1.2 计算机外部构造
计算机的硬件并不复杂,常见的台式机一般包括主机、显示器、键盘、鼠标等设备,为了需要还可以配备其他外部设备,如音箱、摄像头等。
1.2.1 主机
通常把CPU、内存、输入/输出接口组成的子系统称为主机。从外观上看,主机是一个长方形的盒子,它是计算机主要的运作中心,里面有计算机运行所需的各种零件。图1-1和图1-2分别为计算机主机的正面和背面。
主机的正面有电源开关、复位按钮、光驱等,在主机的背面有一些用于连接外设的插孔和接口,有并口(或称之为IEEE1284、Centronics接口)、串口(或称之为RS-232接口)和USB接口。目前,并口主要作为打印机端口,连接打印机、扫描仪。串口主要用于连接显示器。USB接口主要用于连接U盘、移动硬盘等USB设备。
图1-1
图1-2
1.2.2 显示器
显示器是计算机最重要的输出设备,通过数据线与计算机主机中的显示适配器(显卡)相连,两者组成计算机的显示输出系统。显卡是主机与显示器之间的桥梁,负责将计算机内部输出的信号转换成显示器能够接收的信号。
1.显示器的分类
从外形来看,目前市场上常见的显示器可分为CRT显示器和LCD显示器两种,目前LCD材质的液晶显示器成为主流。从应用来看,一般分为专业级显示器和普通办公家用显示器。不论是CRT还是LCD,专业显示器价格要高出很多,在分辨率和色彩准确度等方面,也要强很多。
2.认识显示器的相关参数
(1)显示器尺寸
显示器的尺寸大小是指显像部分的对角线的长度(见图1-3),单位是英寸(1英寸=2.54厘米)。目前主流的显示器是19英寸的,当然,要是购买显示器主要为了诸如图形设计等应用,可以考虑选择尺寸比较大的显示器,比如,24英寸和27英寸的显示器。
图1-3
(2)分辨率(Resolution)
分辨率是一个定义画面解析度的标准,是由每帧画面的像素来确定的。例如,800×600分辨率中的800指水平显示的像素个数,600指垂直扫描像素数,说得简单、形象一点,就是在800×600分辨率下,每幅画面由水平方向上的800个点和垂直方向上的600个点组成。
LCD显示器是通过液晶像素实现显示的,由于液晶像素的数目和位置都是固定不变的,所以液晶只有在标准分辨率下才能实现最佳显示效果,而在非标准的分辨率下则由LCD内部的芯片通过插值算法计算而得,因此画面会变得模糊不清。LCD显示器的标准分辨率根据LCD的面板尺寸而定,一般来说,15英寸LCD的标准分辨率为1024×768,17、19英寸普屏LCD的标准分辨率为1280×1024,17、19英寸宽屏LCD的标准分辨率为1440×900,20、22英寸宽屏LCD的分辨率为1680×1050。
(3)响应时间
响应时间是LCD显示器的一个重要指标,它是指各像素点对输入信号反应的速度,即像素由暗转亮或由亮转暗的速度,其单位是毫秒(ms)。响应时间越小越好,如果响应时间过长,在显示动态影像(特别是在看DVD、玩游戏)时,就会产生较严重的“拖尾”现象。目前大多数LCD显示器的响应速度都在10ms以下,一些中、高端产品反应速度已经达到5ms甚至2ms。
(4)亮度和对比度
亮度是以cd/m2为测量单位,通常在液晶显示器规格中都会标示亮度,而亮度的标示就是背光光源所能产生的最大亮度。一般LCD显示器都有显示300cd/m2亮度的能力,更高的甚至达800cd/m2以上。亮度越高,适应的使用环境也就越广泛。目前提高亮度的方法有两种,一种是提高LCD面板的光通过率;另一种是增加背景灯光的亮度,即增加灯管数量。
注意:较亮的产品不见得就是较好的产品,亮度是否均匀才是关键,这在产品规格说明书里是找不到的。亮度均匀与否和光源及反光镜的数量与配置方式息息相关,离光源远的地方,其亮度必然较暗。
(5)信号输入接口
LCD显示器一般使用两种信号输入方式:传统模拟VGA的15针状D型接口(15 pin D-Sub)和DVI输入接口,如图1-4所示。为了适合主流的带模拟接口的显卡,大多数的LCD显示器均提供模拟接口,显示器内部将来自显卡的模拟信号转换为数字信号,由于在信号进行数模转换的过程中,会有若干信息损失,因而显示出来的画面字体可能有模糊、抖动、色偏等现象发生。现在有的显示器还会有高清电视机上使用的HDMI接口和更为专业场合使用的DP接口。限于篇幅,读者可在网络中搜索相关技术资料。
图1-4
(6)LCD的坏点
LCD显示器最怕的就是坏点。所谓坏点,就是不管显示器所显示出来的图像如何,LCD上的某一点永远显示同一种颜色,坏点包括亮点(该点一直是白色)、暗点(该点一直是黑色)和彩点(该点一直是绿色、蓝色或者其他颜色)。检查坏点的方式相当简单,只要将LCD显示器的亮度及对比调到最大(让显示器成全白的画面),或者调成最小(让显示器成全黑的画面),就可以轻易找出无法显示颜色的坏点。
1.2.3 键盘
键盘是最常用也是最主要的输入设备。通过键盘,使用者可以将英文字母、数字、标点符号等输入计算机,从而向计算机发出命令、输入数据等。
