 控制中心 • 執行儲存在記憶體中程式指令的一組電路 • 分成兩個主要部分 – 控制單元 (CU) – 算術邏輯單元 (ALU)

微處理器的組成元件 • • 控制單元 – CU 算術邏輯單元 – ALU 暫存器系統時鐘

發明出更好的微處理器 • 將整個電腦的電路放進一片微晶片中 – 更便宜 – 更快 • 執行先前由其他硬體所負責的功能 – 數學輔助處理器現在是微處理器的一部分 – 多媒體指令現在也成了微處理器的一部分

發明出更好的微處理器合併到微處理器上的功能越多 • 電腦跑得更快 • 造價更便宜 • 更穩定：

微處理器的種類 Intel 相容 • • • Cyrix • AMD Pentium Celeron Xeon Core 2

微處理器的種類 • Power. PC – 由 Apple、 IBM 和 Motorola 所合作設計 – 主要是用在 Apple Macintosh個人電腦家族上 – 它也可以用在伺服器與內嵌式系統中 • Alpha – 由 Compaq (康柏 ) 所製造 – 用在高階伺服器與作站上

中央處理器 (CPU) • 個人電腦常見廠牌： Intel、 AMD • 選購 CPU需要注意哪些事項ㄟ – 作時脈 (Clock Rate) – 廠牌 – 第一、二層快取記憶體之大小 – 特殊之指令集： 3 D Now / MMX – 插槽種類：Socket / Slot – CPU風扇之搭配 P- 13

中央處理器 (CPU) - INTEL • 下列圖示之 CPU為 Intel Pentium-IV 2. 4 G及其散熱風扇 (Socket-478) ATX 12 V CPU電源使用註：有些主機板在此接頭未安裝之情況下將無法啟動 P- 14

中央處理器 (CPU) - INTEL • LGA 775 處理器 2018/3/18 15

中央處理器 (CPU) - AMD • AMD的中央處理器與 Socket-462腳座安裝 CPU時請注意其腳位是有方向的，圖中紅色圓圈所示之缺角，代表著 CPU的缺角要與插槽的缺角對齊才可插入喔 P- 16 P-16

暫存器各有特殊的用途速度快是個暫時存放的地方位於 CPU 中指令暫存器資料暫存器儲存目前正在執行的指令儲存正等著被處理的資料儲存處理過後的結果

儲存體類型 • 輔助儲存體 – 儲存以後要用到的資料 – 長期儲存 • 記憶體 – 儲存最近要使用的資料 – 暫時儲存 – 存取速度比輔助儲存體快 • 暫存器 – 儲存與目前正在執行的指令立即相關的資料 – 存取速度記憶體快

儲存體容量的測量單位 KB – kilobyte • 1024 (210)個位元組 • 有些磁片 • 快取記憶體 MB – megabyte • 約百萬 (220)個位元組 • RAM GB – gigabyte • 約十億 (230)個位元組 • 硬碟 • CD 和 DVD TB – terabytes • 約一兆個位元組 • 大型硬碟

計量單位全名 Tera Giga Meg Kilo Milli Micr Nan Pico a o o 縮寫 T G M K m μ n p 精確值概略值 240 230 220 210 2 -20 2 -30 2 -40 1012 109 106 103 10 -6 10 -9 10 -12 P- 20

記憶體它有許多名稱主要儲存體 (primary storage) Primary memory Main storage Internal storage 主記憶體 (Main memory)

記憶體的主要類型 RAM 隨機存取記憶體 (Random Access Memory) ROM 唯讀記憶體 (Read Only Memory)

RAM • • • 保存目前執行中程式的指令與資料在記憶體裡的資料可以被隨機存取存取方便且快速揮發性電源關閉後 RAM 上的資料就會消失 RAM 上的資料可以被修改

RAM 裡有什麼 ? • • 作業系統目前正在執行中的程式上述程式需要的資料等著要輸出的中間結果

ROM • 非揮發性 (Non-volatile) • 負責開機的指令 • 裡面的指令和資料可以讀取，但不能修改 • 這些指令通常是在廠裡燒錄進去的

擴充主記憶體 --隨機存取記憶體 (RAM) • 購買封裝在電路板上的記憶體模組 • SIMM (Single In-Line Memory Module)– 晶片是安裝在電路板的一邊 • DIMM – 晶片是安裝在電路板的兩邊 • 你能安裝的 RAM數量最多是多少，取決於主機板的設計 • Ram. Bus / DDR 2 / DDR 3 卡榫 – Clock Rate: 133 / 150 / 266 / 333 /400 RAM EDO (較早期的隨機記憶體 ) 記憶體晶片防呆卡榫 P- 26

