2.2.4　微型计算机硬件系统

微型计算机又称为个人电脑（PC），属于第四代计算机。微机的一个突出特点是利用大规模集成电路和超大规模集成电路技术，将运算器和控制器制作在一个集成电路芯片上（微处理器，即CPU）。微机具有体积小、重量轻、功耗少、可靠性高、对使用环境要求低、价格便宜、易于批量生产等特点，从而得以迅速普及、深入到社会的各个领域，是计算机发展史中又一个里程碑。图2-4是微型计算机（台式机、笔记本）的外形。

1.微型计算机的基本结构 微型计算机硬件的系统结构与冯·诺依曼型计算机在结构上无本质的差异，微处理器、主存储器、输入/输出接口之间采用总线连接，如图2-5所示。

总线是将计算机各个部件联系起来的一组公共信号线。计算机采用总线结构形式，具有系统结构简单、系统扩展及更新容易、可靠性高等优点，但由于必须在部件之间采用分时传送操作，降低了系统的工作速度。微型机中总线一般有内部总线、系统总线和外部总线之分。内部总线指芯片内部连接各元件的总线。系统总线指连接微处理器、存储器和各种输入输出模块等主要部件的总线。外部总线则是微型机和外部设备之间的总线。

系统总线根据传送的信号类型可分为数据总线、地址总线和控制总线。

（1）数据总线（data bus，DB）　用于传送数据信息。数据的含义是广义的，可以是真正的数据，也可以是指令代码或状态信息，有时甚至是一个控制信息。数据总线的宽度（根数）决定了每次能同时传输信息的位数，是决定计算机性能的一个重要指标。目前，微型计算机的数据总线大多是32位或64位。

（2）地址总线（address bus，AB）　是专门用来传送地址信息的。地址总线的宽度决定了微处理器能访问的内存空间大小。一般来说，若地址总线为n位，则可寻址空间为2 ⁿ 字节，如某款微处理器有32根地址线，则最多能访问4GB（2 ³² B）的内存空间。

（3）控制总线（control bus，CB）　用于传输控制信息，进而控制对内存和输入输出设备的访问。

2.微型计算机的硬件组成 从外观上看，一套基本的微机硬件由主机箱、显示器、键盘、鼠标组成，还可增加一些外部设备，如打印机、扫描仪、音视频设备等。在主机箱内部，包括主板、CPU、内存、硬盘、光盘驱动器、各种接口卡（适配卡）、电源等。对于计算机硬件的选购，不能只追求高配置、高性能，应根据用途考虑合理的性能价格比。如一般的办公应用，选用主流标准配置即可；音乐编辑创作，则要考虑选择高性能的音频处理部件；图像影视编辑制作，则要考虑选择图形处理器、大容量存储器、高端显示器、高性能显示卡等部件。

（1）主板　主板（main board）又称为系统板、母板或电脑板，是微机的核心连接部件，是其他部件组装和工作的基础。主板的主要功能有三个：一是传输各种电子信号，部分芯片也负责初步处理一些外围数据；二是提供插接微处理器、内存条和各种功能卡的插槽，部分主板甚至将一些功能卡（如显卡、声卡、网卡等）集成在主板上；三是为各种常用外部设备，如键盘、鼠标、显示器、打印机、扫描仪、硬盘、U盘等提供通用接口。主板采用了开放式结构，主板上大都有6～15个扩展插槽，供外部设备的控制卡（适配器）插接。微机硬件系统的其他部件都是直接或间接通过主板相连接，主板实物如图2-6所示。

主板由以下几部分组成。

①主板芯片组：主板芯片组（chipset）是主板的核心组成部分，联系CPU和其他周边设备的运作。对于主板而言，芯片组几乎决定了这块主板的功能，进而影响整个电脑系统性能的发挥，芯片组是主板的灵魂。芯片组性能的优劣决定了主板性能的好坏与级别的高低。主板芯片组通常包含北桥芯片和南桥芯片。北桥芯片主要负责CPU、内存和显卡三者间的通信，南桥芯片则负责硬盘等存储设备和PCI总线接口之间的通信。

②BIOS芯片：基本输入输出系统（basic input/output system，BIOS）芯片保存着计算机系统中的基本输入输出程序、系统设置信息、自检程序和系统启动自举程序等。现在主板的BIOS还具有电源管理、CPU参数调整、系统监控和病毒防护等功能。BIOS为计算机提供最基本、最直接的硬件控制功能。