常规的键盘有机械式和电容式两种。机械式键盘最早被采用,一般利用类似金属接触式开关的原理,使触点导通或断开,其具有工艺简单、维修方便、手感一般、噪声大、易磨损的特点。大部分廉价的机械键盘采用铜片弹簧作为弹性材料,铜片易折损且易失去弹性,使用时间一长,故障率就会升高,现在已基本被淘汰。取而代之的是电容式键盘,它基于电容式开关设计,原理是通过按键改变电极间的距离,产生电容量的变化,暂时形成震荡脉冲允许信号通过。理论上这种开关是无触点非接触式的,磨损率极小甚至可以忽略不计,也没有接触不良的隐患,具有噪声小、容易控制手感、质量好的特点,但工艺较机械结构复杂。
键盘按外形可分为标准键盘和人体工程学键盘,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分开,并形成一定角度,使操作者不必有意识地夹紧双臂,保持一种比较自然的形态,这种设计的键盘被微软公司命名为自然键盘(Natural Keyboard),如图1-5所示,对于习惯盲打的用户可以有效地减少左右手键区的误击率。有的人体工程学键盘还有意加大常用键(如空格键和回车键)的面积,在键盘的下部增加护手托板,给手腕以支持点,减少由于手腕长期悬空导致的疲劳。这些都可以视为人性化的设计。
图1-5
近几年内又出现了多媒体键盘,它在传统的键盘基础上又增加了不少常用快捷键或音量调节装置。这些多媒体按键(快捷键)使PC操作进一步简化。使用这样的键盘收发电子邮件、打开浏览器、启动多媒体播放器等只需按特定键即可。
1.2.4 鼠标
“鼠标”是“鼠标器”的简称,英文名为“Mouse”。鼠标的使用是为了使计算机的操作更加简便,代替键盘那些烦琐的指令。目前市场上流行的鼠标主要有3种,机械滚轮鼠标(半光电鼠标)、轨迹球鼠标和光电鼠标。每种鼠标在特点、用途和选购上都稍有不同。
1.机械滚轮鼠标
机械滚轮鼠标是一种光电和机械相结合的鼠标(见图1-6)。其原理是紧贴着滚动橡胶球有两个互相垂直的传动轴,轴上有一个光栅轮,光栅轮的两边对应着有发光二极管和光敏三极管,当鼠标移动时,橡胶球带动两个传动轴旋转,而这时光栅轮也在旋转,光敏三极管在接收发光二极管发出的光时被光栅轮间断地阻挡,从而产生脉冲信号,通过鼠标内部的芯片处理之后被CPU接收,信号的数量和频率对应着屏幕上的距离和速度。随着光电鼠标的流行,机械滚轮鼠标已经逐渐被淘汰了。
2.轨迹球鼠标
轨迹球鼠标多用于专业领域。轨迹球鼠标的工作原理和内部结构与机械滚轮鼠标类似,只是改变了滚轮的运动方式,其球座固定不动,直接用手拨动轨迹球来控制鼠标箭头的移动,如图1-7所示。轨迹球外观新颖,可随意放置,用习惯后手感也不错。而且即使在光电鼠标的冲击下,仍有许多设计人员垂青于轨迹球鼠标的精准定位。
3.光电鼠标
光电鼠标(见图1-8)按照其年代和使用的技术可以分为两代,共同的特点是没有机械滚轮鼠标的鼠标滚球。第一代光电鼠标由光断续器来判断信号,最显著的特点就是需要使用一块特殊的反光板作为鼠标移动时的垫子。
图1-6
图1-7
图1-8
目前市场上的光电鼠标都是第二代光电鼠标。第二代光电鼠标的原理很简单,其使用的是光眼技术,这是一种数字光电技术,较之以往的机械滚轮鼠标完全是一种全新的技术。光电鼠标是目前的主流鼠标,鼠标市场基本上已经被光电鼠标所垄断了。
鼠标重要的一个技术参数是其接口类型。鼠标按接口类型可分为串口鼠标、PS/2鼠标、USB鼠标三种。串行鼠标通过串口与计算机相连,有9针接口和25针接口两种,目前已经完全被淘汰。PS/2鼠标通过一个6针微型DIN接口与计算机相连,它与键盘的接口非常相似,键盘接口一般为紫色,鼠标接口一般为绿色,使用时注意区分。USB鼠标是连接在计算机的USB接口上,即插即用,使用最为方便。
1.2.5 音箱
现在因为很多人利用计算机来观赏影片、玩网络游戏,因此对于声音效果也就越来越讲究。音箱(见图1-9)是将电信号还原成声信号的一种装置,主机的声音通过声卡传送给音箱,再由音箱表达出来,因此在多媒体计算机中,多媒体音箱与显示器有着同样重要的地位,它们都是与人们进行信息交换的重要窗口。
音箱在计算机网络中这个设备重要度不高,所以本书忽略其技术参数的详细介绍,感兴趣的读者,请上网搜索,也是一种学习方式。
图1-9
1.2.6 摄像头
摄像头(Camera,见图1-10和图1-11)又称为计算机相机、计算机眼等,它是一种视频输入设备,人们可以通过摄像头在网络中进行有影像、有声音的交谈和沟通。
图1-10
图1-11
利用摄像头我们可以和远隔万里的朋友进行面对面的沟通,也可以组建可视电话网络等,选购摄像头主要注意两个重要技术指标,它们是像素值和分辨率(注意应该是光学分辨率)。像素值越高意味着其产品的解析图像能力越强。早期产品像素值一般在10万左右,由于技术含量低已被市场所淘汰。当前入门级产品的像素值一般在30万~35万范围内;而主流产品像素值一般为130万以上。分辨率是摄像头辨别图像的能力。目前,摄像头所给出的分辨率一般都在640×480像素以上。