ROM • 在廠製造時便燒錄了永久的程式和資料 • 可以被讀取 • 可以被使用 • 使用者不能修改 • 儲存電腦開機時所需要啟動的開機程序 • 非揮發性

PROM • 可程式化 (Programmable) ROM • ROM 燒錄器 (ROM burner) 可以修改某些特殊 ROM 晶片上的指令

執行程式 • CU 擷取指令放進記憶體中 • CU 將此指令解碼 • CU 通知硬體相關部分準備採取行動 • 將控制權轉移到硬體的相關部分 • 執行作 • 控制權回到 CU

機器循環週期 I-time • CU 從記憶體中擷取 (fetch)指令，然後放進暫存器中 • CU 將此指令解碼 (decode)，並決定所需要的資料在記憶體中的位置

機器循環週期 E-time • 執行 – CU 將資料從記憶體搬移到 ALU 內的暫存器中 – 由 ALU 負責控制與執行指令 – 控制權回到 CU • CU 將運算後的結果存放在記憶體或暫存器中

快取 (Cache) • 它是一塊小但非常快速的暫存記憶體 • 目的為了加速內部資料和軟體指令的傳輸 • 存放著最近用過或最常被使用到的資料和指令

快取 (Cache) 第 3步傳送到 CPU 和快取中處理器 R 快取 A M 第 2步到主記憶體中的該位址去讀取第 1步處理器要求擷取資料或指令下一次微處理器需要資料或指令時 • 先到記憶體快取中尋找 • 找不到再到記憶體中尋找

快取的種類 • 內部快取 – 第一級 (L 1) – 內建在微處理器中 – 最多到 128 KB • 外部快取 – – – 第二級 (L 2) 在單獨晶片上 256 KB 或 512 KB SRAM 技術它比 L 1快取便宜但是較慢比記憶體快但是較貴

主機板 (Mother Board) • 規格注意事項： – CPU插槽 : 需要配合 CPU之規格 • 支援頻率：倍頻、最高頻率、電壓 – 晶片組 (南北橋晶片 ) – 擴充槽個數： DRAM、 ISA、 PCI、 AGP個數 • 各匯流排之規格 (ex: AGP 2 x, 4 x, 8 x) – 有無其他配備：音效（是否有多聲道支援）、顯示、網路 (10/100) – 周邊支援： USB(1. 1 或 2. 0)、 IDE速度 (33, 66, 100, 133) 、 1394 P- 35

系統匯流排 • 一組傳送電子訊號的電路 • 系統匯流排 – 負責在 CPU 與記憶體之間傳送資料 • 匯流排寬度 – 電腦一次可以傳輸的資料位元數 – 通常會和 CPU 的字組 (word) 大小一致 • 速度是用 megahertz (MHz) 來衡量

系統匯流排匯流排寬度越大 CPU 一次可以傳輸更多的資料 CPU 能參考到更大的記憶體位址 = 電腦的運算能力越強 = 電腦速度變快 = 有更多的記憶體 CPU 可以支援較大的數字精確度以及更多種類的指令

擴充匯流排 • 連接到擴充槽 • 將擴充電路板插入擴充槽裡 – 介面卡 (interface card) – adapter card • 提供外部的連接端 – 序列埠 – 平行埠 / 連接埠

擴充匯流排

PC 匯流排與連接埠 ISA 用在慢速的裝置如滑鼠和數據機上 PCI 適用於連接高速的裝置如硬碟和網路卡上 AGP 連接記憶體與圖形卡以提供更快速的視訊效能支援 “daisy-chaining” 功能，省去需要多張擴充卡的麻煩；可以 “熱切換 ” (hot-swappable) USB IEEE 1394 (Fire. Wire) PC Card 一種高速的匯流排，通常是用在連接視訊設備到你的電腦上信用卡般大小的 PC Card 裝置，通常是用在筆記型電腦上

晶片組系統圖表 X 38 845 2018/3/18 41

主機板 (Mother Board) 軟碟硬碟光碟機電池記憶體開關及提示燈號接腳蜂鳴器 ATX電源插槽 AGP 匯流排 CPU插槽周邊設備接頭 PCI 匯流排晶片組 P- 42

螢幕 (Monitor) • 選購重點標示尺寸與實際可視尺寸色純度安規檢驗 : FCC, UL, TCO 可接受之輸入訊號接腳種類 – 陰極射線管 CRT – – • 有高頻雜音 • 點距、水平頻率 • 垂直頻率、解析度 – 液晶螢幕 LCD • 亮點、更新速度、對比、最大亮度、 P- 43