③CMOS芯片：互补金属氧化物半导体（complementary metal oxide semiconductor，CMOS）芯片用来存放系统硬件配置和一些用户设定的参数，如计算机是从硬盘启动还是从光盘启动等。若参数丢失，系统将不能正常启动，必须对其重新设置。设置方法是系统启动时按设置键（通常是Del或F2键）进入BIOS设置窗口，在窗口内进行CMOS的设置。CMOS开机时由系统电源供电，关机时靠主板上的电池供电。在电池正常工作的前提下，即使关机，CMOS中的数据也不会丢失。

④CPU插槽和内存插槽：主板上的CPU插槽是一个方形的插座，用来安装CPU，不同型号的主板，其CPU接口的规格不同，接入的CPU类型也不同。从连接方式来看，有对应于CPU的PGA（针栅阵列）和LGA（栅格阵列）封装方式两种主流接口类型。内存插槽是指主板上用来插内存条的插槽，主板所支持的内存种类和容量都由内存插槽来决定。

⑤硬盘接口：硬盘接口可分为IDE（integrated drive electronics，电子集成驱动器）接口和SATA（serial advanced technology attachment，串行高级技术附件）接口。在型号较老的主板上，一般集成2个接口，可以插接两个IDE硬盘。而新型主板上，IDE接口代之以SATA接口，主要用作硬盘接口，提高了硬盘的读写速度。

⑥扩展插槽：扩展插槽是主板上用于固定扩展卡并将其连接到系统总线上的插槽。扩展槽是一种添加或增强电脑特性及功能的方法。常见扩展插槽的种类有PCI、AGP、PCI Express等。PCI插槽可以插接声卡、网卡和多功能卡等设备。AGP插槽主要针对图形显示进行优化，在PCI Express出现之前，AGP显卡较为流行，其传输速度最高可达到每秒2.1GB。PCI Express（peripheral component interconnect express）是一种高速串行计算机扩展总线标准，是由英特尔在2001年提出的，旨在替代旧的PCI、PCI-X和AGP总线标准，未来的主流扩展插槽是PCI Express插槽。

⑦外部接口：主板的外部接口也是主板上非常重要的组成部分，通常位于主板的侧面，通过外部接口可以将电脑的外部设备与主机连接起来。常见的外部接口包括USB接口、音频输入输出接口、PS/2键鼠接口、RJ45接口（网口）、HDMI、VGA等。部分接口专门用于连接特定的设备，多数端口具有通用性，可以连接多种外部设备。

（2）CPU　控制器和运算器合称为CPU（central processing unit，中央处理器）。CPU是计算机系统中必备的核心部件，在微机系统中特指微处理器芯片，由运算器、控制器、寄存器、高速缓存及实现它们之间联系的内部总线构成。

寄存器是CPU内部的临时存储单元，是最靠近CPU的控制单元和逻辑计算单元的存储器。

高速缓存的出现主要是为了解决CPU运算速度与内存读写速度不匹配的矛盾。随着CPU主频的不断提高，它的处理速度也越来越快，其他设备根本赶不上CPU的速度，没办法及时将需要处理的数据交给CPU，于是高速缓存便出现在CPU上。当CPU在处理数据时，高速缓存就用来存储一些常用或即将用到的数据或指令，当CPU需要这些数据或指令的时候直接从高速缓存中读取，而不用再到内存甚至硬盘中去读取，如此一来可以大幅提升CPU的处理速度。缓存（cache）可分一级缓存（L1 cache）和二级缓存（L2 cache），部分高端CPU还具有三级缓存（L3 cache），从而大大提高CPU的处理速度。

目前主流CPU一般是由Intel和AMD两个厂家生产的，在设计技术、工艺标准和参数指标上存在差异，但都能满足微机的运行需求。CPU的外观如图2-7所示。

（3）存储器　存储器（memory）是计算机的重要组成部件，使计算机系统具有极强的“记忆”能力，能够把大量计算机程序和数据存储起来。有了它，计算机才能“记住”信息，并按程序的规定自动运行。

