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计算机硬件系统

2022.07.08

计算机硬件系统由电源、中央处理器(Central ProcessingUnit,CPU)、存储器、输入设备、输出设备等组成。中央处理器是计算机的运算控制中心,计算机所有数据的加工处理都是在CPU中完成的。

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存储器分为内部存储器、高速缓冲存储器和外部存储器。内部存储器简称为内存,计算机要实行的程序、要处理的信息和数据,都必须先存入内存,才能由CPU取出并进行处理。内存一般可以分为随机读写存储器(RAM)和只读存储器(ROM)两种。

ROM中存储的数据只能读出,保存的数据在断电后不会丢失,因此经常用来保存基本输入输出系统(BIOS)。这是一个对输入输出设备进行管理的程序。

RAM中存储的数据可以随时读出,也可以随时写入新数据或对原来的数据进行修改。RAM的缺点是断电以后所存储的所有数据都将丢失。高速缓冲存储器(Cache)存储了频繁访问的RAM位置的内容及这些数据项的存储地址。 当RAM的访问速度低于微处理器的速度时,常使用高速缓冲存储器。

外部存储器的特点是存储容量大、价格较低,所存储的数据在计算机关机后也不会丢失。外部存储器主要有软盘、硬盘、光盘等。输入设备就是把数据送入计算机的设备,它接受用户的程序和数据,并转换成二进制代码送入计算机的内存中存储起来,供计算机运行时使用。常见的输入设备有键盘鼠标、扫描仪、手写笔等。输出设备就是把经过计算机处理的数据,以人们能够识别的形式输出的设备。常见的输出设备有显示器、打印机、绘图仪、音箱等。输入/输出设备就如同人有了眼睛可以看、耳朵可以听、嘴巴可以讲、手可以写字一样,输入输出设备是计算机与外界沟通的桥梁。

硬盘分区实质上是对硬盘的一种格式化,然后才能使用硬盘来保存各种信息。常见的分区格式有FAT16、FAT32、NTFS。

FAT16分区格式是MS-DOS和早期的Windows95操作系统中最常见的磁盘分区格式,采用16位的文件分配表,能支撑最大为2GB的分区,但每个分区最多只能有65525个簇(簇是磁盘空间的配置单位)。随着硬盘或分区容量的增大,每个簇所占的空间将越来越大,从而导致硬盘空间的浪费。

FAT32分区格式采用32位的文件分配表,使其对磁盘的管理能力大大增强,可以支撑大到2TB(2048GB)的分区。但在Windows 2000和WindowsXP系统中,由于系统限制,单个分区最大容量为32GB。FAT32具有一个优点:在一一个不超过8GB的分区中, FAT32分区格式的每个簇容量都固定为4kB。与FAT16相比,可以大大地减少磁盘的浪费,提高磁盘利用率。但由于文件分配表的扩大,运行速度比采用FAT16格式分区的磁盘要慢。

NTFS是一个可恢复的文件系统。在NTFS分区上用户很少需要运行磁盘修复程序。 NTFS支撑对分区、文件夹和文件的压缩。NTFS采用了更小的簇,可以更有效率地管理磁盘空间。NTFS分区格式的优点是安全性和稳定性极其出色,在使用过程中不易产生文件碎片。


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