電腦硬件的基礎知識【多篇】

什麼是硬件 篇一

“硬件（英文名Hardware），是計算機硬件的簡稱（中國大陸及香港用語，台灣作硬體），是指計算機系統中由電子，機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結構的要求構成一個有機整體為計算機軟件運行提供物質基礎。”

也就是説硬件是物理層面的，至少是你能看得到摸得着的東西，它是一種物質載體，物質基礎。廣義來説人類都是生活在物質基礎之上，你可以把所有你能看到的東西都統稱為硬件。當然狹義來説，一般我們所説的軟件和硬件指的是電子領域的。

軟件代碼也是人編寫的，我們所熟知的語言比如C、C++等都是通過編譯器翻譯成彙編語言，然後彙編語言通過彙編器翻譯成二進制機器語言，機器語言操控門電路完成相應的動作。

個人覺得，沒有硬件，軟件就沒有存在的意義，硬件是一切的基礎，這裏可以看出硬件設計是多重要。

但軟件和硬件又有明顯的區分，至少工作內容區別很大。按照行業內描述硬件屬於底層（一般稱為底層硬件），軟件稱為上層（軟件又分為：底層驅動、上層業務以及應用層等）。

如果非要舉個例子來説明軟件和硬件，那最好的例子就是人，硬件指人的軀體，而軟件指人的思維。

當然，對於非電子領域的人來説，很難想明白計算機是怎麼工作的，硬件是怎樣工作的，軟件是怎樣工作的，即使你知道都是0和1，但你沒做過相關工作，你發現不了其中的神奇之處。

其實你只要知道，軟件驅動硬件工作，驅動的激勵是什麼？是電訊號！硬件接收到的這個電訊號分為0和1，硬件的響應速度非常快，多快呢？

一般來説硬件設計指的是電路設計，這樣説是沒問題的，因為你所有的工作都是圍繞電路設計，最終的目標也是產出一個優秀的電路，能夠滿足各種要求，經歷各種考驗。但實際上我們要求的是產品，而不是單板。

計算機硬件運維的重要性和策略 篇二

1、計算機硬件維護原則

1.1、打造計算機良好的運轉氛圍

計算機工作環境的温度正常應為 18~30℃之間，太高或太低均會令機器加速老化，降低其使用時間。 所以，必須為計算機的運轉提供適宜的環境。①要確保温度適宜。計算機在應用當中，需擺在通風良好之處，如此可以令空氣流通，並且因為計算機顯示屏中的熒光物質對陽光照射十分敏感， 會令温度快速上升，所以需避免在陽光直射處擺放計算機。 ②需確保相對濕度。計算機工作的環境對濕度具有一定標準。太過潮濕的環境會令硬件發黴、電路板出點，以此在使用當中會出現斷路或短路的現象，所以，在應用當中需避免與水分乃至其他液體接觸。 乾燥的環境會令計算機產生靜電，導致部分硬件損壞，所以需避免陽光直射[1]。

1.2、預防到位可降低損耗

計算機硬件問題通常存在兩個原因： ①硬件自身品質問題；②計算機操作者操作問題。 所以，在實際應用當中，需依照有效預防的原則，以便將損耗降到最低。

計算機的穩定工作性能需做到以下兩點： ①操作者需具有良好的使用習慣。 在應用當中需細心維護，不要出現任意敲打鍵盤、用力拍打計算機等動作。 並且需加強細節的維護，不可忽略計算機正確的開機、關機動作，這些都可以成為延長計算機使用時間的重要方法。②做足檢測工作。計算機在運用當中，外部硬件設施問題較易觀察，所以，必須在運用過程中對外部設施的運轉情況進行檢測，之後在對其他設施進行檢測[2]。

1.3、硬件維護常識的掌握

在日常生活、學習、工作當中，計算機的作用已經愈發明顯，在大多數家庭中都可見到計算機。 在購買之前，則需以宏觀的`角度瞭解計算機，學習相應的硬件維護知識，令計算機產生問題時可以隨時進行維護，以免發生不必要的損失，確保計算機可以正常運轉。

2、計算機硬件維護的策略

硬件必須掌握的基礎知識 篇三

一、初級理論篇

1、高等數學和線性代數。這裏重點掌握微積分和矩陣，因為在後面的課程裏面將會大量用到這兩個東西，是基礎中的基礎。

2、大學物理。這裏很多東西其實在高中有學到，重點掌握電阻、電容、電感的特性和電生磁、磁生電的原理，其中麥克斯韋方程組將會在射頻、微波中有用到。

3、電路分析基礎。其實電路基礎的理論並不難，但是有些抽象的東西，是暫時不能很好地理解，比如説受控源（其實就是三極管），所以學完模電還要再回過頭來再看一遍。這裏重點掌握戴維南定理，不然後面沒法學。

4、模擬電子技術。這是電子專業的核心基礎課，至少學三遍，此外，學啃書是不行的，還得配合Multisim仿真軟件才能學好（實踐部分後面再介紹）。如果説電路基礎、高數當中的答案都是明確、唯一的，那麼模電的答案將是不明確、多樣化的，需要在實踐中權衡取捨，一定要把以前的思維轉變過來，不然後面沒法學。這門課全部都是重點，但是學完它，除了抄書上的電路，你仍然什麼都做不了，因為還需要其它方面的知識一起用才可以。這裏不得不提一下器件特性這個概念，沒有它將不能打開電路設計的大門，但是由於篇幅有限，以後再寫文章介紹。