存储器按功能可分为主存储器（简称主存）和辅助存储器（简称辅存）。主存是相对存取速度快而容量小的一类存储器，辅存则是相对存取速度慢而容量大的一类存储器。

主存储器也称为内存储器（简称内存），内存直接与CPU相连接，是计算机中主要的工作存储器，当前运行的程序与数据存放在内存中。内存是电脑中的主要部件，它是相对于外存而言的。我们平常使用的程序，如Windows操作系统、聊天软件、游戏软件等，一般都是安装在硬盘等外存上的，但仅此是不能使用其功能的，必须把它们调入内存中运行，才能真正使用其功能。内存的特点是存取速度快，通常我们把要永久保存的、大量的数据存储在外存上，而把一些临时的或少量的数据和程序放在内存上。内存的好坏会直接影响计算机的运行速度。

辅助存储器也称为外存储器（简称外存）。计算机执行程序和加工处理数据时，外存中的信息按信息块或信息组先送入内存后才能使用，即计算机通过外存与内存不断交换数据的方式使用外存中的信息。

一个存储器所包含的字节数称为该存储器的容量，简称存储容量。存储容量通常用KB、MB、GB或TB表示，换算关系为1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=1024MB，1TB=1024GB。

随着CPU速度的不断提高和软件体量的不断扩大，人们希望存储器能同时满足速度快、容量大、价格低的要求。实际上这一点很难办到，解决这一问题的较好方法是设计一个快慢搭配、具有层次结构的存储系统。图2-8显示了微机存储系统的层次结构，它呈现金字塔形结构，越往上存储器件的速度越快，CPU的访问频度越高；同时，每位存储容量的价格也越高，系统的拥有量越小。从图2-8中可以看到，CPU中的寄存器位于该塔的顶端，有最快的存取速度，但数量极为有限；向下依次是高速缓存、主存储器、辅助存储器；位于塔底的存储设备容量最大，单位存储容量的价格最低，但速度可能也是较慢或最慢的。

现代微型计算机中的内存储器一般使用半导体存储器，而外存储器主要采用硬磁盘、光盘、磁带等。

1）内存储器：由于半导体存储器具有存取速度快、集成度高、体积小、功耗低、应用方便等优点，一般广泛地用作微型计算机的内存储器。按存取方式分类，可以分为随机存取存储器（random access memory，RAM）和只读存储器（read only memory，ROM）两大类。

①随机存取存储器：RAM也称读/写存储器，即CPU在运行过程中能随时进行数据的读出和写入。这种存储器用于存放用户装入的程序、数据及部分系统信息（如操作系统、各种应用软件、输入数据、输出数据、中间计算结果以及与外存交换的信息等）。由于RAM用半导体器件组成，依赖电容器存储数据，一旦断电，信息就会丢失，所以不能永久保留。通常人们所说的微机内存容量就是指RAM存储器的容量，一款DDR3内存条的正面和反面如图2-9所示，内存在主板上固定好后的效果如图2-10所示。

②只读存储器：ROM是只能读出而不能随意写入信息的存储器。ROM中的内容是由厂家制造时用特殊方法写入的，或者要利用特殊的写入器才能写入。ROM中的信息只能被CPU随机读取，而不能由CPU任意写入。当计算机断电后，ROM中的信息不会丢失。当计算机重新被加电后，其中的信息保持不变，仍可被读出。ROM适宜那些固定不变、不需修改的程序和数据，如存放计算机启动的引导程序、启动后的检测程序、系统最基本的输入输出程序、时钟控制程序以及计算机的系统配置和磁盘参数等重要信息。

2）外存储器：微机常用的外存储器是软磁盘（简称软盘）、硬磁盘（简称硬盘）、固态硬盘和光盘，下面介绍常用的几种外存储器。

①软盘：计算机常用的软盘按尺寸划分有5.25英寸盘（简称5寸盘）和3.5英寸盘（简称3寸盘），软盘使用塑料盘片，因其容量小、易损坏，现已被淘汰。

②硬盘：从数据存储原理和存储格式上看，硬盘与软盘完全相同。但硬盘的磁性材料是涂在金属、陶瓷或玻璃制成的硬盘基片上，而软盘的基片是塑料的。硬盘相对软盘来说，存储空间较大，现在的硬盘容量可以达到1TB以上。硬盘的外观及内部构造如图2-11所示。

