2.1　从内到外认识多核电脑

要组装一台可以使用的多核电脑，我们首先要解决的问题是如何将诸多电脑配件和连线正确地连接起来。为了完成这个任务，就必须深入认识电脑的结构，以及电脑中各个部件的结构。

2.1.1　多核电脑的组成

我们日常使用的电脑主要由硬件和软件组成。这里的硬件指的是电脑的物理部件，如显示器、键盘、内存等，如图2-1所示；软件指的是指导硬件完成任务的一系列程序指令，即用来管理和操作硬件所需的程序软件，如Windows 10、办公软件、浏览器、游戏等。

从外观看，多核电脑主要包括液晶显示器（或CRT显示器）、主机、键盘、鼠标、音箱等部件，有的还有摄像头、打印机等。启动电脑后，我们可以看见电脑中安装了操作系统、应用软件（办公软件、工具软件等）、游戏软件等。这些软件需要通过硬件将需要的程序数据进行处理后，才能输出显示用户需要的结果。如用户用键盘在Word软件中输入“LISA”，键盘将字母转换为二进制代码（0110110011001），然后传送到主机的内存和CPU中进行处理。处理后，再通过显卡传输到显示器，显示器将这些数据转换后，在显示屏上显示出来。同时，用户还可以通过打印机打印出这几个字母，如图2-2所示。

1.软件系统

软件系统是指由操作系统软件、支撑软件和应用软件组成的电脑软件系统，它是电脑系统所使用的各种程序的总体。软件的主体存储在外存储器中，用户通过软件系统对电脑进行控制并与电脑系统进行信息交换，使电脑按照用户的意图完成预定的任务。

软件系统和硬件系统共同构成实用的电脑系统，两者相辅相成、缺一不可。要执行电脑任务，软件需要通过硬件进行4项基本工作：输入、处理、存储和输出。同时，硬件部件必须在它们中间传递数据和指令，而且需要供电系统供给电力，如图2-3所示。

软件系统一般分为操作系统、程序设计软件和应用软件三类。

（1）操作系统

操作系统是管理电脑硬件与电脑软件资源的程序，同时也是电脑系统的核心与基石。操作系统负责管理与配置内部存储器、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出装置、操作网络与管理文件系统等基本事务。操作系统也提供一个让用户与系统互动的操作接口及图形用户接口。图2-4展示了操作系统与硬件及应用程序软件的关系。

常用的操作系统有微软公司的Windows 10操作系统、Linux操作系统、UNIX操作系统（服务器操作系统）等。

（2）程序设计软件

程序设计软件是由专门的软件公司编制、用来进行编程的电脑语言。程序设计软件主要包括机器语言、汇编语言和高级语言。如VC++、汇编语言、Delphi、Java语言等。

（3）应用软件

应用软件是用户可以使用的各种程序设计语言，以及用各种程序设计语言编制的应用程序的集合。应用软件是为满足用户不同领域、不同问题的应用需求而提供的那部分软件。它可以拓宽电脑系统的应用领域，放大硬件的功能。

当电脑完成一个复杂工作时，并不是一步做完的，而是由许多分解的简单步骤一步步组合完成。就像人完成一个工作一样，是分步骤来完成的。这就需要在电脑做工作前，先用机器语言告诉电脑要完成哪些工作。但由于电脑语言非常复杂，只有专业人员才能掌握，并编写工作程序。所以为了普通用户能使用电脑，电脑专业人员会根据用户的工作、生活、学习需要，提前编写好用户常用的工作程序，在用户使用时，只须单击相应的任务按钮即可，如复制、拖动等任务。这些工作程序就是应用软件。常用的应用软件有Office办公软件、WPS办公软件、图像处理软件、网页制作软件、游戏软件、杀毒软件等。

2.硬件系统

电脑的硬件系统是指电脑的物理部件，硬件系统通常由CPU（中央处理器，用来运算器和控制）、存储器（包括内存、硬盘等）、输入设备（键盘、鼠标、游戏杆等）、输出设备（显示器、打印机、音箱等）、接口设备（主板、显卡、网卡、声卡、光驱）等组成。这些硬件主要用于完成电脑的输入、处理、存储和输出功能。

