硬件结构介绍
计算机硬件体系结构
1.计算机硬件体系结构：未配置任何软件的计算机称为裸机。
美籍匈牙利数学
家冯●诺依曼 1946年提出储存程序原理。
→输入设备→存储器→输出设备→
↓
运算器控制器
2.中央处理器：（1）运算器（2）控制器（3）存储器
3.输入输出设备：鼠标.键盘.扫描仪.数码相机.条码阅读器。
输出：
显示器.打印机.音响.绘图仪等。
4.计算机软件体系结构：（1）操作系统软件:(DOS.Linux.Windows.
等)。
5.认识计算机主板：主板又名主机板.母板.系统板等。
主板一般为
矩形电路板。
主要组装计算机的电路系统 BIOS芯片.io控制芯片。
6.电路板各个部件：插槽.芯片.电阻.电容等。
内存插槽：AGP插
槽.PCI插槽.IDE接口.以及主办边缘的串口.并口.PS/2接口等。
7.主板主要结构：ATX版型：扩展插槽较多.PCI插槽数量为4～6个。
8.主板芯片：（1）BIOS芯片：BIOS是一组被固化到计算机中.为计
算机提供最低级.最直接的硬件控制程序.是连通软件程序和硬件设备之间的枢纽.负责解决硬件的及时要求.并按照软件对硬件的操作要求来具体执行。
9.主板插槽：SIMM.DIMM.RIMM.。
计算机硬件的基础结构
计算机硬件的基础结构计算机硬件是指计算机系统中的物理部分，包括中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备和总线等组成部分。
这些硬件组件相互协作，完成计算机的各种功能。
一、中央处理器（CPU）中央处理器是计算机的核心部件，负责执行各种指令，控制和协调计算机的工作。
它由控制单元和算术逻辑单元组成。
控制单元负责控制指令的执行流程，包括取指、译码、执行和存储结果。
算术逻辑单元负责进行算术和逻辑运算，包括加、减、乘、除和与、或、非等逻辑运算。
二、存储器存储器是计算机的数据存储部分，用于存储程序和数据。
根据存取方式和性能特点，存储器可以分为主存储器和辅助存储器。
主存储器是CPU直接访问的存储器，常用的有随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
辅助存储器包括磁盘、光盘和闪存等，用于长期存储大量的程序和数据。
三、输入输出设备输入输出设备是计算机与外部世界进行信息交换的接口。
常见的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪等，用于将外部信息输入到计算机中。
常见的输出设备有显示器、打印机、音响等，用于将计算机处理结果输出给用户。
四、总线总线是计算机内部各个硬件组件之间传输数据和控制信号的通道。
根据传输数据的方式和时序要求，总线可以分为数据总线、地址总线和控制总线。
数据总线用于传输数据，地址总线用于传输数据的地址，控制总线用于传输控制信号。
计算机硬件的基础结构是一个复杂的系统，各个组件之间相互协作，完成计算机的各项任务。
中央处理器是计算机的核心，负责执行指令和控制计算机的工作流程。
存储器用于存储程序和数据，提供数据的读写功能。
输入输出设备是计算机与外部世界进行信息交换的接口，实现用户与计算机系统的交互。
总线是各个硬件组件之间传输数据和控制信号的通道，确保各个组件能够有效地协作。
在计算机硬件的基础结构中，各个组件之间的协作是非常重要的。
中央处理器通过控制单元和算术逻辑单元的协作，执行各种指令并控制计算机的工作流程。
存储器通过读写操作，提供程序和数据的存储和访问功能。
硬件设备的结构与原理
硬件设备的结构与原理硬件设备的结构与原理指的是硬件设备的组成部分和工作原理。
硬件设备包括计算机、手机、电视、音响等各种电子设备。
以下是硬件设备通常的结构和原理：1. 中央处理器（CPU）：CPU 是计算机的核心部件，用于执行计算机指令并进行数据处理。
它由控制单元、算术逻辑单元和寄存器组成，控制单元用于指挥各部分的操作，算术逻辑单元用于进行算术和逻辑运算。
2. 主板：主板是计算机的核心电路板，连接各种硬件设备。
它包括集成电路、插槽、接口和电源连接等。
主板上有CPU插槽、内存插槽、扩展插槽和各种接口，用于连接处理器、内存、显卡、存储设备和外部设备等。
3. 存储设备：存储设备用于存储数据和程序。
