项目2 计算机硬件配置 (课件）-《计算机组装与维修》同步教学（人民邮电版）

目 录 项目2 计算机硬件配置 2.1 项目描述 2.2 必备知识 2.3 项目实施 2.4 项目小结 学习目标：  掌握硬盘性能指标及选购。 • 掌握显卡性能指标及选购。 • 掌握外置声卡知识。 • 掌握液晶显示器性能指标及选购。 • 掌握鼠标与键盘性能指标及选购。 • 掌握笔记本电脑的选购。 • 掌握组装计算机实践。 项目一 计算机系统概述 CPU是一块超大规模的集成电路，是一台计算机的运算核心（Core）和控制单元（Control Unit）。它的主要功能是解释计算机指令及处理计算机软件中的数据。CPU的发展速度非常快，从世界上第一块商用CPU—英特尔4004诞生至今已有近五十年，如今主要由Intel（英特尔）和AMD（超威）两大厂商各据一方。 2.1 项目描述 2.2.1 CPU简介 1971年，世界上第一块商用微处理器4004在英特尔公司诞生，它集成了2300个晶体管，功能有限，速度很慢，市场反应也不理想。 1973年8月，由霍夫与费金研制的英特尔8080型微处理器问世，如图2-2所示，它的运算速度比4004型要快20倍。当时，速度较快的新型MOS金属氧化物半导体电路出现了，霍夫和费金把MOS电路应用到8080型芯片上，一举成功，成为第二代微处理器。它是有史以来最成功的微处理器之一。 1.2 必备知识 2.2.1 CPU简介 1973年8月，由霍夫与费金研制的英特尔8080型微处理器问世，它的运算速度比4004型要快20倍。当时，速度较快的新型MOS金属氧化物半导体电路出现了，霍夫和费金把MOS电路应用到8080型芯片上，一举成功，成为第二代微处理器。它是有史以来最成功的微处理器之一。 1.2 必备知识 2.2.1 CPU简介 1978年，英特尔首次生产出16位的微处理器，它的主频为4.77MHz，集成了约30万个晶体管，同与之配套的数字协处理器i8087一起使用相互兼容的指令集—x86指令集。该构造框架和指令集，至今的CPU仍在使用，通常称作“向下兼容”，即新型CPU可以直接使用基于老式CPU开发的软件，无须做任何变动。1979年推出的8088型微处理器是8086型的简化型，被首次应用于IBM PC，个人计算机的第一代CPU便从它开始。 1.2 必备知识 2.2.1 CPU简介 1982年，英特尔推出80286型微处理器，该微处理器集成了13.4万个晶体管，主频达到20MHz。1985年推出的80386型微处理器是80x86系列中第一款32位微处理器，内部含27.5万个晶体管，主频最高达到33MHz。1989年推出的80486型微处理器，集成了120万个晶体管，主频最高达到66MHz，它将80386、80387及8KB的高速缓存集成在一个芯片内，采用了突发总线方式，大大提高了CPU与内存的数据交换速度，其性能比80386DX提高了4倍。 1.2 必备知识 2.2.1 CPU简介 1993年，英特尔推出了Pentium（奔腾）（希腊语“第五代”）处理器，其最高主频200MHz，集成了约310万个晶体管。1995年的Pentium Pro处理器内含高达550万个晶体管，主频为133MHz，处理速度几乎是100MHz Pentium处理器的2倍。 1.2 必备知识 2.2.1 CPU简介 在1995年以后的十几年，市场上出现了100多种CPU，英特尔从Socket 5（方形多针脚ZIF，只要将插座上的拉杆轻轻扳起或按下，就可方便地安装和更换，拥有296/320针脚）发展到Socket 775，AMD从Socket 7发展到Socket 939。CPU的主频已经增长了将近40倍，从1995年的100MHZ到3800MHz；而缓存的数据带宽也从1997年的110 MB/s（AMDK6-III/450）提高到6000MB/s（Athlon64）。在1995年，当人们需要将一段17分钟的音频文件转换成MP3格式时，用当时最先进的Pentium100 CPU需要77分钟才能完成，而用AMD Athlon 64 FX-55去做同样的工作只需要半分钟。 1.2 必备知识 2.2.1 CPU简介 2006年是处理器市场动荡的一年，英特尔放弃了有12年历史的“奔腾Pentium”金字招牌，更换了有37年历史的Logo，放弃了从奔腾4初期就开始在台式机上沿用的Net Burst架构，而采用源于笔记本电脑的Core架构，推出采用65nm工艺，与Pentium M架构类似的酷睿（Core）2系列处理器，着重性能功耗比，并率先发布4核心处理器。