这些看似独立的硬件设备，它们之间存在着有机的联系。所以只要用户用键盘或鼠标向电脑输入操作任务，就会在各个设备间传送数据，共同完成用户的任务。这些设备之间的联系如图2-5所示。

（1）输入设备

大多数输入设备位于电脑主机箱外，这些设备与主机箱内部各部件间的通信可通过无线连接完成，也可通过连接到主机箱接口上的电缆完成。电脑主机箱的接口主要位于主机箱的背面，如图2-6所示。但某些内部模块在主机箱的前面也有连接端口，方便与外部设备的连接，如图2-7所示。对采用无线连接的设备来说，它们采用无线电波与系统通信。最常见的输入设备是键盘和鼠标。

键盘是电脑的基本输入设备，通过键盘，可以将英文字母、数字、标点符号等输入电脑中，从而向电脑发出命令、输入数据等。键盘主要分为标准键盘和人体工程学键盘两种。一般标准键盘有104个键，是目前主流的键盘。人体工程学键盘是在标准键盘上将指法规定的左手键区和右手键区这两大板块左右分开，并形成一定角度，使操作者不必有意识地夹紧双臂，而保持一种比较自然的形态。图2-8展示了两种电脑键盘。

小知识：键盘的接口

键盘接口类型是指键盘与电脑主机之间相连接的接口方式或类型。目前键盘的接口主要有USB接口、无线接口等，如图2-9所示。

小知识：键盘维护技巧

键盘必须保持清洁，一旦脏污应及时清洗干净。清洗时应选用柔软的湿布，蘸少量的洗衣粉进行擦拭，之后用柔软的湿布擦净。决不能用酒精等具有较强腐蚀性的液体清洗键盘。并注意在清洗前要关闭电脑电源。目前多数普通键盘都无防溅入装置，因此千万不要将咖啡、啤酒、茶水等液体洒在键盘上面。倘若液体流入键盘内部的话，轻则会造成按键接触不良，重则还会腐蚀电路或者出现短路等故障，有可能导致整个键盘损坏。

鼠标是一种指示设备，我们用它在电脑屏幕上移动指针并进行选择操作。鼠标底部是滚动球或光学传感器，通过它控制指针的移动并跟踪指针位置。鼠标顶部的几个按键在不同软件下作用不同。鼠标的接口与键盘类似，同样有USB接口、无线接口等接口类型。图2-10展示了电脑的鼠标。

小知识：光电鼠标维护技巧

用户平时使用光电鼠标时，如果鼠标光眼或激光眼有细微的灰尘，只需用皮老虎清理一下即可。对于比较严重的污垢，可拆开鼠标用无水酒精擦拭。对于光电鼠标的滚轮部分，最好每半年做一次清洗。清洗时，拆开鼠标外壳，然后清除污垢即可（注意，对于处于保修期的鼠标，最好不要自行拆开，否则将无法享受保修服务）。

（2）输出设备

输出设备是人与电脑交互的一种部件，用于数据的输出。它把各种计算结果数据或信息以数字、字符、图像、声音的形式表现出来。电脑常用的输出设备有显示器、打印机、音箱等。

显示器是电脑必备的输出设备，目前主流的显示器为液晶显示器。另外，还有阴极射线管显示器和等离子显示器。

显示器通过显示接口及总线与电脑主机连接，待显示的信息（字符或图形图像）从显示卡的缓冲存储器（即显存）传送到显示器的接口，经显示器内部电路处理后，由液晶显示模块将输出的数据显示到液晶屏幕上。图2-11展示了电脑的液晶显示器。

显示器与电脑的连接接口主要为VGA接口、DVI-D接口、HDMI接口、DP接口。其中VGA接口为模拟信号接口，也称为D-SUB接口，此接口共有3排、15只引脚，每排5只引脚，如图2-12所示。

DVI-D为数字信号接口，它可以传输数字信号和模拟视频信号。DVI-D接口是由一个3排、24个针脚组成的接口，每排有8个针脚，右边为“一”，如图2-13所示。

HDMI接口是一种全数字化视频和声音发送接口，可以发送未压缩的音频及视频信号。HDMI继承了DVI的核心技术“传输最小化差分信号”TMDS，从本质上来说是DVI技术的扩展，如图2-14所示。