顯示卡 (VGA Card) • VGA: Video Graphics Array • 選購重點： – – – – 支援的解析度記憶體大小 3 D加速功能界接介面 : PCI或 AGP 作業系統支援種類更新頻率 TV-Out S端子 S 3 Virge 86 C 835 P- 44

硬碟 (Hard Disk) • 選購重點 – 容量大小 • 20 MB ~ 120 GB ~ … – 馬達轉速 • 3600 RPM ~ 10000 RPM ~ … – 最大傳輸速度 – 平均搜尋時間 – 快取記憶體 • 2 MB ~ 8 MB ~ … – 保固期限 • 一年 ~ … P- 45

硬碟內幕大觀 -1 控制晶片 IDE界接處 Jump 可以調整為第一或第二顆電源插頭有防呆裝置喔 P- 46

硬碟內幕大觀 -2 磁碟片：鋁基板控制傳輸線讀寫頭主軸馬達音圈馬達 P- 47

音圈馬達硬碟內幕大觀 -3 主軸馬達讀寫頭磁碟片：鋁基板 P- 48

硬碟內幕大觀 -4 讀寫頭 IDE界接處音圈馬達電源插頭有防呆裝置喔 Jump 可以調整 P為第一或第二顆 49

軟碟 (Floppy Disk) • 軟碟機的種類，可分為 5. 25吋和 3. 5吋兩種，軟碟機的儲存原理與唱盤相仿 • 當磁碟機的讀寫頭要在磁片上進行資料寫入或讀取的動作時，實際上是發出或接受電波，造成磁碟片表層磁性的改變，使得磁碟機能達到資料儲存的功用。 • 5. 25吋 => 1. 2 MB • 3. 5吋 => 1. 44 MB • ZIP軟碟機 => 100 MB / 250 MB IDE介面 • LS-120 => 120 MB P- 50

鍵盤 (Keyboard) • 標準按鍵 104鍵，包含三個快速鍵 • 採購重點：按的舒服，喜歡就好功能鍵 F 1~F 12 特殊功能鍵提示燈號數字、算數鍵文數字輸入鍵方向鍵 P- 51

軌跡球滑鼠 (Mouse) • 界接介面：PS 2、 USB、 Wireless 、COM port 滾輪滑鼠無線滑鼠採購重點：兩鍵或三鍵 Scroll Bar 捲軸（水平、垂直）特殊鍵光學靈敏度 DPI 光學滑鼠 P- 52 P-52

光碟機 (CD-ROM, DVDROM) • 選購重點 – 傳輸速度 – 界接介面 IDE, SCSI, USB – 內接式、外接式 • 燒錄器 – – 傳輸速度 52 x ~ CD-R 燒錄速度 52 x ~ CD-R/W 燒錄速度 40 x ~ DVD 燒錄速度 8 x ~ 40 x 12 x 48 x 40 倍 CD-R燒錄 12 倍 CD-RW燒錄 48 倍讀取 P- 53

外殼 (Case) • 採購重點： – – – – AT或 ATX 外觀長相 5. 25吋插槽數量 3. 5吋插槽數量散熱風扇數量、散熱效果機殼拆裝便利性不割手 Q：何謂三大兩小？ A：三個 5. 25吋插槽數量兩個 3. 5吋插槽數量 P- 54

外殼 (Case) • 散熱風扇 • 電源開關 • 機櫃內部溫度顯示 • 重置開關 P- 55

外殼 (Case) – 背面一覽 • 電源供應器 • 散熱風扇 • 各式端子接頭 • 介面卡輸出端 P- 56

外殼 (Case) –各式端子接頭 USB COM 埠麥克風 PS 2鍵盤喇叭埠 PS 2滑鼠 Line-IN 網路埠印表機列埠 P- 57

外殼 (Case) –介面卡輸出端 VGA AV-out、 S端子、D接頭搖桿埠 USB 1394 音效輔助輸出埠影像擷取卡 P- 58

電源供應器 (Power Supply) • 功率瓦特數 200 W / 250 W/ 350 W ~ • 電磁安規 • AT或 ATX P- 59

網路卡 (NIC) • 採購重點 – – – RJ 45接頭傳輸速度 10, 1000 Mbps 速度自動切換功能界接介面 BNC, RJ-45, Fiber 作業系統支援匯流排介面 • ISA, PCI, USB, PCMCIA – 穩定度 • Wireless – 符合 802. 11 a/b/g 標準 – 54 Mbps / 11 Mbps / 54 Mbps 10 Base-2 BNC接頭 P- 60

