个人电脑是什么

维基 问答 2022-05-11 01:37:50 阅读(...)

个人电脑(PC,普遍称为电脑)是在大小、性能以及价位等多个方面适合于个人使用,并由最终用户直接操控的计算机的统称。它与批处理计算机或分时系统等一般同时由多人操控的大型计算机相对。

个人电脑(Personal Computer,PC;普遍称为电脑)是在大小、性能以及价位等多个方面适合于个人使用,并由最终用户直接操控的计算机的统称。它与批处理计算机或分时系统等一般同时由多人操控的大型计算机相对。从台式机(或称台式电脑、桌面电脑)、笔记本电脑到小型笔记本电脑和平板电脑、智能手机及超级本等都属于个人电脑的范围。

PC 个人电脑 Personal Computer

历史

1962 年 11 月 3 日《纽约时报》在相关报导中首次使用“个人电脑”一词。

迪吉多公司 1965 年的 PDP-8 电脑是第一款小型商品化电脑,被认为是个人电脑的先驱,虽然重量笨重但已经可以勉强放于桌上,当时是集成电路尚未发明商用量产的时代,因此整台电脑以晶体管构成,且只能接受八条指令为基础编写程序,所以命名 PDP-8。

1968 年时惠普公司即把其产品 Hewlett-Packard 9100A 称为“个人电脑”。世界公认第一部个人电脑,为 1971 年 Kenbak Corporation 推出的采用 TTL 电路的 Kenbak-1。 第一部大量生产的个人电脑,则为 1971 年 Computer Terminal Corporation 所推出的 Datapoint 2200。

第一部大量生产的个人电脑,则为 1971 年 Computer Terminal Corporation 所推出的 Datapoint 2200。之后 Xerox Alto 这种非量产化的实验型电脑出现,这是首度针对私人公司设计且单人个人使用的电脑概念,并导入一些图形化接口概念,帮助电脑知识较低的人士使用,虽有浓厚商业构想但未正式量产,只做了几千台多数被赠与或卖给大学。

1973 年下半,法国工程师 François Gernelle 和 André Truong 所发明的 Micral 个人电脑,则为首部使用英特尔 8008 微处理器的商用个人电脑。之后王安电脑看到实用化商机,认为集成电路已经成熟,首先以取代打字机的文字处理电脑推出,震撼席卷市场市占率一度世界第一,电脑首度成为每个企业办公桌上的必备品,虽然日后王安在竞争中败给 IBM 的商业模型,但直到今日文字处理依然是电脑重大应用之一。

目前一般来说个人电脑在机型上分为常见的台式机与笔记本电脑。在系统上分别是

  • 微软开发 DOS/Windows 操作系统出售,众厂商以 IBM 制定的 IBM PC/AT 兼容硬件生产搭配 DOS/Windows。
  • 苹果电脑早期所开发的麦金塔演变而来 iMac 和 MacBook 的 macOS 系统,以及 iPhone 的 iOS 系统分出来 iPad 的 iPadOS 和 Apple Watch 的 watchOS 系统。
  • Linux 由林纳斯写下 Linux 内核公布后,在由众多公司(Google 也在其中)和电脑高手根据需求去写出 Linux 发行版。
  • Unix 和类 Unix,Unix(类 Unix)因为其安全可靠,Unix(类 Unix)一直是科学计算、大型机、超级电脑等所用操作系统的主流,也有微电脑发展如苹果电脑。
  • Google 的安卓兼容软硬件系统,除了手机系统开发目的 Android 系统以外,也积极开发电脑操作系统 Chromium OS 和 Chrome OS。

狭义来说,市面通称个人电脑是指前者(IBM 集成制定的 PC/AT),IBM PC/AT 标准由于采用 x86 开放式架构而获得大部分厂商所支持,成为市场上主流,因此一般所说的 PC 意指 IBM PC 兼容机,此架构中的中央处理器采用英特尔或者超微等厂商所生产的中央处理器。而台式机因采用开放式硬件架构,所以除了品牌外,自行组装的无品牌电脑也极度盛行。