常见的存储设备包括硬盘、固态硬盘（SSD）、内存条、光盘和闪存卡等。
硬盘和SSD用于永久性存储数据，内存条用于临时存储数据和程序。
4. 显卡：显卡是计算机的图形处理器，用于显示图像和处理图形相关任务。
它有自己的显存和图形处理芯片，可以加速图像渲染和计算。
5. 输入输出设备：输入设备用于将用户的输入转换为计算机可识别的信号，输出设备用于将计算机处理的结果显示给用户。
常见的输入设备包括键盘、鼠标、触摸屏和摄像头等，常见的输出设备包括显示器、打印机和音频设备等。
6. 电源：电源提供电能供给硬件设备工作。
它通常由电源供应器、电源线和电源管理电路组成。
硬件设备的原理是通过电子电路进行数据的传输和处理。
电子电路是由电子元件（如电阻器、电容器、晶体管等）组成的，通过电流和电压的变化来实现信号的传输和处理。
例如，计算机的中央处理器通过接收指令和数据，进行算术、逻辑运算，并将结果存储到内存或输出给其他设备。
显卡通过图形处理芯片来处理图像数据，然后将处理的结果发送给显示器显示。
存储设备通过磁道、扇区等方式将数据存储在磁盘或闪存芯片中，以便后续读取和写入。
输入输出设备通过传感器和控制芯片将用户的输入转换为计算机可识别的信号，或将计算机处理的结果转换为用户可感知的信号。
简述计算机系统的硬件结构
简述计算机系统的硬件结构计算机系统是现代社会不可或缺的一部分，无论是个人使用还是商业运营，都需要计算机系统的支持。
计算机系统包括硬件和软件两部分，其中硬件是计算机系统的基础，也是支撑计算机系统运行的重要组成部分。
本文将简述计算机系统的硬件结构，为读者提供一些基础的计算机硬件知识。
一、计算机系统硬件结构概述计算机系统的硬件结构可以分为五个部分：中央处理器(CPU)、存储器、输入设备、输出设备和通信设备。
其中，中央处理器是计算机系统的核心部件，负责控制计算机系统的运行、执行指令、进行算术和逻辑运算等。
存储器用于存储计算机系统的程序和数据，包括随机存储器(RAM)和只读存储器(ROM)两种类型。
输入设备用于将外界信息输入到计算机系统中，包括键盘、鼠标、扫描仪、摄像头等。
输出设备用于将计算机系统处理的信息输出到外界，包括显示器、打印机、扬声器等。
通信设备用于计算机系统之间或计算机系统与外界进行通信，包括调制解调器、网卡、路由器等。
二、中央处理器中央处理器是计算机系统的核心部件，也是计算机系统的重要组成部分。
中央处理器包括控制器和算术逻辑单元(ALU)两个部分。
控制器负责控制计算机系统的运行，执行指令、管理存储器等。
算术逻辑单元(ALU)负责进行算术和逻辑运算，包括加、减、乘、除、与、或、非等运算。
中央处理器的运行过程可以分为取指、译码、执行和存储四个步骤。
取指是指从存储器中读取指令，译码是指将指令翻译成机器语言，执行是指将指令转换成操作，并进行算术和逻辑运算，存储是指将运算结果存储到存储器中。
三、存储器存储器是计算机系统的重要组成部分，用于存储计算机系统的程序和数据。
存储器分为随机存储器(RAM)和只读存储器(ROM)两种类型。
随机存储器(RAM)是一种易失性存储器，用于存储计算机系统的程序和数据，但当计算机系统关闭或断电时，存储器中的数据会丢失。
只读存储器(ROM)是一种非易失性存储器，用于存储计算机系统的程序和数据，但它的内容只能被读取，不能被写入或修改。
计算机硬件的基本结构
计算机硬件的基本结构计算机硬件的基本结构通常由以下几个主要组件组成：1.中央处理器（Central Processing Unit，CPU）：CPU是计算机的大脑，执行程序指令并处理数据。
它包括算术逻辑单元（ALU）和控制单元（CU），用于执行算术运算、逻辑操作和控制指令流程。
2.存储器（Memory）：存储器用于存储数据和指令。
计算机中常见的存储器包括主存储器（主内存）和辅助存储器。
主存储器（RAM）是临时存储数据和程序的地方，而辅助存储器（例如硬盘驱动器或固态硬盘）用于永久性地存储数据。
3.输入设备（Input Devices）：输入设备用于将数据和指令输入计算机系统。
常见的输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪、摄像头等。
4.输出设备（Output Devices）：输出设备用于显示计算机处理后的结果或将数据输出到外部介质。