而AMD方面以AM2接口速龙（Athlon）64 X2双核处理器为主。 1.2 必备知识 2.2.1 CPU简介 2010年1月8日下午，英特尔在北京举行发布会，正式面向全球发布最新革命性产品：基于32nm工艺的全新桌面级和移动端处理器i3、i5和i7，其中i3主攻低端市场，采用双核处理器架构，约2MB二级缓存；i5处理器主攻主流市场，采用4核处理器架构，约4MB二级缓存；i7主攻高端市场，采用4核8线程或6核12线程架构，二级缓存不低于8MB。 1.2 必备知识 2.2.1 CPU简介 2014年9月上市的i7-5960X处理器是第一款基于22nm工艺的8核心桌面级处理器，如图2-9所示。它拥有高达20MB的三级缓存，主频达到3.5GHz，热功耗140W。在当时此处理器的处理能力可谓超群，浮点数计算能力是普通办公计算机的10倍以上。随着这一“怪兽”处理器的问世，英特尔公司在处理器领域与AMD的差距越拉越大。 2014年9月上市的i7-5960X处理器是第一款基于22nm工艺的8核心桌面级处理器，它拥有高达20MB的三级缓存，主频达到3.5GHz，热功耗140W。在当时此处理器的处理能力可谓超群，浮点数计算能力是普通办公计算机的10倍以上。随着这一“怪兽”处理器的问世，英特尔公司在处理器领域与AMD的差距越拉越大。 1.2 必备知识 1．CPU性能指标 CPU整个计算机的系统核心，往往也是各种档次计算机产品的代名词。CPU的性能大致可以反映出计算机的性能，因此它的性能指标十分重要。 （1）CPU主频。 CPU主频也叫作时钟频率，是CPU内部的工作频率，代表的是处理器的运算速度，单位为GHz。主频越高，处理器的运算速度越快，如图2-10所示。 图2-10 CPU主频与前端总线频率 1．CPU性能指标 （2）CPU字长。 在同一时间内处理二进制数的位数叫字长。通常处理字长为8位数据的CPU叫作8位CPU，32位CPU就是在同一时间内处理字长为32位的二进制数据。 （3）前端总线（FSB）频率。 前端总线频率是CPU与北桥芯片、内存等进行数据交换的工作频率。前端总线频率越高，意味着CPU与内存等进行数据交换的速度越快，也就越能让CPU充分发挥其性能，如图2-10所示。 前端总线频率由主板的芯片组决定，一般都能够向下兼容。例如，主板支持1066MHz前端总线频率，那么该主板安装的CPU前端总线频率可以是1066MHz或800MHz，只是安装了800MHz前端总线频率的CPU时，主板不能发挥最大的性能。 1．CPU性能指标 （4）缓存。 缓存（Cache）是位于CPU与内存之间的临时存储器，它的特点是容量比内存小，但数据交换速度比内存快。加入缓存的目的是为了缓解CPU与内存之间工作速度的差异，提高CPU与内存之间数据传递的速度。缓存可分为三种：一级缓存（L1 Cache）、二级缓存（L2 Cache）和三级缓存（L3 Cache）。 ①一级缓存为CPU内部缓存，集成在CPU芯片的内部，用于暂时存储CPU运算时的部分指令和数据。一级缓存容量比较小，如英特尔酷睿i5740的一级缓存为128KB。 ②二级缓存为外部缓存，位于CPU外部，用于暂时存储CPU内部一级缓存与内存交换的指令和数据。二级缓存的容量比一级缓存的容量大一些，但存取速度稍慢，如英特尔酷睿i5740的二级缓存为1MB。 ③三级缓存是为读取二级缓存后未命中的数据而设计的一种缓存。在拥有三级缓存的CPU中，约95%的数据无须从内存中调用，进一步降低了内存延迟，提升了大数据量计算时的CPU性能。如英特尔酷睿i5740的三级缓存为8MB。 1．CPU性能指标 （5）制造工艺及工作电压。 CPU制造工艺又叫作CPU制程，它的先进与否决定了CPU的性能优劣。CPU的制造是一项极为复杂的过程，当今世上只有少数几个厂商具备研发和生产CPU的能力。CPU的发展史也可以看作是制造工艺的发展史，几乎每一次制造工艺的改进都能为CPU的发展带来最强大的源动力，无论是英特尔公司还是AMD公司，制造工艺都是公司发展蓝图中的重中之重。 工作电压指CPU在正常工作时需要的电压。早期CPU（“386”“486”）由于工艺落后，它们的工作电压一般为5V，发展到奔腾“586”时，已经是3.5V/3.3V/2.8V了。随着CPU的制造工艺的进步与主频的提高，CPU的工作电压有逐步下降的趋势，发热量和功耗也随之下降。