东芝采用 x86 架构开发出世界第一部笔记本电脑。1983 年苹果推出第一款具有图形用户界面个人电脑 Lisa。尽管这款创新电脑在美国宇航局找到了订单,但由于售价高达当时的 1 万美元天价,加之运行速度慢,Lisa 在民用市场上并没有成功。1980 年代 IBM 推出以英特尔的 x86 的硬件架构及微软公司的 MS-DOS 操作系统的个人电脑,并制定以 PC/AT 为 PC 的规格。之后由英特尔所推出的微处理器以及微软所推出的操作系统发展几乎等同于个人电脑的发展历史。微特尔 Wintel 架构全面取代了 IBM 在个人电脑主导的地位。

计算机分类

按照大小和移动性分类:信息化时代的产物

  • 台式机:台式机(Desktop Computer)是个人电脑的一种,也称桌面计算机、台式电脑。
  • 笔记本电脑:笔记本电脑直译自英语 note computer 一词,随着电脑技术的发展,笔记本电脑的体积越来越小,重量越来越轻,而性能却越发强大。
    • 上网本:俗称 Netbook,形容一种低价、体积小、便携式和功能精简的小型笔记本电脑。
    • 超轻薄笔记本电脑:比起一般的笔记本电脑,超笔记本电脑的特色为体积较薄、重量较轻、引导快和拥有较久的电池续航力。
    • 平板电脑:一种小型的、方便携式带的个人电脑移动设备。允许用户通过手指头或触控笔来进行活动,而不是传统的键盘和鼠标。
  • 智能手机: 是属于一种潜力较小的计算机设备,智能手机可以当做是一个可以打电话及小型的平板电脑。它有定制的行动操作系统,可浏览网页和播放多媒体文件,也可通过安装应用软件、电子游戏等程序来扩展。
  • 超级移动电脑:是一种具有近似笔记本电脑(Laptop PC)的性能及掌上电脑(Pocket PC)体积的电脑。
  • 便携式电脑:其体积小、重量轻,方便携带,但不能如笔记本电脑一样能在没有外部电源供应的情形下使用。
  • 车用电脑:是一种用于汽车的嵌入式系统,可以提供多媒体娱乐、GPS 导航、游戏、上网、电话、汽车信息和故障诊断功能。
  • 工作站:是一种高端的微型电脑。它是为了个人用户使用并提供比同时代个人电脑更强大的性能,尤其是影像处理与多任务运算能力。
  • 服务器:服务器指: 一个管理资源并为用户提供服务的计算机软件,通常分为文件服务器,数据库服务器和应用程序服务器。 运行以上软件的计算机,或称为网络主机。
  • 工业电脑:工业电脑(Industrial PC,简称 IPC)主要是指用在是专供工业界使用的个人电脑,可作为工业控制器使用。工业电脑基本性能与兼容性与同样规格的商用个人电脑相差无几,但是工业电脑更多的防护措施,注重的部分在不同环境下的稳定, 如饮料生产线控制、汽车生产线控制等等,在恶劣的环境下要求稳定,如防尘、防水、防静电等。工业用电脑并不要求当前最高性能,只求达到符合系统的要求,需符合工业环境中的可靠性要求与稳定,否则用于生产线万一遇到电脑死机,则可能造成严重损失,因此工业用电脑所要求的标准值都有要求符合严格的规范与扩展性。
  • ECDIS:电子海图显示与信息系统(英语:ECDIS, Electronic Chart Display and Information System),是指符合有关国际标准的航用电子海图系统。它以计算机为核心,连接定位、测深、计程仪、雷达等设备,以 ENC(电子海图航道图)为基础,综合反映船舶行驶状态,为船舶驾驶人员提供各种信息查询、量算和航海记录专门工具,是一种专题地理信息系统(GIS)。

硬件

对于台式电脑而言,现在由于工业设计上各种防呆措施使具备少许的知识与经验后,普通人也可容易地将各电脑大部件组装起来,成可运作电脑。而不少人在购置电脑时也选择了可以自行选配硬件的组装电脑节省预算。