DP接口是DisplayPort的简称，是一种高清数字显示接口标准，主要用于视频源与液晶显示器等设备的连接，如图2-15所示。

小知识：液晶显示器的保养技巧

液晶显示器的工作环境要保持干燥，并避免化学药品接触液晶显示器。因为水分是液晶的天敌，如果湿度过大，液晶显示器内部就会结露，结露之后就会发生漏电和短路现象，而且液晶显示屏也会变得模糊。因而不要把液晶显示器放在潮湿的地方，更不要让任何带有水分的东西进入液晶显示器内。如果在开机前发现屏幕表面有水雾，用软布轻轻擦拭即可；如果发现湿气已经进入了液晶显示器，可以关闭显示器，把显示器背对阳光，或者用台灯烘烤，将里面的水分蒸发掉即可。

打印机是电脑最基本的输出设备之一，它可以将电脑的处理结果打印在纸上。常用的打印机主要有针式打印机、喷墨打印机、激光打印机等。打印机的接口主要有并口、USB接口等，目前主流打印机的接口为USB接口。图2-16展示了电脑打印机。

小知识：激光打印机清洁技巧

在清洁激光打印机之前，一定要切断其电源，以免造成人为故障及安全事故。打印机的机身需要用尽可能干的湿布来进行擦试，只能用纯水来润湿，不得用具有挥发性的化学液体进行清洁。另外，由于打印机内部是比较怕潮的，所以在清洁打印机内部时，一定要用光滑的干布擦拭机内的灰尘和碎屑。在灰尘过多时，可先用小软毛刷清除一下再用布擦。当清洁光束检测镜、光纤头、聚焦透镜、六棱镜等部件时，只能使用竹镊子或软木片、小棍等，避免在清洁过程中金属损伤或划伤光学部件。

音箱是将音频信号变换为声音的一种设备。通俗地讲就是音箱主机箱体或低音炮箱体内自带功率放大器，对音频信号进行放大处理后由音箱本身回放出声音。目前主流的电脑音箱有2.0音箱、2.1音箱、5.1音箱等，如图2-17所示。

2.1.2　多核电脑的内部构造

大多数存储及所有数据和指令处理都是在电脑主机箱内部完成的，电脑主机箱可以说是整个电脑的中心。因此在认识电脑时，有必要了解电脑的内部构造。

当你观察电脑内部时，第一眼所看到的设备就是电路板。电路板就是上面有集成电路芯片及连接这些芯片的电路的一块板，这块板称为主板。在主板上安装有内存、CPU、CPU风扇、显示卡等。其他机箱内主要部件从外表看像一个个小盒子，包括ATX电源、硬盘、光驱等。图2-18展示了电脑主机箱内部结构。

另外，机箱内还有各种电缆，这些电缆主要为两种类型。一种是用于设备间互联的数据电缆，另一种是用于供电的电源线。一般数据电缆是红色窄扁平电缆，或宽扁平电缆（也称为排线），而电源线则是细圆的。图2-19展示了机箱内部的数据线和电源线。

1.主板

机箱中最大、最重要的电路板就是主板，主板是电脑各个硬件设备连接的平台，电脑的各个设备都与主板直接或间接相连。因为所有的设备都必须与主板上的CPU通信，所以这些设备或者直接安装在主板上，或者通过连接到主板的端口上的电缆直接联系，或者通过扩展卡间接连接到主板上。图2-20展示了主板上的主要部件及安装硬件的各种接口。

主板露在外面的一些端口中，一般包括4~8个USB接口（包括USB2.0接口、USB3.0接口等）、1个PS/2键盘接口、1~2个网络接口、一个HDMI接口、一个USB Type C接口（连接手机）、多个音频接口（连接音箱、麦克风等设备）。有的主板上还有DP接口、DVI接口等。

2.CPU及其散热风扇

CPU是Central Processing Unit的缩写，它也被简称为微处理器或处理器。不要因为这些简称而忽视它的作用，CPU是电脑的核心，其重要性就像大脑对于人一样，因为它负责处理、运算电脑内部的所有数据。CPU的种类决定了所使用的操作系统和相应的软件。CPU主要由运算器、控制器、寄存器组和内部总线等构成，寄存器组用于在指令执行过后存放操作数和中间数据，由运算器完成指令所规定的运算及操作。

