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1、第4章 輸入輸出設(shè)備,4.1 顯卡和顯示器 4.2 聲卡和音箱 4.3 機箱和電源 4.4 基本輸入輸出設(shè)備,4.1 顯卡和顯示器,4.1.1 顯卡 1 認 識 顯 卡 2 顯卡的基本結(jié)構(gòu) 3 顯卡的技術(shù)指標(biāo),1、認 識 顯 卡,顯卡又稱視頻適配器，也叫圖形加速卡，如圖4-1所示。目前主要的電腦游戲或是3D制作都需要一塊強勁的顯卡，由于和3D息息相關(guān)，所以現(xiàn)在的顯卡也被稱為3D圖形加速卡。大部分顯卡都是以附加卡的形式安裝在PC主板的擴展槽中，或集成在主板上。目前，市面流行的顯卡大多是使用3D圖形芯片的AGP顯卡和最新的PCI-Express接口的顯卡。,圖4-1 顯卡,2、顯卡的基本結(jié)構(gòu),每一

2、塊顯卡基本上都是由顯示芯片、顯示內(nèi)存、視頻BIOS、RAMDAC、顯卡接口以及PCB板及板上的電容、電阻等元器件組成的。多功能顯卡還配備了視頻輸出/輸入接口，供特殊需要。下面以華碩PCI Express版X800XT PCI Express（如圖4-2所示）為例詳細地介紹一下顯卡的基本結(jié)構(gòu)。,圖4-2 顯卡的基本結(jié)構(gòu),（1）顯示芯片 顯示芯片也稱加速引擎和圖形處理器（Graphics Processing Unit，GPU），是顯卡的核心，它的主要任務(wù)就是處理系統(tǒng)輸入的視頻信息并對其進行構(gòu)建、渲染等工作。 圖4-3所示為X800XT PCI Express的顯示芯片。,圖7-3 顯示芯片,（2

3、）顯存 顯存即顯示緩存，主要作用就是將顯示芯片處理的數(shù)據(jù)臨時儲存起來，這些數(shù)據(jù)包括已經(jīng)處理和將要處理的數(shù)據(jù)，所以顯示芯片和顯存之間的通道就十分地重要，暢通與否直接關(guān)系到顯卡的性能。圖4-4所示為該顯卡的顯示內(nèi)存。,圖4-4 顯存,顯存從封裝上來說通常有3種： TQFP（Thin Quad Flat Package，小型方塊平面封裝）、TSOP（Thin Small OutLine Package，薄型小尺寸封裝）和MBGA（Micro Ball Grid Array，微型球柵陣列封裝），其外觀分別如圖4-5所示。,圖4-5,顯存從類型上來說目前主要有以下幾種：SDRAM（Synchronous

4、 Dynamic Random Access Memory，同步動態(tài)隨機存取存儲器）、DDR SDRAM（Double Data Rate SDRAM，雙倍速數(shù)據(jù)傳輸同步動態(tài)隨機存取存儲器）和DDRII/III SDRAM。,（3）RAMDAC RAMDAC（Random Access Memory Doptal nalog ConVene，隨機訪問存儲數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器）是顯卡中比較重要的芯片。在視頻處理中，它的作用就是把二進制的數(shù)字轉(zhuǎn)換成為和顯示器相適應(yīng)的模擬信號。 數(shù)模轉(zhuǎn)換工作頻率的單位是MHz，與最大分辨率的關(guān)系式為： 數(shù)模轉(zhuǎn)換的工作頻率=最大分辨率顯示刷新頻率帶寬系數(shù),（4）BIOS 顯