由于个人电脑产业发展迅速,因此硬件不断有升级必要。例如一部五六年前被认为是高端配置个人电脑,在今天看来其中央处理器、内存和周边设备速度、容量等都已落后,已很难顺畅运行部分的软件。而市场上主流操作系统软件(例如微软公司的 Windows)的每一次升级在带来新的便捷的同时,也对个人电脑硬件系统提出新的更高需求,要求硬件更新换代。通常而言存储器和一些外围设备(如显卡和磁盘存储器)较易升级,用户多数可以自己动手。为了升级计算机的处理能力等,自行更换处理器和主板也是一般人能做到。

个人电脑的硬件功能可以通过插到主板扩展槽的附加扩张界面卡来扩充。截至 2018 年,主要的标准系统总线有 PCI-E。个人电脑也可以通过添加额外的驱动器来升级(如光盘驱动器、硬盘、USB 等),标准的存储设备接口有 SATA、M.2、PCIe 以及 SAS。

机箱

计算机的许多硬件,如主板、硬盘和电源等,都安放与固定在机箱当中。机箱是一个相对封闭的空间,箱体一般由钢和铝等金属制成(其他材料亦可用,但不多见),同时设有许多通风口,以促进箱内空气流动,防止内部温度过高。机箱的颜色、大小乃至形状等可根据内部硬件之实际需要以及个人的喜好而变。

目前市场比较普遍的机箱规格有 ATX 规格和 Micro ATX 等 2 种,另外以 ITX 标准小型机箱也在流行趋势中。

主板

主板是计算机的主要电路板(PCB)。计算机的其他硬件一般直接插入到主板中来交换信息。主板通常由芯片组、BIOS、印表端口、各种周边设备连接端口(如网络端口、Audio、USB)、PS/2 键盘/鼠标接口和 PCIe/PCI 扩展插槽等组成。有时为了减小主板尺寸,节省成本也通过插到主板的子板来扩展更多扩展槽。现时主流的主板规格有 ATX 规格、MicroATX、Mini-ITX。

中央处理器

中央处理器,又称中央处理单元,简称处理器,是整个计算机系统中最重要的部件之一,控制整个电脑主要的算术逻辑单元(arithmetic logic unit,简称 ALU),使得计算机程序和操作系统可在它上面执行,其性能直接影响计算机系统的工作效率。不同类型的中央处理器安装到主板上不同类型的插座中(英特尔的处理器插座包括 LGA 1366、LGA 1150、LGA 1151 等,AMD 则使用 Socket FM2+、Socket AM1 、Socket AM3+ 、Socket AM4 等)。

大多数 IBM PC 兼容机/标准 x86 PC 使用 x86-架构的处理器,他们主要由英特尔和超微半导体两家公司生产,此外威盛电子或者全美达也有参与中央处理器的生产(但是威盛电子已经退出 PC x86 处理器与 PC 芯片组业务)。与 IBM PC 兼容机不同,在 2006 年之前苹果电脑所使用的处理器一直是 IBM PowerPC RISC,之后的苹果电脑开始转而采用英特尔 x86 处理器,2020 年苹果推出自家中央处理器 M1,苹果采用 ARM 架构并且 CPU+GPU+RAM 做在同一颗芯片。

主存

主存即 RAM,亦时常被称为“内存”,属于电脑存储器的一种,是计算机的“短期临时存储器”,用于存放当前正在执行的程序以及目前所需的数据等。它的读写速度远高于硬盘驱动器或光盘驱动器之类的外部存储设备,但当系统关闭或无电源供应的时候,其中的资料会丢失。

在个人电脑中,随机存取存储器的规格包括 DDR、DDR2、DDR3 及 DDR4,在显卡上则还有 GDDR4 及 GDDR5。而随机存取存储器随着系统支持,可利用双通道或者三通道技术让带宽变大,进一步加快资料传输速率。存储器容量的大小与性能是影响整个计算机系统运行效率的重要因素之一。

电源供应器

电源供应器属外设之一,作用为将家用交流电源转换为个人电脑硬件所需的直流电。电源供应器的功率应满足电脑各部件的需要,否则或会影响到整个系统的性能。许多老旧电脑出现的问题都归咎于老化或有缺陷的电源供应器运作时会出现过热现象或无法提供稳定电流和电压等。