目前，主流CPU的工作电压为1.35V，功率为65W。低电压能解决耗电大和发热的问题，这对于笔记本电脑来说尤为重要。 1．CPU性能指标 （6）CPU主流产品。 目前国际市场上主流CPU厂家有英特尔和AMD公司。英特尔公司的CPU占有大约80%的市场份额，英特尔生产的CPU就产生了事实上的x86 CPU技术规范和标准。AMD公司专门为计算机、通信和消费电子行业设计和制造各种创新的微处理器（CPU、GPU、APU、主板芯片组、电视卡芯片等）、闪存和低功率处理器。 ①英特尔CORE i9-10900K。 该CPU是英特尔酷睿i9十代系列，如图2-11所示。旗舰级的酷睿i9-10900K采用10核心、20线程设计，制造工艺14nm，基础频率3.7GHz，全核最大睿频高达4.9GHz。对于这款处理器，英特尔给予其“全球顶级游戏处理器”的称号。 ②英特尔CORE i7-10700K。 2020年4月30日，英特尔公司一口气发布了32款新品处理器。在全新英特尔第十代处理器中，CORE i7-10700K是其中的旗舰级产品，如图2-12所示。该CPU采用8核心、16线程设计，具有16MB三级缓存。 图2-11 英特尔酷睿i9 10900K 图2-12 英特尔酷睿i7 10700K 1．CPU性能指标 ③AMD锐龙9-3900X。 该CPU采用更为先进的7nm工艺、12核心、24线程设计，基础频率3.8GHz，最大加速频率4.6GHz，如图2-13所示。 ④AMD锐龙Threadripper（线程撕裂者）3970X。 该CPU采用32核心、64线程设计，基准频率3.7GHz，最大加速频率4.5GHz，二级缓存16MB，三级缓存128MB，热设计功耗280W，如图2-14所示。该处理器支持4个DDR4-3200内存通道、4个USB 3.1接口，芯片组还支持8个USB 3.1接口、4个USB 2.0接口、4个SATA 6Gbit/s接口和NVMe。 图2-13 AMD锐龙9-3900X 图2-14 AMD锐龙Threadripper（线程撕裂者）3970X 2．CPU选购 买CPU应该选英特尔还是超威半导体公司 (Advanced Micro Devices，AMD)这可能是大多数用户在装机选购CPU时遇到的第一个问题，就目前的产品线布局来看，无论是英特尔还是AMD，都针对不同需求的用户推出了多款从入门到旗舰的全线产品。英特尔除了有我们熟悉的酷睿i3、i5、i7系列产品，还为入门级用户推出了奔腾及赛扬系列，为高端用户推出了酷睿至尊系列。 而AMD近两年的产品线也在大幅增加，除了带有独显核心的APU系列产品，AMD还首次推出了面向主流用户的Ryzen 3/5/7，以及面向高端用户的Ryzen Threadripper系列产品。 也就是说，我们在选购CPU的过程中，无论选择哪家厂商的产品，都有能够满足需求的对应型号，不必太过纠结。对于CPU的购买，建议参照如下七个方面来选购。 2．CPU选购 （1）关于核心数量的问题。 用户普遍认为CPU的核心数量越多，其性能就越强，但其实并不能一概而论。对于一款处理器来说，重要的参数除了核心数量，还包括是否支持超线程技术、默认主频、最大睿频、是否支持超频等参数。例如，同一厂商的一款原生6核、6线程处理器，即使是在相同的主频下，性能并不一定强过同系列4核、8线程的产品。 因此，在选购CPU的过程中，只通过核心数量来判断一款CPU的好坏是不科学的。需要注意的是，由于产品的架构不同，英特尔和AMD对于处理器的主频标准是不一样的，不能直接横向比较。 （2）CPU是不是一分钱一分货。 虽然整体来说，价格越高的CPU，其综合性能就越好，但因为CPU市场存在着竞争关系，英特尔和AMD不断地针对竞品推出相应新品，尤其是对于AMD的产品来说，价格是其非常重要的一项优势。另外，即便是同一品牌的产品，由于产品定位和促销策略的不同，可能也会出现一些价格低却性能更好的产品。因此，这就需要结合用户需求来做决定。 2．CPU选购 （3）装机到底要先选CPU还是先选主板。 总体来说还是要先选CPU，因为不同的CPU需要搭配带有不同芯片组的主板。在实际操作过程中，我们首先要有一个预算比例，例如，一台8000元的整机，在选购硬件之前要大致规划好CPU、主板、显卡、内存、硬盘等设备的预算占比，如果CPU+主板的预算能够达到3000元甚至更高，那么就可以选择i7+Z270主板或是Ryzen5/7+X370主板等同类组合。