搖桿 • 一般型搖桿 – Game port 、 USB • 專用型搖桿 – 飛行搖桿 • • 武器切換艦節流閥視覺方向鍵動力回饋功能 – 賽車搖桿 • 油門、煞車、換檔 • 動力回饋功能 P- 61

音效卡 (Sound Card) • 處理電腦中的音源訊號，處理完後再送至喇叭來發出聲音。 • 採購重點： – – 界接介面內含在主機板中或額外安裝參考取樣頻率 5. 1聲道 P- 62

數據機 (Modem) • 由於電話線只接受類比式的訊號傳遞，所以將電腦的數位訊號轉換成為類比訊號，傳輸於電話線中，以連接網路。 • 採購重點： – 內接式或外接式 – 傳輸速率 56 kbps ~ – 附加價值 • （軟體、周邊設備） – 介面規格 RS-232 P- 63

喇叭 (PC Speaker) • 電腦喇叭主要功能在將電腦所處理的聲音訊號發出人類耳朵可以聽到的聲音 • 採購重點： – – 功率瓦數外觀形式最多支援的聲道量 (5. 1聲道 ) 音量調節、重低音功能 • 5. 1聲道 (六個喇叭 ) P- 64

印表機 (Printer) • 印表機是一種資料輸出的設備，可以將電腦內的文字或圖形經由印表機列印到紙張上。 – 噴墨式印表機：原理是利用噴字頭擠壓墨水使其所噴出極微細小墨水顆粒，附著在紙上形成文字或圖形。 – 雷射印表機：原理是利用雷射光束的磁鼓，藉著控制雷射光束的開啟和關閉，當紙張捲動在磁鼓時，雷射光束會在磁鼓上產生帶電區，此時內部的碳粉會受到電荷的磁性吸引而附著在紙上形成文字或圖形。 – 點矩陣印表機：原理類似以複寫紙墊在底下來複寫資料，利用許多細小的撞針 (9針或 24針 )來 P- 65 撞擊色帶，使得色帶上的顏料能夠打點到紙張

印表機 (Printer) • 點矩陣印表機（ Dot-Matrix Printer） • 噴墨式印表（ Inkjet Printer） • 雷射印表機（ Laser Printer） P- 66

印表機 (Printer) • 採購重點： – – 列印尺寸 : letter, B 5, A 4, A 3 ~ … 解析度 DPI (Dot Per Inch) 列印速度 PPM : 10 ppm ~ 24 ppm ~ … 彩色與否 – – – 網路連結功能是否支援紅外線連線是否支援 post script格式耗材費用、保固年限售後服務、口碑 • 墨水夾為四色或六色 • 每個顏色的墨水夾是否為單獨裝置 • 噴字頭是隨著墨水夾更換或是固定式 P- 67

掃描器 (Scanner) • 將我們的照片或其他文件轉為數位影像 • 採購重點： – – – 光學解析度數位解析度掃瞄速度是否支援掃瞄正片傳輸介面 • SCSI、 USB、 EPP(印表機列埠 ) P- 68

各式排線 • 1394大小頭、USB大小頭 P- 69

拇指碟 • 利用 Flash 記憶體提供記憶功能，因將其所有資料存於硬體中，所以不需靠額外的電源來保存資料。 • 右圖兩個均為 128 MB 的隨身碟，其中一個將隨身碟與手錶做在一起，提供非常便利的使用。 P- 70

USB (Universal Serial Bus) • 現今普遍使用的 USB規格為 USB 1. 1標準僅有 12 Mbps(每秒 12 Mb)的傳輸速度，已無法滿足大量資訊傳輸的需求，目前最新規格速度可達 480 Mbps稱為 USB 2. 0。 • USB 2. 0的特性與 USB 1. 1一樣，但速度增加 40倍。此外， USB 2. 0還有向下相容的特色，它的介面接頭及線材都一樣。 P- 71

USB (萬用序列埠 ) • 底下列出常見週邊界面的規格及速度： Highest Speed Length Most devices USB 1. 1 12 Mbps 16 Feet 127 USB 2. 0 480 Mbps 16 Feet 127 RS-232 115 kbps 100 Feet 2 Firewire IEEE 1394 393 Mbps 15 Feet 63 Infrared 4 Mbps 6 Feet 6 Ethernet 10/1000 M 1600 Feet 1024 Parallel port 8 Mbps 10 Feet 2 Interface bps: bit per second P- 72