5、卡的BIOS芯片，通常是一片閃存，它存儲了顯卡的一些基本的配置信息及驅(qū)動程序，如經(jīng)常說的核心頻率和顯存頻率，默認值就存放在BIOS芯片中。所以如果不改變BIOS內(nèi)容，即使在操作系統(tǒng)中超頻使用顯卡了，重啟之后還會恢復(fù)到原來的默認值。,另外還存放顯卡型號、規(guī)格、生產(chǎn)廠家、出廠時間等信息。打開計算機時，通過顯示BIOS內(nèi)一段控制程序，可將這些信息顯示到屏幕上。 目前主流的顯卡BIOS采用EEPROM芯片，可以在特定條件下重新修改升級。,（5）顯卡接口 圖7-2所示顯卡提供的是兩個DVI接口。另外有些顯卡的接口比較豐富。如圖4-6所示，可以看到顯卡有不少的外部接口，從左往右分別是S-Video、DVI

6、和VGA接口。,圖4-6 顯卡接口,（7）主板集成顯卡 為了降低成本將GPU等芯片都集成在主板上，此類顯卡的GPU只是中低端產(chǎn)品，無顯存，共享內(nèi)存，不適合大型圖像處理。 現(xiàn)在的集成顯卡主板有帶AGP插槽和不帶AGP插槽之分，如果考慮到以后裝獨立顯卡升級的需要，選購時要注意買帶AGP插槽的主板，帶AGP插槽的主板插上顯卡后，該主板一般會自動屏蔽集成顯卡，即使不能自動也可手動屏蔽，從而使用性能更好的獨立顯卡。,圖4-7 額外供電接口,3、 顯卡的技術(shù)指標(biāo),在關(guān)注顯卡性能的時候，總是對主芯片的性能十分關(guān)心。雖然顯示主芯片對于顯卡的性能起著決定性的作用。但是顯卡的技術(shù)指標(biāo)很多，顯卡的其他性能指標(biāo)對顯卡

7、的性能影響也很大。采用同樣芯片的顯卡，由于板上所用的元件質(zhì)量不同，板卡的走線不同，使用起來會有明顯的差異。下面介紹一下顯卡的一些主要性能指標(biāo)。,（1）核心頻率 顯卡的核心頻率是指顯示核心的工作頻率，其工作頻率在一定程度上可以反映出顯示核心的性能。,（2）顯示芯片位寬 顯示芯片位寬是指顯示芯片內(nèi)部數(shù)據(jù)總線的位寬，也就是顯示芯片內(nèi)部所采用的數(shù)據(jù)傳輸位數(shù)，目前主流的顯示芯片基本都采用了256位的位寬，采用更大的位寬意味著在數(shù)據(jù)傳輸速度不變的情況，瞬間所能傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量越大。,（3）顯存容量 顯存容量是顯卡上顯存的容量數(shù)，這是選擇顯卡的關(guān)鍵參數(shù)之一。顯存容量決定著顯存臨時存儲數(shù)據(jù)的多少。 （4）顯存的頻

8、率 顯存頻率是指在默認情況下，該顯存在顯卡上工作時的頻率，以MHz（兆赫茲）為單位。顯存頻率在一定程度上反映了該顯存的速度。,（5）.顯存帶寬 顯存帶寬指的是一次可以讀入的數(shù)據(jù)量，即表示顯存與顯示芯片之間交換數(shù)據(jù)的速度。帶寬越大，顯存與顯示芯片之間的“通道”就越寬，數(shù)據(jù)“跑”得就更為順暢，不會造成堵塞。顯存帶寬可以由下面這個公式計算： 顯存頻率顯存位寬/8（除以8是因為每8個bit等于一個Byte）。,（6）AGP的帶寬 AGP（Accelerate Graphical Port，加速圖形接口）。 AGP不能稱為總線，它與PCI總線不同，因為它是點對點連接，即連接控制芯片和AGP顯示卡，但在習(xí)

9、慣上依然稱其為AGP總線。AGP接口是基于PCI 2.1版規(guī)范并進行擴充修改而成的，工作頻率為66MHz。,AGP接口的發(fā)展經(jīng)歷了AGP1.0（AGP1X、AGP2X）、AGP2.0（AGP Pro、AGP4X）、AGP3.0（AGP8X）等階段，其數(shù)據(jù)傳輸速率也從最早的AGP1X的266MB/s的帶寬發(fā)展到了AGP8X的2.1GB/s。,PCI Express接口 PCI Express采用了目前業(yè)內(nèi)流行的點對點串行連接 。 PCI Express的接口根據(jù)總線位寬不同而有所差異，包括X1、X4、X8以及X16（X2模式將用于內(nèi)部接口而非插槽模式）。 PCI Express規(guī)格從1條通道連接