如果CPU+主板的预算只有2000元，那么就可以选择i5+B250主板或是Ryzen 5低端型号+B350主板。在确认了CPU+主板的预算之后，再来合理地选择相应的产品。 （4）是否选择超频CPU。 英特尔“K”系列的CPU型号仅表示该产品支持超频，而对于一般用户而言，是不会去折腾CPU超频的，所以没必要购买“K”系列的CPU，这种想法是很片面的。熟悉英特尔酷睿产品的朋友们都知道，英特尔近期的“K”系列产品除了支持超频外，在默认主频及最大睿频上也比不带“K”的产品要高不少。对于高端用户来说，在CPU线程相同的情况下，更高的主频往往会带来更高的帧数，而目前i7-7700和i7-7700K的差价很小，但两者的最高主频分别是4.2GHz和4.5GHz，差距还是很明显的。 2．CPU选购 （5）CPU是否要和其他电子产品一样，买新不买旧。 对于电子产品市场来说，一直有“买新不买旧”的说法，因为新品往往代表着更多的技术和功能。从CPU行业来看，虽然一些新的技术不能直接在CPU中体现出来，但却能在新品CPU对应的主板中加入一些新的接口和功能。如果使用的是几年前的CPU，那么这些功能是没办法在老款主板上实现的。 但很多功能只是“看起来很美”，对于一般用户来说，很多新功能根本用不上，而新品CPU往往代表着成倍增长的价格及不温不火的性能提升，因此对于预算较为有限的用户来说，完全没有必要选择最新的CPU产品。有时候购买上一代甚至是上两代CPU，依然能够获得不错的使用体验。但是当CPU厂商架构大幅升级的时候，还是可以考虑在价格稳定之后追一下新品的。 2．CPU选购 （6）CPU该买盒装还是散装。 由于CPU本身的制造难度极高，因此不易存在假货或是高仿的问题，一般情况下，盒装和散装最大的区别就是质保了。正品盒装CPU官方质保三年，而散装往往仅由店铺质保一年。另外，一些型号的盒装CPU可能还会附带原装散热器，这样就使同一款产品的盒装与散装的差价达到了一两百元，一些热门高端产品的差价可能会更高。 对于购买CPU的用户来说，如果你是DIY行家，喜欢自己搭配硬件，可以考虑购买散装CPU，以获取最大的价格优势，并且可以自行购买理想的大功率散热器，或是水冷散热器。如果是普通用户，推荐购买盒装CPU，这是因为盒装的价格已经非常合理，且不需要额外资金购买配套硬件。最后要记得购买有代理商标志的产品，如图2-15所示。 图2-15 CPU部分代理商标志 2．CPU选购 （7）现在买一款旗舰CPU，可以坚持使用5年以上吗。 有一部分人群在装机选择CPU时喜欢一步到位，例如，5年前买了i7-2600K，用到现在依然能够胜任各类高级软件及新游戏。但能够看到，英特尔和AMD都加快了新品的研发速度，一款CPU坚持5年可能要成为历史了。 无论是CPU还是其他硬件，新品更迭的速度明显加快，新品在性能表现上也要比上代产品强很多，因此根据现在的DIY市场环境来看，并不推崇“选择旗舰产品更加保值”的想法。一方面由于目前的旗舰产品价格不低，少则三千元多则上万元，对大部分装机用户的预算是很大的挑战；另一方面即便选择了旗舰产品，也不一定能够保证用很多年，可能还不如先选择一款主流CPU，用上两三年之后再换一次来得实惠。 2.2.2主板简介 计算机机箱主板，又叫母板（Motherboard），分为商用主板和工业主板两种。主板安装在机箱内，是计算机最基本也是最重要的部件之一。主板一般为矩形电路板，上面安装了组成计算机的主要电路系统，一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、面板控制开关接口、指示灯插接件、扩充插槽、主板及插卡的直流电源供电接插件等元件。 主板采用开放式结构，上面大都有6～15个扩展插槽，供PC外围设备的控制卡（适配器）插接。通过更换这些插卡，可以对PC的相应子系统进行局部升级，使厂家和用户在配置机型方面有更大的灵活性。总之，主板的类型和档次决定着整个计算机系统的类型和档次，主板的性能影响着整个计算机系统的性能。 目前市场的主流主板板型主要分为四种类型：E-ATX（加强型）、ATX（标准型）、M-ATX（紧凑型）、MINI-ITX（迷你型）。主板板型只和主板尺寸有关系，和主板芯片型号没有任何关系，任何一款主板都可能是这四种类型之一，只是尺寸和扩展接口等方面存在区别。 1.2 必备知识 1．E-ATX（加强型）主板 如图2-16所示为华硕ROG RAMPAGE V EDITION 10加强型主板。