5、數字電子技術。這門課相對於模電來説，要簡單很多很多。它把三級管搭成各種門電路、觸發器，以便於直接把數學知識運用起來，同時它也是FPGA的先修課，是硬件工程師向算法工程師（跟計算機的算法有很大區別）轉變的基礎。這門課全部都是重點，但是要真正掌握它，還是得學FPGA才可以。

6、電力電子技術。這裏講到晶閘管、IGBT和電力MOS管，都是用在強電領域的器件，是開關電源的先修課。可以説電源是硬件設計當中最關鍵的部分，一個電源設計得好不好，直接影響整個系統能否正常工作。其中整流、逆變、升壓、降壓電路，都是要重點掌握的。

二、中級理論篇

1、複變函數。這門課跟高數的微積分一樣，是一種數學工具。複數信號是物理不可實現的，但是為什麼需要複數？誠然，正弦波（包括餘弦，下同）有振幅、頻率和相位三要素，如何在一個圖上面表示振幅與頻率的關係或者相位與頻率的關係（方便觀察分析才需要這樣弄）？這就需要用到複數了，其中i或者j（因為電流的符號是i，所以才換成j，以防混淆）表示的就是方向，對應着極座標的向量。我們可以把複數轉成模和輻角的形式，想象一下，模就是時鐘的秒針，而輻角就是秒針轉動的角度，秒針轉一圈就是個圓，而把這個圓的各點按照出現的時間先後，重新描繪在直角座標系中，就是一個正弦波。這就意味着，用複數可以表示一個正弦波的三要素，振幅就是模（秒針的長短），相位就是秒針轉動的角度，頻率就是秒針轉動的快慢。想一下，如果用實數來表示正弦波的三要素，是不是很麻煩？這裏重點掌握留數、保形映射。

2、信號與系統。介紹如何利用數學建模去描述電路，就是這門課要研究的內容。什麼是信號？LED燈的亮滅、喇叭發出的聲音、天線感應的電磁波等，有實際用途的信息載體（包括聲、光、電、熱等）都是信號。什麼是系統？就是處理信息載體的東西（包括放大器、傳動裝置等）。系統是一種更為抽象的概念，可大可小，小到一個三極管，大到一個無線收發裝置，這些都要根據實際需求來確定，不能一概而論。這門課都是重點。

3、自動控制原理。自控原理是信號與系統的姐妹學科。介紹如何用數學建模的方法去分析電路，主要分析電路的穩定性。其中，波特圖、PID都是要重點掌握的。學懂這門課就可以用裏面的知識去分析一些較為複雜的帶運放的電路，這種電路用KCL和KVL是仍然很難解決。

4、高頻電子線路。高頻是模電的非線性部分。你會發現高頻裏面很多內容跟模電都差不多，也有放大器、振盪器、功放，但是這些電路用在更高的頻段，所以分析方法有所不同。模電的功底較為紮實的情況下，再學這門課，就不覺得難，因為它本身就是模電的擴展，而不是全新的領域。這門課都是重點，至少學三遍。

5、單片機。現在已經很少不用CPU的硬件電路了，而單片機正是最簡單的CPU，所以掌握單片機也是很有必要的。其中單片機的接口電路也是相當考驗你的硬件功底的。

6、電子測量技術。做硬件的經常要跟儀器打交道，學習測量技術，一方面讓你更能熟練地使用儀器，另一方面還能讓你做一些測量電路（配合單片機就可以運用在物聯網領域）。這裏會接觸很多新器件，大多都是傳感器，當然重點研究的還是電氣特性。這門課並不難，關鍵要多做實驗。

三、高級理論篇

1、信號完整性分析。可以説硬件工程師最大的敵人就是干擾，要解決這些干擾就得做好電磁兼容性設計，學好這門課，才可以畫出性能更優的PCB。

2、開關電源。學會設計電源電路，給自己的電路系統配上合適的電源，以及解決電源完整性問題，也是相當考驗硬件工程師的模電功底。

3、射頻電路設計。隨着科技的發展，電路的工作頻率將會越來越高，頻率升高會帶來各種各樣的難題，所以學會設計射頻電路也是很有必要的。

4、通信原理。掌握現代的通信技術，其中包括信息論基礎和各種調製方式都會在各種通信電路當中有用到。

5、集成電路原理與應用。可以説幾乎每塊電路板都會用到芯片，所以學習一下芯片的製造技術，將會讓你的硬件水平大大提高。

舉個簡單的案例，數字電位器裏面的電阻就是用MOS管構成的有源電阻，一定要上電，它才體現出電阻的特性，如果只使用模電的知識將無法理解這一現象。

四、總結

如果你認為這麼多書，怎麼看都看不完。那是以一種靜止、偏面的觀點來分析問題了。其實上介紹那麼多課，很多內容都是相通的。比如，數電裏面的移位寄存器，就是單片機裏面的串口收發器。模電裏面的放大器、振盪器，到了高頻、射頻，照樣講到，只是分析方法有點不同而已。

高頻裏面的AM、FM、PM，到了通信原理，照樣講到，此外，還提出了ASK、FSK、PSK這幾種雷同而且更為簡單的調製方式。電力電子技術裏面的直流斬波電路，就是開關電源的內容，只是擴展了一些內容而已。