10、到32條通道連接，有非常強的伸縮性，以滿足不同系統(tǒng)設(shè)備對數(shù)據(jù)傳輸帶寬不同的需求。,在兼容性方面，PCI Express在軟件層面上兼容目前的PCI技術(shù)和設(shè)備，支持PCI設(shè)備和內(nèi)存模組的初始化，也就是說目前的驅(qū)動程序、操作系統(tǒng)無需推倒重來，就可以支持PCI Express設(shè)備。,4.1.2 顯 示 器,1、顯 示 器 的 分 類 2 、顯示器的技術(shù)指標(biāo) 3、顯示器的選購指南,從球面到平面，從CRT（Cathode Ray Tube，陰極射線管顯像管）顯示器到LCD（Liquid Crystal Display，液晶顯示屏），一次次的變革總是給我們在視覺上帶來了巨大的沖擊。1998年當(dāng)風(fēng)行一時的1

11、4英寸顯示器逐步淡出市場后，15英寸顯示器迅速占據(jù)了市場，而到了2000年，17英寸的顯示器雖然無可爭議地占據(jù)了市場的主流，但是僅僅在尺寸上的變化已經(jīng)難以抓住消費者的心了，更重要的是技術(shù)的革新。,1、顯示器的分類,CRT顯示器逐步由球面、直角平面、柱面向純平過渡，LCD也以其新穎的態(tài)勢出現(xiàn)在了眾人的眼前。隨著技術(shù)的不斷進步，生產(chǎn)成本的逐步降低，LCD顯示器也走進了平民百姓的家中,顯示器按其工作原理可分為許多類型，比較常見的有陰極射線管（CRT）顯示器、液晶顯示器（LCD）、等離子體（PDP）顯示器和真空熒光顯示器（VFD）等，但后兩種顯示器應(yīng)用不太廣泛，CRT顯示器和液晶顯示器是PC顯示器的主

12、流，如圖4-8所示。,圖4-8,（1） CRT顯示器 （2） 液晶顯示器,2、顯示器的技術(shù)指標(biāo),（1） CRT顯示器的技術(shù)指標(biāo) 尺寸（最大可視區(qū)域） 點距 視頻帶寬 場頻和行頻 分辨率 TCO及其他標(biāo)準(zhǔn),（2）液晶顯示器（LCD）的技術(shù)指標(biāo) 分辨率 LCD的點距 響應(yīng)時間 可視角度 亮度、對比度 信號輸入接口 LCD的壞點,4.2 聲卡和音箱,1 聲 卡 2 音箱的選購指南,1、聲卡,（1）聲卡的基本功能 聲卡（Sound Card）是多媒體技術(shù)中最基本的組成部分，是實現(xiàn)聲波/數(shù)字信號相互轉(zhuǎn)換的硬件。聲卡的基本功能是把來自話筒、磁帶、光盤的原始聲音信號加以轉(zhuǎn)換，輸出到耳機、揚聲器、擴音機及錄音

13、機等聲響設(shè)備，或通過音樂設(shè)備數(shù)字接口（MIDI）使樂器發(fā)出美妙的聲音。,聲卡的工作原理：麥克風(fēng)和喇叭所用的都是模擬信號，而PC所能處理的都是數(shù)字信號，聲卡的作用就是實現(xiàn)兩者的轉(zhuǎn)換。從結(jié)構(gòu)上看，聲卡可分為模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和數(shù)模轉(zhuǎn)換電路兩部分，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路負責(zé)將麥克風(fēng)等聲音輸入設(shè)備采到的模擬聲音信號轉(zhuǎn)換為電腦能處理的數(shù)字信號；而數(shù)模轉(zhuǎn)換電路負責(zé)將電腦使用的數(shù)字聲音信號轉(zhuǎn)換為喇叭等設(shè)備能使用的模擬信號。,（2）聲卡的基本結(jié)構(gòu) 聲卡由各種電子器件和連接器組成。電子器件包括集成電路芯片、晶體管和阻容元件，用來完成各種特定的功能。連接器一般有插座和圓形插孔兩種，用來連接輸入/輸出信號。聲卡的基本結(jié)構(gòu)如圖4-1