该型主板用于配置旗舰型计算机，搭载了Super Speed USB + 3.1解决方案，最高10Gbit/s的数据传输速度。该型主板一般应具有如下配置。 图2-16 华硕ROG RAMPAGE V EDITION 10加强型主板 2．ATX（标准型）主板 如图2-17所示为华硕B150 PRO GAMING标准型主板。该型主板对应大众级别 图2-17 华硕B150 PRO GAMING标准型主板 3．M-ATX（紧凑型）主板 如图2-18所示为铭瑄MS-挑战者B360M紧凑型主板。该型主板是小巧轻便型主板，适用于小型机箱。它将标准型主板的PCI扩展槽截掉一部分，留下两三个槽给用户使用，这样主板的尺寸比标准型主板缩短了。在供电系统方面，也是从标准型电源修改而来的，只是降低了总功率并简化了部分供电线路。 图2-18 铭瑄MS-挑战者B360M紧凑型主板 4．MINI-ITX（迷你型）主板 如图2-19所示为华硕J1800I-A迷你型主板。该型主板与紧凑型主板都属于小巧紧凑型，只不过迷你型号更为小巧。它主要用于小空间、小尺寸的专业计算机，如汽车、机顶盒及网络设备中。 图2-19 华硕J1800I-A迷你型主版 5．主板性能指标 （1）芯片组。 芯片组（Chipset）是主板电路的核心，是“南桥”和“北桥”的统称，就是把以前复杂的电路和元件最大限度地集成在几颗芯片组成的芯片组中。芯片组是主板的灵魂，芯片组性能的优劣，决定了主板性能的好坏与级别的高低。这是因为目前CPU的型号与种类繁多、功能特点不一，如果芯片组不能与CPU良好地协同工作，将严重影响计算机的整体性能，甚至使计算机不能正常工作。英特尔X99芯片组如图2-21所示。 图2-20 华硕RAMPAGE V EXTREME/U3.1主板 5．主板性能指标 （2）PCI-E插槽。 主板上的扩展插槽曾经是多种多样的。例如，曾经非常流行的组合是PCI插槽搭配AGP插槽，其中AGP插槽主要用于显卡；而PCI插槽的用途则更广一些，除了显卡，还能用于扩展其他设备，如网卡、声卡、调制解调器等。这两种插槽曾经共同为广大DIY用户服役多年，然而在一个速率更高、扩展性更强的插槽出现之后，它们就迅速退出舞台，被后者彻底取代了。这种可以在短时间内淘汰前辈的新型插槽，就是现在显卡及各种扩展卡所用的主流插槽—PCI-E插槽，如图2-22所示。 图2-20 华硕RAMPAGE V EXTREME/U3.1主板 5．主板性能指标 PCI-E X1插槽的长度是最短的，如图2-23所示，长度仅有25mm，相比PCI-E X16插槽，其数据针脚大幅度减少至14根。PCI-E X1插槽的带宽通常由主板芯片提供，其面向的产品比较广泛，如独立网卡、独立声卡、USB3.0/3.1扩展卡等都会用到PCI-E X1插槽。 图2-23 PCI-E X1插槽 5．主板性能指标 （3）内存插槽。 内存插槽是指主板上用来插内存条的插槽，主板所支持的内存种类和容量都是由内存插槽来决定的。内存插槽通常最少有2个，也有的为4个、6个或者8个。某些芯片组可以支持64GB或者更多的内存容量。内存双通道要求必须插相同颜色的内存，否则将不能正常开启内存双通道功能，如图2-26所示。 图2-26 内存插槽 5．主板性能指标 （4）CPU插槽。 CPU经过这么多年的发展，采用的接口方式有引脚式、卡式、触点式、针脚式等，对应到主板上就有相应的插槽类型。CPU接口类型不同，其插孔数、体积、形状都有变化。 如图2-27所示，该型号主板的CPU插槽为LGA 2011-V3型。英特尔公司有一个特点，那就是几乎每代处理器都要换插槽，就连服务器市场也是如此。LGA 2011插槽就有三种不同的类型，而且互不兼容。LGA 2011-V3只能使用英特尔 X99芯片组的主板，并且不向下兼容。 图2-27 CPU插槽 2.2.3 内存简介 内存是计算机的重要部件之一，计算机中所有程序都运行在内存中，因此内存的性能对计算机的影响非常大。内存（Memory）也被称为内存储器，其作用是暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。只要计算机在运行中，CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运算，运算完成后CPU再将结果传送出来。内存的运行也决定了计算机的稳定运行。 