③固态硬盘：固态硬盘（solid state disk或solid state drive，SSD）也称作电子硬盘或者固态电子盘（图2-12），是由控制单元和固态存储单元（DRAM或Flash芯片）组成的硬盘。固态硬盘的存储介质分为两种，一种是采用闪存（Flash芯片）作为存储介质，另一种是采用DRAM作为存储介质，目前绝大多数固态硬盘采用的是闪存介质。存储单元负责存储数据，控制单元负责读取、写入数据。由于固态硬盘没有普通硬盘的机械结构，也不存在机械硬盘的寻道问题，因此系统能够在低于1毫秒的时间内对任意位置存储单元完成输入/输出操作。

固态硬盘相比机械硬盘具有以下优点。

优点一：存取速度快。固态硬盘没有磁头，采用快速随机读取，延迟极小，无论是启动系统还是运行大型软件，固态硬盘的速度相比主流机械硬盘都有了质的飞跃。

优点二：防震抗摔。固态硬盘内部不存在任何机械活动部件，不会发生机械故障，也不怕碰撞、冲击、振动，即使在高速移动甚至伴随翻转倾斜的情况下也不会影响正常使用，在笔记本电脑发生意外掉落或与硬物碰撞时能够将数据丢失的可能性降到最小。

优点三：发热低、零噪声。由于没有机械马达，闪存芯片发热量小，工作时噪声值为0分贝。

优点四：体积小。相比传统的机械硬盘，固态硬盘体积更小，重量更轻，更方便携带。

固态硬盘的缺点如下。

缺点一：成本高，容量小。相比机械硬盘，一般的固态硬盘容量小得多，价格方面也较昂贵，目前一个固态硬盘的价格是机械硬盘的3～5倍。

缺点二：寿命相对短。一般闪存的固态硬盘写入寿命为1万～10万次，特制的可达100万～500万次，但固态硬盘在系统的写入上会很容易超过这个数量。

缺点三：可靠性相对低。固态硬盘数据损坏后是难以修复的，目前的数据修复技术基本不可能在损坏的芯片中恢复数据，而在机械硬盘中还能挽回一些数据。

随着用户对固态硬盘需求的扩大和闪存芯片制作工艺的提升与技术的成熟，硬盘价格会逐步降低，寿命也会大大增加。在未来一段时间，固态硬盘将与机械硬盘共存，但最终固态硬盘会取代机械硬盘。

④光盘：与磁盘相比，光盘是通过光盘驱动器中的光学头用激光束来读写的。用于计算机系统的光盘主要有只读光盘（CD-ROM）、一次写入光盘CD-R（CD-recorder或CD-recordable）、可擦写光盘CD-RW（CD-rewritable）、DVD光盘和蓝光光盘（blue-ray disc）。光盘与光盘驱动器如图2-13所示。

光驱依靠激光的投射与反射原理来实现数据的存储与读取。光驱的主要技术指标是倍速。光驱信息读取的速率标准是150kB/s，光驱的读写速率=速率×速率倍速系数，如40倍速光驱是指光驱的读取速率为150kB/s×40=6000kB/s。目前常用的光驱倍速是8倍速、16倍速、24倍速、40倍速、48倍速、52倍速。

刻录机用光盘可分为CD-R光盘和CD-RW光盘两种。CD-R只能一次写入资料，CD-RW盘片可以反复多次刻录资料，但擦写次数一般都是有限的。CD-R刻录机的读取速度一般为40倍速、48倍速、52倍速或更高，而写入速度通常为16倍速或40倍速。

DVD技术在标准确认之初的全名为digital video disc，因DVD的涵盖规模已超过当初设定的视频播映范围，因此后来有人提出了新的名称：digital versatile disc，即用途广泛的数字化存储光盘媒体，可译为“数字多功能光盘”或“数字多用途光盘”。它集计算机技术、光学记录技术和影视技术等为一体，目的是满足人们对大存储容量、高性能存储媒体的需求。DVD光盘不仅已在音/视频领域得到广泛应用，而且将会带动出版、广播、通信等行业的发展。

⑤移动存储器：移动存储器体积小、容量大、读写速度快、操作简单，不需要专门的驱动器，使用方便。常见的移动存储器有闪速存储器（flash memory，简称U盘）和移动硬盘两种，如图2-14所示。