14、0所示。,圖4-10 聲卡功能模塊示意圖,1聲音控制/處理芯片 2功放芯片 3聲音輸入/輸出端口,（3） 聲卡的存在形式 聲卡的存在形式主要有如下3種。 內(nèi)置獨立聲卡：以擴展卡的形式，插在主板擴展槽上。 內(nèi)置主板集成聲卡：主板集成AC97標(biāo)準(zhǔn)軟、硬聲卡。 外置聲卡。,4.3 機箱與電源,4.3.1 機 箱 4.3.2 電 源,4.3.1 機 箱,隨著PC技術(shù)的迅猛發(fā)展，零配件也不斷更新?lián)Q代。在零配件推陳出新的潮流中，只有機箱、電源、鍵盤等少數(shù)配件基本上保持了最初的標(biāo)準(zhǔn)。正是這樣，長期以來機箱卻未引起人們足夠的重視，而人們也多認為它是最次要的構(gòu)件，在大量介紹組裝、維護與維修及配件選購的文章中鮮見

15、論及機箱。,1 .機箱的地位與作用 從表面上看，機 箱是主機的外殼，但從機箱所起的作用來看，可以說它是主機的骨架，它支撐并固定組成主機的各種板卡、線纜插口、數(shù)據(jù)存儲設(shè)備以及電源等零配件。,機箱的作用有以下3個方面。 首先，它提供空間給電源、主機板、各種擴展板卡、軟盤驅(qū)動器、光盤驅(qū)動器、硬盤驅(qū)動器等存儲設(shè)備，并通過機箱內(nèi)部的支撐、支架、各種螺絲或卡子夾子等連接部件將這些零配件牢固地固定在機箱內(nèi)部，形成一個集約型的整體。,其次，它堅實的外殼保護著板卡、電源及存儲設(shè)備，能防壓、防沖擊、防塵，并且它還能抗電磁干擾、防輻射，即起屏蔽電磁輻射的作用。 再次，它還提供了許多便于使用的面板開關(guān)指示燈等，讓操作

16、者更方便地操縱計算機或觀察計算機的運行情況。,2. 機箱的種類 從外形上看，機箱常見的有兩大類：立式（塔式）和臥式。立式又有大立式與小立式之分，臥式有大、小、厚、扁（薄）的區(qū)別。臥式機箱是早期比較流行的機箱，顯示器放在機箱上面。但這種機箱對于日后想擴充、加裝其他外設(shè)的用戶來說，臥式機箱比較不方便。 立式機箱近年來成為主流，備受大家的喜歡，如圖4-12所示。,圖4-12 立式機箱,從PC的結(jié)構(gòu)上來劃分，機箱可分為AT、ATX、NLX、Micro ATX和下一代BTX等類型。 Intel在去年發(fā)布了下一代機箱標(biāo)準(zhǔn)BTX標(biāo)準(zhǔn)，和經(jīng)典的ATX機箱相比較，BTX重新布局了主板構(gòu)架，提高了主機的散熱性能