在计算机主板上有专门的内存插槽，封装好的内存芯片通过这个插槽实现与计算机的连接。内存条主要由电路板、芯片颗粒、SPD芯片和金手指四部分组成，如图2-41所示。 1.2 必备知识 图2-41 金士顿DDR3内存条 随着时代的发展，内存的工艺水平和美观度都在提高，一些内存条在外面增加了散热片甚至灯条，除了金手指裸露在外，芯片及电路板都被包裹在散热片中，很符合年轻群体的喜好，如图2-42和图2-43所示。 图2-42 影驰HOF 16GB DDR4 4000内存 图2-43 金泰克X3 Pro 16GB DDR4 2666内存 2.2.4 硬盘简介 1．固态硬盘概述 固态硬盘的存储介质分为两种，一种采用闪存颗粒（Flash芯片）作为存储介质，另一种采用DRAM作为存储介质。 （1）基于闪存的固态硬盘：采用Flash芯片作为存储介质，这也是通常所说的SSD。它的外观可以被制作成多种模样，如笔记本硬盘、微硬盘、存储卡、U盘等样式。这种固态硬盘最大的优点就是可以移动，而且数据保护不受电源控制，能适应于各种环境，适合于个人用户使用。 （2）基于DRAM的固态硬盘：采用DRAM作为存储介质，应用范围较窄，应用方式可分为SSD硬盘和SSD硬盘阵列两种。它仿效传统硬盘的设计，可被绝大部分操作系统的文件系统工具进行卷设置和管理，并提供工业标准的PCI和FC接口用于连接主机或服务器。它是一种高性能的存储器，使用寿命很长，美中不足的是需要独立电源来保护数据安全。DRAM固态硬盘属于比较非主流的设备。 1.2 必备知识 2.2.4 硬盘简介 2．固态硬盘接口分类 由于固态硬盘数倍于机械硬盘的传输性能，使系统体验成倍提升，因此经历多年的发展，SSD已主导主存储市场。 为了实现更快的速度、更好的体验，SSD的接口也在不断进化革新，主流的SSD接口有SATA、M.2、PCI-E、U.2等。这四种常见的接口有什么不同？又适合什么样的平台使用呢？我们来一一解读。 （1） SATA接口。SATA接口分为SATA2和SATA3，其中SATA2接口理论速度为3Gbit/s，SATA3接口理论速度为6Gbit/s。SATA2和SATA3接口外观一致，只不过支持的协议不同，只能通过厂家标志来区别。SATA3接口的SSD是目前最常见的SSD，价格便宜，性能也不错。 虽然SATA3接口规格已经落伍，但普通用户对性能的要求谈不上苛刻，SATA3在很长一段时间内还是主流选择，其适用的平台也较为广泛，基本上带SATA接口的设备，连接SATA SSD都没有问题。 2.2.4 硬盘简介 （2）M.2接口。M.2接口按照支持协议分为M.2 NVMe和M.2 SATA，按照尺寸分为2242、2260、2280三种规格。其中尺寸不影响性能，只要符合插槽长度即可；而支持的协议不同不但速度不同，外观也不同。 为了更适应超极本这类超薄设备的使用环境，针对便携设备开发的M.2 SATA（Mini SATA）接口应运而生。M.2 SATA连接SATA通道，速度与SATA3一样，最大理论速度为6Gbit/s，但价格却高出不少。外观上的直接区别是，M.2 SATA接口有两个缺口，如图2-52所示。M.2 SATA接口是SSD小型化的一个重要过程，不过M.2 SATA依然没有摆脱SATA接口的一些缺陷。 图2-52 三星860 EVO M.2 SATA Ⅲ固态硬盘 2.2.4 硬盘简介 M.2 NVMe连接PCI-E 3.0 X4通道，速度可达到32Gbit/s，比SATA快5倍之多。外观上的直接区别是，M.2 NVMe接口有一个缺口。这种接口是目前较为流行、性能较好的接口，在笔记本电脑领域应用较为广泛，如图2-53所示。 图2-53 三星960 EVO NVMe M.2固态硬盘 2.2.4 硬盘简介 （3）PCI-E接口。这种固态硬盘是直接连接PCI-E通道的，价格高昂，如图2-54所示。在最初，PCI-E硬盘主要用于工业。最近几年，这种固态硬盘也开始面向消费级市场的发烧群体。虽然PCI-E SSD有诸多好处，但也不是每个人都适用的。PCI-E SSD由于闪存颗粒和主控品质问题，总体成本较高，相比传统SATA固态硬盘价格贵一些。另外，由于PCI-E会占用总线通道，入门及中端平台通道数较少的，都不太适合添加PCI-E SSD，只有顶级平台才可以完全发挥PCI-E SSD的性能。 图2-54 英特尔DC P3608（3.2TB）固态硬盘 2.2.5 独立显卡简介 独立显卡简称独显，是高性能计算机用户的必选配件之一。