U盘：也称为优盘或闪盘，存储量从2GB到256GB之间，通过微机的USB接口连接，可以带电热插拔。U盘中无任何机械式装置，抗震性能极强。因其具有操作简单、携带方便、容量大、用途广泛的优点，正在成为最便携的存储器件。

移动硬盘：体积稍大，携带方便，而且容量比U盘更大，一般在数百GB到数TB，可以满足大量数据的存储和备份，也逐渐成为重要的数据存储设备。

（4）输入设备　输入设备是向计算机输入数据和信息的设备，是用户和计算机系统之间进行信息交换的主要装置之一。计算机能够接收各种各样的数据，既可以是数值型的数据，也可以是各种非数值型的数据，如图形、图像、声音等都可以通过不同类型的输入设备输入到计算机中。输入设备有鼠标、摄像头、扫描仪、手写笔、游戏杆、语音输入装置等。

①键盘：键盘是字符和数字的输入装置，是一种最基本的输入设备。键盘的种类繁多，目前常见的有101键、102键和104键的键盘，键盘的基本形状如图2-15所示。键盘可划分为主键盘区、功能键区、光标控制键区、小键盘数字区。有些厂家还增加一些特殊的功能键，比如上网键、关机键等。

主键盘区：也称为打字键区，一般与通常的英文打字机键相似，包括字母键、数字键、符号键和控制键等。其中，控制键又由“Shift”键、字母锁定键“CapsLock”、制表键“Tab”、退格键“Backspace”、回车键“Enter”、空格键、换码键“Esc”、控制组合键“Ctrl”和“Alt”、Windows徽标键等组成。

功能键区：功能键F1～F12也称可编程序键，可以编制一段程序来设定每个功能键的功能，不同的软件可赋予功能键不同的功能。

光标控制键区：也称编辑控制键区，包括删除键“Delete”、插入键“Insert”、暂停键“Pause”、屏幕复制键“PrintScreen”等。

小键盘数字区：主要用于数字的连续输入和其他的控制操作。

②鼠标：鼠标是一种流行的输入设备，它可以方便准确地移动光标进行定位，因其外形酷似老鼠而得名。

目前常用的鼠标为光电式鼠标。其对光标进行控制的是鼠标底部的两个平行光源，当鼠标在特殊的光电板上移动时，光源发出的光经反射后转化为移动信息，控制光标移动。光电鼠标不容易磨损，能在大部分的物体表面上工作。

比较新颖的鼠标有无线鼠标和3D振动鼠标。无线鼠标使用户摆脱了电线的束缚，操作空间更加自由，只要无线鼠标和主机的距离在有效距离（数米）之内即可正常工作。无线鼠标如图2-16所示。3D振动鼠标是一种新型的鼠标器，它不仅可以当作普通鼠标器使用，而且具有全方位立体控制能力和振动功能，即触觉回馈功能。

常用的有双键和三键鼠标，还有的在双键鼠标两键中间设置了一个或两个（水平、垂直）滚轮，滑动滚轮为快速浏览屏幕窗口信息提供了方便。

③扫描仪：扫描仪是一种计算机外部仪器设备，是通过捕获图像并将之转换成计算机可以显示、编辑、存储和输出的数字化输入设备，如图2-17所示。

扫描仪对目标进行光学扫描，然后将光学图像传送到光电转换器中变为模拟电信号，又将模拟电信号变换成数字电信号，最后通过计算机接口送至计算机中。在扫描仪获取图像的过程中有两个元件起到关键作用，一个是电荷耦合器件（charge coupled device，CCD），它将光信号转换成电信号；另一个是模数（A/D）变换器，它将模拟电信号转换成数字电信号。这两个元件的性能直接影响扫描仪的整体性能。

分辨率是扫描仪最主要的技术指标，它表示扫描仪对图像细节的表现能力，即决定了扫描仪所记录图像的细致度，其单位为PPI（pixels per inch），通常用每英寸长度上扫描图像所含有像素点的个数来表示。目前大多数扫描仪的分辨率在300～2400PPI。PPI数值越大，扫描的分辨率越高，在一定范围内，扫描图像的品质越高。