常见的输出设备包括显示器、打印机、音频扬声器等。
5.主板（Motherboard）：主板是计算机内部的主要电路板，连接和支持各种硬件组件。
它包含了中央处理器插槽、内存插槽、扩展插槽（如PCIe插槽）、各种接口（如USB、Ethernet等），以及连接这些组件的电路和总线。
6.显卡（Graphics Card）：显卡负责处理和渲染计算机的图形和图像。
它包含图形处理器（GPU），用于执行复杂的图形计算和渲染，并将结果发送到显示器上显示。
7.硬盘驱动器（Hard Disk Drive，HDD）或固态硬盘（Solid State Drive，SSD）：硬盘驱动器或固态硬盘用于永久性地存储数据。
它们是计算机的主要存储介质，用于存储操作系统、应用程序和用户文件。
除了上述组件之外，还有其他辅助组件和接口，如电源供应器、扩展卡、USB接口、显示器接口等，它们都在计算机硬件的基本结构中发挥着重要的作用。
计算机硬件架构
计算机硬件架构计算机硬件架构是指计算机中各个硬件组件之间的布局、连接和工作原理的结构。
它决定了计算机的性能、可扩展性和可靠性。
一个好的硬件架构可以提高计算机的效率和稳定性，从而为用户提供更好的使用体验。
一、计算机硬件架构的基本要素计算机硬件架构的基本要素包括中央处理器（CPU）、内存（RAM）、存储器（硬盘和固态硬盘）、输入设备（键盘、鼠标等）、输出设备（显示器、打印机等）和总线（用于连接各个硬件组件的数据传输通道）等。
1. 中央处理器（CPU）中央处理器是计算机的核心部件，负责执行各种计算任务。
它由控制单元和算术逻辑单元组成，控制单元负责指令的解码和执行，算术逻辑单元负责进行基本的数学运算和逻辑运算。
2. 内存（RAM）内存是计算机用来存储数据和程序的地方。
它具有读写速度快、易于修改的特点，但是断电后数据会丢失。
内存的大小会直接影响计算机的运行速度和多任务处理能力。
3. 存储器（硬盘和固态硬盘）存储器用于长期保存数据和程序。
硬盘是一种机械存储介质，具有容量大、价格低的特点，但是读写速度相对较慢；固态硬盘则采用闪存芯片进行数据存储，具有读写速度快、耐用性高的特点。
4. 输入设备和输出设备输入设备用于将外部信息输入计算机，常见的有键盘、鼠标、摄像头等；输出设备用于将计算机处理后的结果输出给用户，常见的有显示器、打印机、音响等。
5. 总线总线是计算机各个硬件组件之间的传输通道。
它分为系统总线、扩展总线和高速总线等。
系统总线用于连接中央处理器、内存和主板上的各个硬件设备；扩展总线用于连接扩展卡；高速总线用于连接高速设备，如固态硬盘等。
二、计算机硬件架构的发展趋势随着计算机技术的不断发展，计算机硬件架构也在不断演进。
以下是目前计算机硬件架构的主要发展趋势：1. 多核处理器为了提高计算机的性能和处理能力，现代计算机趋向于采用多核处理器。
多核处理器可以同时执行多个任务，提高计算机的并行处理能力。
2. 高速缓存缓存是提高计算机运行速度的重要因素。
简述计算机硬件系统组成
简述计算机硬件系统组成计算机硬件系统是指由多种不同的硬件设备组合而成的，用于完成各种数字计算与数据处理任务的电子系统。
它主要由以下几个部分组成：一、中央处理器(CPU)CPU是计算机的核心，它类似于人类的大脑，负责处理数据、指令、控制信号和各种计算操作，是整个系统的结构中心。
它包括算术逻辑单元(ALU)、控制单元(CU)、寄存器和缓存等部分，是计算机最重要的组成部分。
二、内存内存是计算机中的一个重要部件，用于存储各种程序与数据。
内存分为物理内存和虚拟内存两种，其中物理内存指计算机实际安装的物理内存数量，虚拟内存是利用硬盘上的空间来模拟物理内存，是一种虚拟存储器技术。
三、硬盘硬盘是计算机中的主要存储设备之一，它用于保存各种文件资料和系统程序等信息。
硬盘通常采用机械式磁盘的形式，可以根据需要进行格式化、分区、安装操作系统等各项工作。
四、显示器显示器是计算机输出设备之一，用于显示各种图形和文字信息。
它是根据CPU的指令控制像素点的变化颜色而实现图像和文字显示的。
现在的显示器基本上都是液晶屏幕，拥有高分辨率和色彩还原度。
五、显卡显卡是计算机里的一个重要部件，用于处理计算机中各种图像和视频数据，将其转换为显示器上的图像。
显卡通常有自己的GPU计算核心和独立的显存，可以进行各种图形渲染和计算操作。