在我们进行渲染类的图形运算时，显卡承担着主要作用。 跟CPU一样，显卡厂商也分为A和N两个阵营，分别为AMD公司与NVIDIA公司。 AMD显卡的优势如下。 ① 不只追求图形渲染性能，更注重通用运算性能的提升，面向未来高运算显卡。 ② 入门级、主流级的产品，性价比高。 ③ 支持AMD Eyefinity宽屏技术。如图2-68所示为AMD Radeon RX Vega显卡。 NVIDIA显卡的优势如下。 ① 定位于高性能、低功耗，其表现令人刮目相看。 ② 性能强大，经常垄断高端旗舰市场。 ③ 支持PhysX、TXAA、FXAA等多种技术。 ④ 驱动程序完善。 图2-69所示为NVIDIA GeForce GTX 1080Ti显卡。 1.2 必备知识 图2-68 AMD Radeon RX Vega显卡 图2-69 NVIDIA GeForce GTX 1080Ti显卡 非公版显卡的种类 第一种是超公版显卡。超公版显卡是公版显卡的加强版，用料更加奢化，散热规划更加夸张。超公版显卡的频率、用料、细节、功能等都有很大的进步，所以其性能方面不言而喻，且不受控制功耗的约束，通常是为一些发烧友准备的，而价格方面也高出公版很多。如图2-72所示的影驰GeForce GTX 1080Ti名人堂显卡，拥有自定义显示屏、自定义RGB灯、全接口发光设计、专属防坠支撑架、加粗加厚的散热片配合三组强力风扇、独立的超频开关。 第二种是普通非公版显卡。这种显卡会根据规划厂商自身对显卡芯片的理解适当增减元器件，通常价格方面与公版显卡基本持平。如图2-73所示的七彩虹iGame GTX 1060 Vulcan X OC显卡，新设计了LCD视窗技术、零噪音设计、智能启停、全新设计散热模组、全固态电容等。 图2-72 影驰GeForce GTX 1080Ti名人堂显卡 图2-73 七彩虹iGame GTX 1060 Vulcan X OC显卡 2.2.6 其他硬件 1．外置声卡 声卡是多媒体技术中最基本的组成部分之一，是实现声波/数字信号相互转换的一种硬件。声卡的基本功能是把来自话筒、磁带、光盘的原始声音信号加以转换，输出到耳机、扬声器、扩音机等音响设备，或通过音乐设备数字接口（ Musical Instrument Digital Interface，MIDI）使乐器发出美妙的声音。由于内置声卡是集成在主板上的，本节主要讲解外置声卡。 外置声卡拥有自己独立的音频控制芯片，它与内置PCI接口的声卡的区别在于需要一个单独的系统接口程序来使用USB总线传输音频数据。因为某些录音及直播软件要求内置声卡独占，打开软件后其他声音无法播放，所以要用外置声卡，将资源全部分配给该软件，再配合内置声卡使用。 声卡，顾名思义就是能发出声音的设备。早期声卡是插在计算机主板上的一个扩展卡形式，因此称为“卡”，后来为了便于使用，扩展出来了一个机架盒子，把诸多接口放入其中，这种形式看起来很专业但很累赘。 1.2 必备知识 2.2.6 其他硬件 2．话放 所谓“话放”，即话筒放大器，是对话筒输入的信号进行放大的设备。我们常规的话筒输出的信号是弱信号，不能满足录音和扩声需求的放大倍数。而话筒放大器就是用来放大话筒信号的，只有这样被放大的模拟音频信号，才能被高品质地录制在记录介质上，或者送到扩音设备上。话放是一台单独的专业设备，价格从几百元、几千元到几万元都有，里面基本上都是专业的功率放大电路、芯片和电源供应模块。专业话放通常都是全平衡式放大器，图2-90所示为PreSonus独立话放。 1.2 必备知识 图2-90 PreSonus独立话放 2.2.6 其他硬件 3．液晶显示器 当电子产品发展到一定阶段之后，同质化现象就会变得越来越严峻，无论是在外观还是性能方面。显示器的各项参数是每个消费者选购时都首先要考虑的，分辨率、刷新率、色彩精准度等参数会直接影响到画面的显示效果和用户体验，但对于不甚了解显示器的用户来说，可能会陷入只看参数的怪圈。一味地追求参数的极致，显然也是很不明智的。 在一台液晶显示器中，面板的价格要占到整台显示器售价的80%左右，可见面板在显示器当中的比重。那么面板的种类有哪些，每种面板又有哪些优缺点呢？ 平面转换（In-Plane Switching，IPS）和广视角面板( vertical alignment ，VA) 同属于高端面板，但是前者是硬屏，后者是软屏。IPS面板色彩准确，但是漏光严重，黑色纯度不够；VA面板黑白对比度高、文本锐利，但是屏幕均匀度不够。