灰度级表示图像的亮度层次范围。级数越多，扫描仪图像亮度范围越大，层次越丰富，目前多数扫描仪的灰度为256级。

色彩位数表示彩色扫描仪所能产生颜色的范围，通常用表示每个像素点颜色的数据位数即比特（bit）表示，越多的比特位数可以表现越复杂的图像信息。

此外，扫描速度也能体现扫描仪的性能差异。扫描速度与分辨率、内存容量、存取速度以及显示时间、图像大小有关，通常用指定分辨率和图像尺寸下的扫描时间来表示。

④手写笔：手写笔一般由两部分组成，一部分是与电脑相连的写字板，另一部分是在写字板上写字的笔。手写板上有连接线，接在电脑的串口，有些还要使用键盘孔获得电源，即将其上面的键盘口的一头接键盘，另一头接电脑的PS/2输入口。现在的手写笔内安装了电池，并采用了一些特殊技术，不需要连接到写字板，称为无线手写笔。

因为不需要学习输入法，手写笔对于不喜欢使用键盘或者不习惯使用中文输入法的人来说是非常有用的。手写笔还可以用于精确制图，例如可用于电路设计、CAD设计、图形设计、自由绘画等。

⑤数码相机：数码相机（图2-18）是一种利用电子传感器把光学影像转换成电子数据的照相机，它的出现改变了以往将图像输送到计算机的方法，拍摄的照片自动存储在相机内部的芯片或者存储卡中，然后通过一根串口缆线、USB缆线或者存储媒介本身输入计算机中。

数码相机的主要技术指标有CCD最大像素、变焦、镜头孔径和存储卡容量等。

⑥数码摄像机：简单地说，数码摄像机（图2-19）工作的基本原理就是光-电-数字信号的转变与传输，即通过感光元件将光信号转变成电流，再将模拟电信号转变成数字信号，由专门的芯片进行处理和过滤后得到的信息还原出来就是我们看到的动态画面了。

数码摄像机按照用途可分为广播级机型、专业级机型、消费级机型，按照存储介质可分为磁带式、光盘式、硬盘式、存储卡式。

此外，触摸屏、麦克风、摄像头等也作为输入设备被广泛应用于计算机。

（5）输出设备　输出设备是计算机的终端设备，用于把各种计算结果数据或信息以数字、字符、图像、声音等形式表示出来。常见的有显示器、打印机、绘图仪、影像输出系统、语音输出系统、磁记录设备等。

1）显示器和显示适配卡：显示器又称监视器（monitor），是计算机系统最常用的输出设备。它的类型很多，根据显像管的不同可分为三种类型：阴极射线管（CRT）显示器、液晶（LCD）显示器和发光二极管（LED）显示器。显示器的外观如图2-20所示。

目前常用的显示器是LCD显示器，即液晶显示器，优点是机身薄、占地小、辐射小。在显示器内部有很多液晶粒子，它们有规律地排列成一定的形状，并且它们每一面的颜色都不同，分为红色、黄色、蓝色。这三原色能还原成任意其他颜色，当显示器收到显示数据的时候，控制每个液晶粒子转动到不同颜色的面以组合成不同的颜色和图像。

此外，随着技术的发展，新一代LED显示器正在迅速崛起，它是一种通过控制半导体发光二极管的方式来显示各种信息的显示屏幕。LED显示器以色彩鲜艳、动态范围广、亮度高、寿命长、工作稳定可靠等优点成为更具优势的新一代显示媒体。

衡量显示器的好坏主要有两个重要指标：一个是像素点距，另一个是分辨率。

①点距：点距是相邻像素中两个颜色相同的磷光体间的距离。点距越小，显示出来的图像越细腻。

②分辨率：即屏幕图像的精密度，是指显示器所能显示的像素的多少。我们可以把显示器想象成一个大型的棋盘，而分辨率的表示方式就是每一条水平线的数据乘上垂直线的数据。以1024×768的分辨率来说，指在水平方向上有1024个像素，在垂直方向上有768个像素。乘积越大，分辨率就越高，图像就越清晰。常用的分辨率有1024×768、1280×1024等。

显示适配卡简称显示卡或显卡，是微机与显示器之间的一种接口卡。显示器必须配置正确的显卡才能构成完整的显示系统。显卡主要用于处理图形数据并传输给显示器而控制显示器的数据组织方式。显卡的性能决定显示器的成像速度和效果。

