計(jì)算機(jī)硬件是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中由電子,機(jī)械和光電元件等組成的各種物理裝置的總稱。這些物理裝置按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的要求構(gòu)成一個(gè)有機(jī)整體為計(jì)算機(jī)軟件運(yùn)行提供物質(zhì)基礎(chǔ)。簡言之,計(jì)算機(jī)硬件的功能是輸入并存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù),以及執(zhí)行程序把數(shù)據(jù)加工成可以利用的形式。
從外觀上來看,微機(jī)由主機(jī)箱和外部設(shè)備組成。主機(jī)箱內(nèi)主要包括CPU、內(nèi)存、主板、硬盤驅(qū)動(dòng)器、光盤驅(qū)動(dòng)器、各種擴(kuò)展卡、連接線、電源等;外部設(shè)備包括鼠標(biāo)、鍵盤、顯示器、音箱等,這些設(shè)備通過接口和連接線與主機(jī)相連。
計(jì)算機(jī)硬件的核心技術(shù)是微電子技術(shù)和光電子技術(shù)。1995年0.35μm設(shè)計(jì)規(guī)則已經(jīng)成為微電子技術(shù)的商用技術(shù),1998年將普遍使用0.25μm設(shè)計(jì)規(guī)則。由此,CPU的集成度已可達(dá)單片1000萬個(gè)晶體管以上,工作頻率已經(jīng)超過600MHz;
256MbDRAM芯片則已成為主流存儲(chǔ)器件,中檔PC的主存儲(chǔ)器的容量已超過32MB。隨著微電子技術(shù)繼續(xù)飛速發(fā)展,主題的體積越來越小,速度越來越高,容量越來越大功耗越來越低,可靠性越來越高。輸入設(shè)備和輸出設(shè)備則朝高性能,多樣化,智能化和多媒體方向發(fā)展。輔助存儲(chǔ)器則繼續(xù)朝大容量,高速度方向發(fā)展。
自從計(jì)算機(jī)誕生以來,硬件在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)成本中一直占主要比重,直到進(jìn)入80年代才開始發(fā)生明顯的變化。由于軟件在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的地位日趨重要,其開發(fā)成本也越來越高,從而使得它在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)成本中的比重迅速提高,進(jìn)入90年代已逐漸與硬件平分秋色。
從計(jì)算機(jī)硬件角度看,主機(jī)部分無論從重要性還是從成本看,其主導(dǎo)地位一直保持到70年代中期。后來,作為計(jì)算機(jī)的“手足”,“感官”和“數(shù)據(jù)倉庫”的外圍設(shè)備重重要性日益增長,新型高性能品種不斷涌現(xiàn),加上數(shù)據(jù)庫技術(shù)的成熟要求越來越大的輔助存儲(chǔ)器,從而使得外圍設(shè)備在硬件成本中的比重越來越大。
特別是由于輸入設(shè)備和輸出設(shè)備的發(fā)展,人同計(jì)算機(jī)的界面越來越友好。起初人們只能用枯燥的數(shù)字,文字同計(jì)算機(jī)打交道;80年代圖形用戶接口(GUI)技術(shù)的成熟將人們帶進(jìn)了“圖文并茂”的多媒體時(shí)代。人們不再感到計(jì)算機(jī)只是一部冰冷的機(jī)器了。
需要指出的是,外圍設(shè)備中已越來越多地嵌入微處理器和軟件進(jìn)行控制以達(dá)到智能化和高性能的目標(biāo),另一方面也常常將原屬外圍設(shè)備或外圍設(shè)備控制器的部分功能直接設(shè)計(jì)進(jìn)CPU,以降低成本和改善性能。
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