17、（如圖4-13所示）。,圖4-13 BTX架構(gòu),圖4-14為標(biāo)準(zhǔn)BTX機箱的側(cè)面示意圖，可以看到它的光驅(qū)、軟驅(qū)/硬盤、電源、前面板、背板和擴展槽的位置都沒有什么變化，如果不開啟機箱側(cè)板，很難察覺到它與ATX機箱有多大的差異。,圖4-14 BTX機箱側(cè)視圖,另外一點不同就是在于背板，隨著PC I/O接口的豐富化，ATX的背板越來越個性化，這一點是不利于發(fā)展的，而Intel的BTX機箱構(gòu)架采用了統(tǒng)一的背板設(shè)計（如圖4-15所示）。,圖4-15 ATX與BTX機箱的背板比較圖,3. 機箱的結(jié)構(gòu) 盡管不同的機箱有諸多個性化設(shè)計，但不論什么形式的機箱，其要實現(xiàn)的功能、內(nèi)外部基本構(gòu)件是一樣的。 (1)前面

18、板 說到前面板，各類機箱可謂是“千箱千面”，形態(tài)各異，但基本組成不外乎如圖4-16所示幾個部分。,圖4-16 機箱前面板結(jié)構(gòu),(2)內(nèi)部構(gòu)造 一個設(shè)計合理的機箱應(yīng)該提供充足的內(nèi)部空間和擴展架。板材用料方面，均應(yīng)采用較好的板材，邊角均應(yīng)采用機箱廠通行的全折邊工藝，以免傷及用戶。為解決機箱內(nèi)部散熱問題，在側(cè)面和背板處應(yīng)構(gòu)建良好的散熱風(fēng)道。機箱底板的面積應(yīng)能夠適應(yīng)各種類型和大小的主板。另外不同的機箱還有一些自己的特色設(shè)計。圖4-17所示為機箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)。,圖4-17 機箱內(nèi)部結(jié)構(gòu),3箱蓋與背板 設(shè)計合理的機箱都會采用一些比較人性化的措施。如良好的拆裝性能免工具拆裝；無螺釘直卡式板卡安裝方式；使用戶的安

19、裝輕松便利。機箱后板設(shè)有收線槽，各種設(shè)備線路井井有條；具有安全提手及側(cè)掛式側(cè)板等，如圖4-18所示。,圖4-18箱蓋與背板的特色設(shè)計,4 機箱的選購指南 (1)制作材料 好的機箱鋼板厚度至少應(yīng)在一毫米以上，并且板材應(yīng)該是經(jīng)過特殊處理的鍍鋅鋼板，它的優(yōu)點是能夠防靜電。此外，鍍鋅鋼板還有不易生銹、耐指紋等優(yōu)點，這些都是普通的不銹鋼板沒有的特點。在用料方面還有一點特別需要說明，就是機箱的制作用塑料。,機箱左右兩邊的外殼（鋼板）也是機箱外面很重要的部分，在選購時要注意鋼板上烤漆的顏色，不能與面板相差太大，否則會嚴重影響整體視覺效果。 另外，許多機箱板上已經(jīng)采用掛鉤式勾具來代替螺絲固定式安裝扣具。一些機

20、箱采用的是劣質(zhì)塑膠材料，由于彈性不足會造成扭斷，在多次安裝后將造成配件無法被固定下來。,(2)合理結(jié)構(gòu) 擁有合理的結(jié)構(gòu)是成為一款優(yōu)秀機箱的必要條件。優(yōu)質(zhì)機箱的結(jié)構(gòu)是經(jīng)過專業(yè)人員設(shè)計的，最終要做到卷邊、磨邊不傷手，拆裝容易、節(jié)省時間，提高工作效率和可承受一定外力撞擊而不損壞內(nèi)部部件的目的。此外，能提供足夠空間也是很重要的。,(3)易用性 易用性指安裝和拆卸的難易程度，如圖4-19所示。良好的易用性設(shè)計主要體現(xiàn)在：側(cè)板采用手擰螺絲固定，驅(qū)動器由專用工具固定，板卡采用免螺絲固定以及機箱前面板加裝USB和音頻接口等。不過這里要注意的是，其中某些設(shè)計在給用戶帶來方便的同時也帶來了降低機箱整體堅固度的負面