六、主板主板是计算机硬件系统中最重要的组成部分之一，也被称为母板。
它负责连接上述各个硬件设备之间的交互和数据传输，是计算机硬件的主要枢纽。
主板还通常包括BIOS芯片、南北桥芯片、PCI插槽、SATA插槽、USB接口等部分。
以上是计算机硬件系统的主要组成部分，这些硬件设备在正常情况下可以一起协作运行，完成各种任务和工作。
如果你想维护和升级计算机硬件系统，那么你需要对这些硬件设备有一个清晰的了解，才能更好地发现问题，解决问题，使计算机具有更高的性能和更好的用户体验。
计算机硬件的基本结构
计算机硬件的基本结构计算机硬件是指构成计算机系统的物理部分，包括中央处理器（CPU）、内存、硬盘、显示器、键盘、鼠标等。
它们共同协作，完成计算机的各种任务。
1. 中央处理器（CPU）中央处理器是计算机的核心部件，负责执行计算机程序中的指令。
它包括算术逻辑单元（ALU）和控制单元（CU）。
ALU负责进行算术和逻辑运算，而CU负责控制和协调计算机的各个部件。
2. 内存内存是计算机用于存储数据和程序的地方。
它分为主存储器和辅助存储器两部分。
主存储器又称为随机存取存储器（RAM），它是计算机进行数据读写的主要工作区域。
辅助存储器则用于长期存储数据和程序，例如硬盘、光盘等。
3. 硬盘硬盘是计算机中用于存储数据的主要设备之一。
它通过磁盘的旋转和读写磁头的移动来读取和写入数据。
硬盘具有大容量、较高的读写速度和较长的使用寿命等特点，广泛应用于计算机系统中。
4. 显示器显示器是计算机中用于显示图像和文字的输出设备。
它通常采用液晶显示技术，能够以高清晰度和色彩还原度显示图像和文字。
显示器的尺寸和分辨率不同，可以满足不同用户对显示效果的需求。
5. 键盘和鼠标键盘和鼠标是计算机中用于输入数据和控制计算机操作的设备。
键盘通过按下不同的按键输入文字和命令，而鼠标则通过移动和点击来控制光标和选择操作。
6. 主板主板是计算机硬件的核心部件之一，它是连接和支持各个硬件设备的主要平台。
主板上集成了CPU插槽、内存插槽、扩展插槽、芯片组等，能够实现各个硬件设备之间的通信和协作。
7. 电源供应器电源供应器是计算机提供电能的设备，它将电能转换成计算机所需的直流电。
电源供应器能够为计算机硬件设备提供稳定的电压和电流，保证计算机正常运行。
8. 扩展卡扩展卡是计算机中用于扩展功能和提升性能的设备。
常见的扩展卡包括显卡、声卡、网卡等。
它们通过插槽与主板连接，能够为计算机提供更多的功能和性能。
9. 接口设备接口设备是计算机与外部设备之间进行数据传输和通信的桥梁。
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内容简介
❖ 简要介绍 ❖ 硬件结构 ❖ 基本原理 ❖ 主要参数 ❖ 硬盘的损坏原因 ❖ 如何正确使用硬盘
硬盘的基本知识
希望大家进一步了解硬盘的结 构和原理，理解硬盘的特性 和常用参数。
硬盘的硬件结构
什么是硬盘
电脑基本的大容量存储设备 提供电脑运算时所需的信息
储存电脑系统所有的程序和数据 文件
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
硬盘基本结构
磁头离磁盘到底有 多高？
硬盘基础知识
硬盘基础知识
难以置信，但却是事实
读写的过程就比如一架高速的波音747 客机离开地面三尺读取小草的数目
基本原理
磁记录原理
线圈(Coil)
磁芯(Core)
SN
磁性材料层 (Magnetic Film)
金属性粒子呈 不规则状排列
盘
已磁化的金属性粒子
片
未磁化的金属性粒子
基本原理
磁记录原理
线圈(Coil)
磁性材料层 (Magnetic Film)
NS
磁芯(Core)
Binary 0 (同性)
Binary 1 (异性)
盘 片
基本原理
电子部分工作原理
AT Interface Controller
m-Controller 80 MHz
Address
Structure that stores the magnetic transitions (the digital 0’s and 1’s). Typically Co-Cr-PtB alloys
Provides seed layer for the magnetic film structure.