USB連接器 P- 73

PDA • 個人數位助理電源開關錄音鍵擴充背夾 Windows Pocket PC 2002 Outlook 2002 Word, Excel, 行事曆觸控螢幕特殊功能鍵方向鍵 P- 74

問題與討論 • 請擬出一份桌上型電腦估價單 (請註明主要配備之廠牌型號與為何選用此一設備 ) • 請評估液晶螢幕與平面直角螢幕之差異 (價錢、解析度、輻射、體積、色彩…) • 請評估噴墨印表機與雷射印表機之差異 (價錢、速度、耗材、安靜、顏色…) • 參考網址 – – http: //www. mren. com. tw http: //www. shoppingguide. com. tw http: //tw. asus. com/ http: //www. fatwallet. com/coupons-cashback/Lenovo/ P- 75

如何選購電腦 P- 76

大綱 • • 電腦採購的原則電腦採購的方式各式電腦配備的選購指南建議配備 P- 77

電腦採購的原則 • 原則 – 應用導向 • 打打報告、玩遊戲軟體、 PC伺服器 … – 注重電腦的擴充性 • 擴充槽數量、電腦升級能力 … – 老二哲學 • 沒有必要所有設備都買最高檔的 P- 78

電腦採購的方式 • 三種方法 – 購買知名品牌電腦套餐。 • HP、 IBM、 ACER、 LEMEL… • 好處：到府維修、售後服務 – 購買零組件自行組裝。 • 好處 – 能夠選擇合意的零組件以搭配出理想中的電腦。 – 能夠省下一筆電腦裝配費用。 – 從組裝的過程中可以獲取電腦零組件的相關知識。 – 指定零組件，由專人組裝。 • 可依自己喜好選擇配件又不用擔心安裝錯誤 P- 79

各式電腦配備的選購指南 • 電腦機殼與電源供應器：電腦機殼依其外形可分為平臺式和直立式兩種。 – 對 DIY族的朋友，我們建議採用中型（含）以上的直立式機殼。 • 原因 – 有足夠的空間應付未來的擴充； – 大一點的機殼空間，對安裝電腦比較方便； – 內部空間大，有利於散熱而增加電腦的穩定性。 • 至少三大兩小之規格 – 電源供應器至少 300瓦以上，最好選用安規符合越多的越好 P- 80

各式電腦配備的選購指南 • 鍵盤：依按鍵的種類來分，鍵盤可分為機械式與電容式兩種，前者的觸感較佳，但按鍵時所發出的聲音較大；後者則恰恰相反。 • 滑鼠：滑鼠可分為機械式和光學式兩種。 • 中央處理器： – 英代爾（Intel）公司所生產的Celeron（賽揚）和 Pentium（奔騰） IV中央處理器（CPU）是目前個人電腦上的主流。 – Celeron算是 Pentium 的精簡版，價格便宜了許多，主要是用於低價電腦。 P- 81

各式電腦配備的選購指南 • 主機板：全世界半數以上的個人電腦都是採用台灣生產的電腦主機板。 • 記憶體： – 512 MB 記憶體已成為電腦的最基本需求。 • 硬碟機： – 選購硬碟機時，你必須考慮以下幾項因素：種類、容量、硬碟機轉速、和硬碟機存取時間等。 • 軟碟機：軟碟機有 3. 5英吋和 5. 25英吋兩種型式。(5. 25英吋幾乎都沒有在使用 ) • 光碟機： – 有 IDE和 SCSI兩種型式，前者的價格便宜了許多。 P- 82

各式電腦配備的選購指南 • 音效卡與喇叭： • 圖形顯示卡： – 注意事項 • 卡上有多少的圖形記憶體、與能夠安裝的最大容量、 • 支援哪些顯示解析度？最高的解析度又為何、 • 各種解析度下所能顯示的顏色數目 • 各種解析度下的最高垂直掃瞄頻率 • 顯示器： – 常見的 LCD有 17吋、19吋、和21吋等幾種。目前以 17, 19吋為主流。 P- 83

各式電腦配備的選購指南 • 印表機： • 其它週邊設備： – 包括掃描器、數位相機、數位攝影機、光碟燒錄機（DVD-R）、多讀單寫光碟機（ DVD-RW）、可重複讀寫的磁光機（ MO）、 ZIP磁碟機、磁帶機、或不斷電系統與穩壓器等等。 • 網路卡：介接介面（RJ-45、 BNC或 Fiber） 10/1000 Mbps – Wake on LAN P- 84

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