显卡

显卡,是电脑显示图像的重要器件,它负责处理 CPU 发送来的图像指令和数据,并将处理后的结果输出至显示器,以最终形成图像。随时代发展,显示芯片的运作性能亦获取了长足的提升。

目前主要的 GPU 生产厂商包括 Nvidia 和 AMD 和 Intel 等。此外在 Nvidia 近几年的平台上,出现了一种不同于以往集成显卡的核心显示芯片。因为该芯片集成在 CPU 中,发热量明显要小于之前的集成显卡。而类似地,在 AMD 推出的 APU 上,显示核心亦是被内置到了 CPU 中。Intel 生产 GPU 主要是用在自家 CPU 上的核芯显卡,显卡的产品规模不如前两家,但也开始开发并设计独立显卡。

显示器

又称监控器、屏幕等,是电脑的图像显示设备,一般独立于机箱。被广泛应用于电脑上的显示器主要平板显示器(如液晶显示器),CRT 显示器已经被市场淘汰。

键盘

键盘是电脑的重要输入设备之一,是向电脑输入文本及其他数据的首要方式。现代个人电脑标准键盘一般有 107 个按键,多沿用打字机所采用的 QWERTY 布局,只是新增了功能键、方向键等电脑所需的键,有的键盘还设有一些额外的功能键。键盘的每个键上均有标明其所对应的字母、数字或功能。在用键盘向计算机输入数据时,通常一次只需按一个键,但也可能需要同时按下多个键,亦即组合键。各个按键所对应的功能不是固定的,许多程序都会对键盘各键的功能重新定义,实际操作时需重新记忆。

鼠标

鼠标是一种小巧、可滑动的设备,也是当代电脑重要和十分常见的输入设备之一。在图形用户界面上,用户通过滑动和点击鼠标等操作可向电脑输入命令和数据。鼠标可通过 USB 和 PS/2 接口与电脑相连,有的鼠标还可以通过蓝牙连接。

早期的鼠标(及苹果电脑鼠标)只有一个按键,而现在则有两或三个以上,其中或包括一个滑轮,可以进行的操作包括移动、单击、双击、拖拽等。

外部存储媒体

硬盘是用于存储数据资料最基本和最重要的部件之一。与内存不同,其中的数据资料在断电之后不会消失。广义的硬盘是指包括机械硬盘和固态硬盘在内的大容量外部存储设备。狭义的硬盘通常指与固态硬盘相对的机械硬盘。其他外部存储设备包括但不限于闪存盘、软盘(已经过时)和光盘。

机械硬盘

机械硬盘(Hard Disk Drive, HDD)的运作基本原理是经由马达带动内部的盘片(表面涂有磁性物质)高速旋转,再利用读取头写入与读取资料(电磁铁原理)。随着制造技术的进步,马达转速愈来愈高,可以加快资料访问速度,以 SATA 与早年的 IDE 大多为 7200 转/分的机械硬盘,SAS/SCSI 的可达到 15000 转/分(但是 10K/15K 转速的硬盘噪音很大,通常用于服务器/工作站)。另外、随着垂直写入技术的发展,硬盘容量亦愈来愈大,现时 3.5 吋的机械硬盘最大容量已经来到 8~10TB。机械硬盘依大小可分为 3.5 吋(台式机主流)、2.5 吋(笔记本电脑主流)、1.8 吋(UMPC 等移动电脑使用),现今机械硬盘市占率持续下降,慢慢会被固态硬盘给取代。

固态硬盘

固态硬盘(Solid State Disk、Solid State Drive,简称 SSD),是一种基于闪存技术的存储媒体。不像传统硬盘是以磁性媒体做为存储的媒体,因此也无需碟片与马达相关零件,因此不会有马达旋转时所造成的噪音。优点是高速访问、低功耗、抗震动,目前容量价格比仍是其缺点,但随着固态硬盘的不断发展,固态硬盘的容量已有实用性,价钱明显下滑之下,已为传统硬盘市场制造危机。固态硬盘采用标准 2.5 吋 SATA 接口和长短不一的 M.2 接口还有 M.2 PCI Express 接口,完全兼容于主流个人电脑设备。