TN面板属于软屏，因为输出灰阶少，所以色彩表现力不足，它的优点就是响应速度快，一般电竞专用显示器会用到它。 1.2 必备知识 2.2.6 其他硬件 3．液晶显示器 当电子产品发展到一定阶段之后，同质化现象就会变得越来越严峻，无论是在外观还是性能方面。显示器的各项参数是每个消费者选购时都首先要考虑的，分辨率、刷新率、色彩精准度等参数会直接影响到画面的显示效果和用户体验，但对于不甚了解显示器的用户来说，可能会陷入只看参数的怪圈。一味地追求参数的极致，显然也是很不明智的。 在一台液晶显示器中，面板的价格要占到整台显示器售价的80%左右，可见面板在显示器当中的比重。那么面板的种类有哪些，每种面板又有哪些优缺点呢？ 平面转换（In-Plane Switching，IPS）和广视角面板( vertical alignment ，VA) 同属于高端面板，但是前者是硬屏，后者是软屏。IPS面板色彩准确，但是漏光严重，黑色纯度不够；VA面板黑白对比度高、文本锐利，但屏幕均匀度不够。TN面板属于软屏，因为输出灰阶少，所以色彩表现力不足，它的优点就是响应速度快，一般电竞专用显示器会用到它。 1.2 必备知识 2.2.7 笔记本电脑的选购 信息时代人们越来越离不开计算机，工作、生活、娱乐等都需要计算机。外出出差、旅游等也可能需要用到计算机，因此，购买一台笔记本电脑非常必要。本节从笔记本电脑的性能与用途入手详细说明其选购方法，给不同用户提供选购参考方案。 1.2 必备知识 1．购买预期 在当前电子商务崛起的时代，消费者购买笔记本电脑的选择依据大多是来自网络上的产品评测及购买评价。由于产品和用户之间永远都隔着一层纱，看了再多评测自己也没有亲身用过，而且也存在很多消费者盲目追求硬件配置，而忽视了其他配置以外的东西，最终获得的实际体验无法达到自己的心理预期。其实对于消费者来讲，买东西之前先想清楚自己买笔记本电脑要做什么才是关键，而这个要做什么，其实就是你希望这款产品能达到的上限。如图2-102所示，华硕高端品牌玩家国度ROG GX800采用了水冷式底座、NVIDIA® GeForce® GTX 1080 SLI、英特尔® K系列处理器，这款产品性能强大但价格昂贵。 图2-102 玩家国度ROG GX800VH 2．散热设计 散热设计主要是针对主流及高端游戏本来讲的，对于喜欢玩游戏、剪辑、做3D特效的笔记本电脑用户而言，影响笔记本电脑速度的因素，除了硬件配置，最大的因素就是散热问题了。很多品牌的笔记本电脑都搭载了i7四核处理器和高性能独显，单看配置来说用于高性能图形类工作完全足够。可一旦笔记本电脑运行起来就不一样了，前10分钟还是好好的，越用越卡，甚至卡一会儿流畅一会儿。出现这种问题，除了软件问题，就出在散热设计上。散热问题是笔记本电脑的通病，几乎所有笔记本电脑都面临这个大问题。 散热模块是很见良心与否和设计实力的，神舟战神系列的高端游戏本如图2-103所示，它采用了蓝天公模散热与优秀的内部设计。 图2-103 神州战神GX10-CP7PLUS （1）计算机的硬件组成：详细梳理了每个硬件的属性，用途。 ① CPU处理器类似大脑，用来解释和处理计算机指令。 ② 内存类似人们处理事务的办公桌，CPU平时会将数据从硬盘中拿到内存上进行处理，特点是存取速度极快，但并不储存数据，每次用完之后办公桌是清空状态等待下一次CPU的使用。 ③ 主板类似人类躯干，将电脑配件串联在一起。 ④固态硬盘类似放在身旁的书架，存储你平时经常会用到的东西，特点是读写速度快。 ⑤机械硬盘则类似储物间，毕竟家里东西多，都放书架上不现实，特点是空间大，读写速度不及固态硬盘。 ⑥ 独立显卡相比较集成显卡而言并不占用系统内存，效率更高，玩点画质好点的游戏集成显卡就有点带不动。电源给主板和独立显卡供电。 ⑦ 机箱主要看机箱尺寸是否合适，主板是否匹配，散热器的高度，以及电源线的长度都是需要考虑的。其次是看是否能够背部走线以及侧板的厚度和硬度是否足够，背部走线会让机箱内保有空间，增强散热效果，机箱硬度则会保护机箱所发生的意外碰撞。 （2）组装计算机实践：在实践中学生可以提高自己对于计算机行业和各类软硬件结合的知识。在装机的过程中，一定要慢、轻、稳，千万不要大力出奇迹，毕竟硬件在自己装机的过程中人为损坏是无法享受质保的。其实组装一台电脑并不困难，最难的地方也就是跳线部分了，其实跟着详细的装机图解教程一步一步操作，完成电脑组装是没问题的。 2.4 项目小结 $$