21、影響，所以消費者在購買時應(yīng)綜合考慮。,圖4-19 方便的拆裝方式,(4)散熱設(shè)計 目前機箱中比較常見的是雙程式互動散熱通道設(shè)計，這種散熱設(shè)計可以將機箱內(nèi)90%的熱量及時散發(fā)?，F(xiàn)在有這么一種現(xiàn)象有的機箱在側(cè)面、頂部增加風(fēng)扇，可以把它看作是雙程式互動散熱通道的一個“增強版”。這種“增強版”個人認為其實不是很好，因為這會影響機箱內(nèi)部空氣的流動。原本應(yīng)當(dāng)吹到CPU附近的冷空氣受到其他氣流的影響并沒有到達目的地，因此得不到好的效果。,(5)電磁屏蔽性能 （1）開孔符合規(guī)范 （2）各種指示燈和開關(guān)接線的電磁屏蔽 （3）細節(jié)部分的屏蔽設(shè)計,(6)外觀 最后，除了用來裝載各種電腦配件外，機箱給人的第一印象也很

22、重要，機箱造型、顏色能否與居室協(xié)調(diào)一致，是否時尚漂亮，可否表現(xiàn)自己的個性，都成為選購機箱時的考慮因素。機箱顏色除常見的白色外，還有銀色、藍色、黑色、紅色甚至透明、熒光色等。,機箱外形也越來越多樣化，除了立方體外，像梯形體圓柱體、半月形或其他形狀的機箱也都出現(xiàn)在市場上。要注意的是很多機箱外型很“Cool”，往往讓大家鉆進這個“美麗的陷阱”。不是鋼板比一般的要薄，就是內(nèi)部支架布局不合理。功能方面也被廠商所夸大，并且對缺點加以隱瞞。如果跟著廠商所宣傳的賣點走，買到的產(chǎn)品不一定就是實用的。,4.3.2 電 源,電源是PC主機工作所需的動力源泉，優(yōu)質(zhì)的電源能提供給PC內(nèi)部的各配件以足夠的動力，讓它們穩(wěn)定

23、工作。由于PC配件的功耗越來越大，內(nèi)部設(shè)備也不斷增加，不僅電源的功率需要不斷增大，電源供電質(zhì)量也十分重要，它直接影響了硬件的性能發(fā)揮。如主板、CPU、內(nèi)存、顯卡、硬盤等，若電源供電不穩(wěn)定，輕則不能正常工作，重則會導(dǎo)致配件燒毀。,1開關(guān)電源的簡單工作原理 簡單地說，電源的作用是把交流電網(wǎng)的電能轉(zhuǎn)換為適合PC機箱內(nèi)配件使用的低壓直流電，來驅(qū)動設(shè)備，主要采用脈沖變壓器耦合型開關(guān)穩(wěn)壓電源，主要的轉(zhuǎn)換過程為： 高壓市頻交流（整流、濾波）高壓直流（調(diào)制）高壓高頻交流（變壓）低壓高頻交流（整流、濾波）低壓直流,開關(guān)電源首先對市電進行整流和濾波輸出高壓直流電，然后用開關(guān)電路將直流電轉(zhuǎn)換為高頻率的脈動直流電并送

24、到高頻開關(guān)變壓器上，此時可以選擇體積小巧的鐵氧體變壓器來完成高壓到低壓的轉(zhuǎn)換，然后再對輸出的低壓電進行整流和濾波并最后輸出所需的直流電壓，如圖4-20所示。,圖4-20 開關(guān)電源工作原理圖,2電源的外形結(jié)構(gòu) 電源外部形狀是封閉的方形盒子，從其形式上常見的有三大類：條形、方形和早期的L形。不論什么形式，其構(gòu)成基本是一致的。整個電源被封在一個有金屬屏蔽作用的方形鐵盒內(nèi)，并裝有供通風(fēng)散熱用的風(fēng)扇。如圖4-21所示。,圖4-21 主機電源,3電源的分類 （1）PC/XT電源 （2）AT電源 （3）ATX電源,（4）ATX 12V ATX12V_1.1 ATX12V_1.3 ATX12V_2.0 （5）BTX （6）WTX電源 （Workstations ATX）,