软式磁盘驱动器

软式磁盘驱动器,是以往个人电脑的重要设备之一,可插入可移动式的软盘。 2000 年前由于价格便宜,并且为当时系统恢复及升级 BIOS 时必备的工具,因而在大多数电脑上都有装备。然而软盘容量小,稳定性不佳,现时已几乎被闪存所制成的 USB 碟取代。在现代的个人电脑上已被淘汰。

光盘驱动器

光盘驱动器依其能够读取或读写的光盘,常见的主要分为 CD 光盘驱动器、DVD 光盘驱动器与 BD 光盘驱动器这 3 类。再细分为只读的光盘驱动器、刻录器、Combo 光盘驱动器(CD-RW 刻录与 DVD-ROM 只读)也是受到 USB 碟的冲击,在现代电脑上逐渐淘汰。

其他

  • U 盘
  • 磁光盘
  • 移动硬盘、硬盘盒

其他硬件

通信

  • 有线网卡
  • 无线网卡

多媒体

  • 麦克风
  • 耳机、扬声器
  • 摄像头

其他

  • 打印机
  • 扫描仪
  • 读卡器

软件

操作系统

操作系统用于管理与控制计算机资源,并可让用户通过各种程序使用这些资源。它是计算机运行的平台以及应用软件的基础。目前 PC 市场上占有率最高的是微软所推出的 Windows 系列,其次是苹果公司推出的 macOS,再来是有开放源代码的 Linux 和类 Unix 系列的操作系统比如 FreeBSD 等。

Microsoft Windows

Microsoft Windows 是微软公司所推出的一系列操作系统。1985 年 11 月微软推出了一个名为“Windows”的拥有图形用户界面(GUI)的作业环境,这之后,又相继推出了不同版本的 Windows。目前最新的 Windows 操作系统是 Windows 10 和 Windows Server 2019,目前市场占有率最高的是 Windows 10。Microsoft Windows 在个人电脑领域有压倒性的优势,全球约 90%的个人电脑运行 Microsoft Windows(各个版本加起来的总和)。

macOS

macOS 是苹果公司研发和推出的一系列操作系统,macOS(/ˌmækʔoʊˈɛs/;2011 年及之前称 Mac OS X,2012 年至 2015 年称 OS X)是苹果公司推出的基于图形用户界面操作系统,为麦金塔(Macintosh,简称 Mac)系列电脑的主操作系统。

Chrome OS 与 Chrome OS Flex 和 Chromium OS

Chrome OS 是由 Google 设计基于 Linux 核心的操作系统,并使用 Google Chrome 浏览器作为其主要用户界面。因此 Chrome OS 主要支持 Web 应用程序,2016 年起开始陆续兼容 Android 应用程序(可通过 Google Play 商店下载),在此之前 Google 都只在装在套装笔记本电脑和套装桌电上并不开放一般用户安装,一般用户只能买套装电脑或是使用业余玩家开发的 Chromium OS 安装,2020 年 Google 于收购了 Neverware,并在 2022 年 2 月发布基于 CloudReady 的 Chrome OS Flex,正式开放给一般用户安装。目前 Chrome OS 是市场第二欢迎的操作系统

GNU/Linux

Linux 最开始是芬兰黑客 Linus Torvalds 开发的内核,后来结合 GNU 计划组成 GNU/Linux,各个部分由不同人协作结合而成,以 GPL 开放源代码,可自由使用以及在 GPL 下进行修改以及分发。

严格而言 Linux 只是指内核。一个完整的 GNU/Linux 发行版由 Linux 内核、桌面环境(例如 GNOME、KDE)及其他应用软件(GNU 计划开发的软件为主)组成。

GNU/Linux 有数量众多的发行版,现时最流行的 GNU/Linux 发行版都是基于 Debian,如 Ubuntu 及 Linux Mint。还有 Fedora、CentOS 等。OpenSUSE 也是一个较多人使用的 GNU/Linux 发行版。

维基百科就是托管于运行 Ubuntu 的服务器上。GNU/Linux 在超级电脑、服务器、Mainframe(大型机)上的市场占有率很高,在台式机上的市场占有率很低,远不及 MS Windows 及 Mac macOS,但正在稳定抬升。

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