图2-21所示为一款某型号显卡的外观。

目前主流的显卡是具有2D、3D图形处理功能的AGP接口或PCI-E接口的显卡，由图形加速芯片（graphics processing unit，GPU，图形处理单元）、随机存取存储器（显存或显示卡内存）、数据转换器、时钟合成器以及基本输入/输出系统五大部分组成。

显示内存（简称显存）是待处理的图形数据和处理后的图形信息的暂存空间，当前常见的显存容量有512MB、2GB、4GB、8GB等。

2）声频卡与音响：声频卡（sound card或audio frequency interface）也叫声卡。它是计算机进行声音处理的适配器，功能是把电脑的数字信号转换成我们能听到的模拟信号。音响主要用于声音的输出，让用户可以听到声音效果。声卡和音响的外观如图2-22所示。

声卡有3个基本功能：一是音乐合成发音功能；二是混音器（mixer）功能和数字声音效果处理器（DSP）功能；三是模拟声音信号的输入和输出功能。声卡处理的声音信息在计算机中以文件的形式存储。声卡工作时应有相应的软件支持，包括驱动程序、混频程序（mixer）和播放程序等。

3）打印机：打印机也是计算机系统中常用的输出设备，可以分为撞针式（击打式）和非撞针式（非击打式）两种。

目前我们常用的打印机有点阵打印机、喷墨打印机和激光打印机3种。

①点阵打印机：又称为针式打印机，有9针、12针和24针三种。针数越多，针距越密，打印出来的字就越美观。目前针式打印机主要应用于银行、税务、商店等票据打印。

②喷墨打印机：它是通过喷墨管将墨水喷射到普通打印纸上而实现字符或图形的输出，优点是打印精度较高、噪声低、价格便宜，缺点是打印速度慢，墨水消耗量大，日常维护费较高。

③激光打印机：激光打印机具有精度高、打印速度快、噪声低等优点，已成为办公自动化的主流产品。激光打印机的一个重要指标是DPI（每英寸点数），即分辨率。分辨率越高，打印机的输出质量越好。

衡量打印机优劣的指标有三项：打印分辨率、打印速度和噪声。常见的打印机如图2-23所示。

4）3D打印机：3D打印（3D printing）其实是一种快速成形技术，以数字模型文件为基础，运用粉末状塑料、树脂、陶瓷、金属等可黏合材料，通过逐层打印的方式来构造物体。

每一层的打印过程分为两步。首先在需要成形的区域喷洒一层液态黏合剂，然后喷洒一层均匀的粉末，粉末遇到黏合剂会迅速固化黏结，这样在一层液态黏合剂一层粉末的交替下，实物被逐渐打印成形。也可以采用基于激光烧结技术的打印方式：按形状先喷洒一层粉末，然后通过激光高温烧结后，再喷洒一层粉末，再通过激光高温烧结，层层累加，打印出实物。

基于3D打印技术，完成3D打印工作的设备称为3D打印机（3D printer）。最早的3D打印机出现在20世纪80年代，近几年得到了广泛关注和快速发展。从长远来看，3D打印将会冲击基于车床、钻头、冲压机、制模机等工具的传统制造业。但从目前看，由于受到打印材料、打印性能、打印成本和打印速度等因素的制约，主要还是用于产品模型、设计样品、玩具、装饰品等的打印，还难以规模化打印实用产品。图2-24为某型号3D打印机。

5）绘图仪：绘图仪也是常用的输出设备。绘图仪在绘图软件的支持下可以在绘图纸上绘制精确度较高的图形，是各种计算机辅助设计与辅助制造不可缺少的工具。绘图仪一般是由驱动电机、插补器、控制电路、绘图台、笔架、机械传动等部分组成。绘图仪除了必要的硬设备外，还必须配备丰富的绘图软件。只有软件与硬件结合起来，才能实现自动绘图。绘图仪的性能指标主要有绘图笔数、图纸尺寸、分辨率、接口形式及绘图语言等。目前常见的绘图仪有笔架绘图仪、喷墨绘图仪和激光绘图仪等。

需要注意的是，辅助存储器（外存储器）可以将存储的信息输入到主机，主机处理后的数据也可以存储到辅助存储器（外存储器）中，因此辅助存储器（外存储器）设备既可以作为输入设备，也可以作为输出设备。 HnAwUCNEuO/FxzDVvtcYwxY1MZ/1WSR69tExiSEPsCTsj+mDZLNIuCqs/QYZ8kUi