CPU的性能决定着电脑的性能，通常都以它为标准来判断电脑的档次。目前主流的CPU为双核/四核处理器。

CPU散热风扇主要由散热片和风扇组成，它的作用是通过散热片和风扇及时将CPU发出的热量散去，保证CPU工作在正常的温度范围内（若CPU温度高于100℃，会影响CPU正常运行）。由此可见，散热风扇运转是否正常将直接决定CPU工作是否正常。图2-21展示了CPU及CPU散热风扇。

3.内存

内存是电脑存储器的一个很重要的部分，是用来存储程序和数据的部件。对于电脑来说，有了存储器，才有记忆功能，才能保证正常工作。我们平常使用的程序，如Windows操作系统、办公软件、游戏软件等，一般都安装在硬盘等外部存储器上，但需要使用这些软件时，必须把它们调入内存中，才能真正使其运行。我们平时输入一段文字，或玩一个游戏，其实都是在内存中进行的。以图书馆做比喻，存放书籍的书架和书柜相当于电脑的外存，而阅览用的桌子就相当于内存，它是CPU要处理数据和命令的操作空间。内存的种类较多，目前主流的内存为DDR2内存。图2-22和图2-23展示了电脑内存及安装内存的插槽。

4.硬盘

硬盘属于外部存储器，它是用来存储电脑工作时使用的程序和数据的地方。硬盘驱动器是一个密封的盒体，内有高速旋转的盘片和磁盘。当盘片旋转时，具有可灵敏读/写的磁头在盘面上来回移动，既向盘片或磁盘中写入新数据，也从盘片或磁盘中读取已存在的数据。硬盘的接口主要有USB接口、SATA接口等，其中SATA接口为目前的主流硬盘接口。图2-24展示了电脑硬盘及主板上的硬盘接口。

小知识：硬盘和内存的关系

硬盘与内存都为电脑的存储设备，关闭电源后，内存中的数据会丢失，但硬盘中的数据会继续保留。当用户用键盘输入一篇文字后，文字被存储在内存中，而没有存储在硬盘中。如果用户在关机前没有将输入的文字存储到硬盘中，输入的文字就会丢失。只需用文字编辑程序中的“保存”功能，即可将内存中存储的文字存储到硬盘中。硬盘和内存在电脑中的作用相当于存储仓库和中转站。

5.光驱

光驱即光盘驱动器，是用来读取光盘的设备。光驱是一个结合光学、机械及电子技术的产品。在光学和电子结合方面，激光光源来自于光驱内部一个激光二极管，它可以产生波长为0.54～0.68微米的光束，经过处理后光束更集中且能精确控制。在读盘时，光驱内部的激光二极管发出的激光光束首先打在光盘上，再由光盘反射回来，经过光检测器捕获信号，再由光驱中专门的电路将它转换并进行校验，然后传输到电脑的内存中，我们就可以得到光盘中实际的数据。光驱可分为CD-ROM光驱、DVD光驱、COMBO光驱、蓝光光驱和刻录机光驱等，如图2-25所示。光驱常用的接口种类主要有IDE接口、SATA接口和USB接口等几种，如图2-26所示。

小知识：光盘的容量

光盘为只读外部存储设备。一般一张CD光盘的容量为650MB左右，一张DVD光盘的容量为4.7GB左右，一张蓝光DVD光盘的容量为25GB左右。

6.显卡

显卡的用途是将电脑系统所需要的显示信息进行转换驱动，并向显示器提供行扫描信号，控制显示器的正确显示。显卡是连接显示器和个人电脑主板的重要部件，承担输出显示图形的任务，对于从事专业图形设计的人来说显卡非常重要。显卡的输出接口主要有VGA接口、DVI接口、S端子等，如图2-27所示。

7.电源

电源就像电脑的心脏一样，用来为电脑中的其他部件提供能源。电脑电源的作用是把220V交流电转换为电脑内部使用的3.3V、5V和12V直流电。由于电源的功率是直接影响电源的“驱动力”，因此电源的功率越高越好。目前主流的多核处理器电源一般输出功率为350W以上，有的甚至达到900W。电源一般包括1个20+4针接口，4个大4针接口，4~8个SATA接口，2个6针接口，1个4+4针接口，如图2-28所示。