Underlayer Texturing NiP Plating
Substrate
Lubricant layer to reduce friction between therecording head and the media.
Carbon film that provides corrosion protection to the magnetic structure.
者7,200，10,000RPM及15,000RPM(SCSI) Seagate 一直新转速的制定者,业界推出第一台
5,400RPM(Elite),7,200RPM(Barracuda),10,000RP M(Cheetah) 及15,000RPM(Cheetah X15)硬碟
主要参数
寻道时间(Seek Time)
Ultra-smooth Nickel Phosphorus layer Aluminum alloy substrate
硬件结构－磁头,磁铁
柱面，磁头
硬件结构
硬盘基本结构
磁盘运转时
Disc
碟片由马达带动
R/W Head
Magnetic data
读写头在磁 盘上飞行
读写磁头距离碟片 之间的高度很小
硬件结构
PCB - 电子部分
Mounting Holes 4x
DC Power Connector
Interface Connector
Jumper s
Motor Hub
硬件结构
磁盘盘片
Magnetic coating 存贮数据
Substrate 是盘片的底板
硬件结构－磁盘盘片
Lube Protective Layer Magnetic Layer
单位是Mbyte/s 外部传输率总是比内部传输率商
其它
S.MSe.lfA-M.oRni.toTr.ing, Analysis and Reporting Technology
最早由Compaq 和 IBM推动, 目的是尽可能预测硬盘的 靠性，在硬盘损坏之前给用户警告
磁头飞行高度 (Head Flying Height) •信息输出效率 (Data Throughput Performance) •旋转启动时间(Spin up Time) •重新配置的扇区数 (Re-allocated Sector Count) •寻道失败率(Seek Error Rate) •寻道时间的效率(Seek Time Performance) •旋转尝试次数 (Spin up Retry Count) •磁盘测试重试次数(Drive Calibration Retry Count)
磁盘找到数据所 在磁道所需的时 间
单位是毫秒 (千 分之秒)
越短表示找到数 据的速度越快
Latency
主要参数
主要参数
Access time
主要参数
Cache buffer
主要参数
内部数据传输率
数据从磁盘传到Cache，还没有传到系统时的速度 单位是Mbit/s
主要参数
外部数数据据传从C输ach率e通过接口传给控制器
Data
2 MB DRAM
Read Channel
Servo Controller
Flash ROM
Pre-amp
VCM (Actuator)
Spindle Motor
主要参数－磁盘性能
硬盘的读写有多快？ 1.找到数据所花的时间Access time
2.读出数据的速度Data transfer rate
A controlled surface finish, in terms of roughness and scratch orientation (circumferential). Helps to provide orientation to the magnetic film structure and improve signal to noise (SNR).
硬件结构
硬盘主要的两部分
电子部分 > 将数字信号与磁性信号相互转换 > 控制机械零件
机械部分 ? 控制读写头的位置 ? 使磁盘转动
机械部分
硬件结构
组装测试
硬件结构
机械部分(ATA)
Media/Disc/ Platter
Landing Zone Magnet
Base Plate
Motor
Disc Clamp Headstack/ Actuator
主轴转速(Spindle Speed) 搜寻时间(Seek Time) 内部数据传输率(Internal Transfer Rate) 外部(介面)数据传输速率(External Transfer Rate)
主要参数
主轴转速
单位：每分转速 (rpm)，RPM越高 = 数据存取越快 目前大多的硬盘的主轴转速5,400及7,200RPM(ATA),或
Helps to improve adhesion of the magnetic structure to the substrate, and improves the magnetic properties of the overall structure. Typically Chrome and ChromeTungsten alloys.