笔记本电脑硬件原理概述(080829)

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笔记本电脑硬件原理概述
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20080827
笔记本电脑概述 膝上型(Laptop)电脑,英文又可以称之为“Notebook”,俗称笔记 本电脑。笔记本电脑是桌面电脑(Desktop)的微缩与延伸产品,也是电脑 使用者对电脑产品更高需求的必然产物。其主要优点:体积小、重量轻、携 带方便,超轻超薄是其的主要发展方向之一,它的性能会越来越高,功能会 更加丰富。 笔记本电脑凭借其便携性的特点,自诞生起,就在PC (Personal Computer)市场上占有一席之地。尽管早期的笔记本电脑“厚度”如砖头, 跟今天的超轻、超薄的“本本”不可同日而语,但它毕竟可以让使用者方便 的抱着走了,使得“移动办公”成为可能,这是桌面电脑无法做到的。
典型产品型号外观:
2.光驱介绍: 光驱全称为,光学驱动器(Optical Disk Drive,简称ODD),其作 为主机读写光盘介质信息的“转换器”,负责将各类光学存储信息转换成 计算机系统能够识别的电信号。笔记本电脑专用光驱,主要包括: CD-ROM、DVD-ROM、Combo、 DVD-RW、DVD+RW、DVD+_RW、 DVD-Dual和DVD-Super Multi(即通常所说的Rambo)等光驱型号。 引用“CD-ROM光驱:又称为致密盘只读存储器,是一种只读的光存储 介质。它是利用原本用于音频CD的CD-DA(Digital Audio)格式发展起 来的。 DVD光驱:是一种可以读取DVD碟片的光驱,除了兼容DVD-ROM, DVD-VIDEO,DVD-R,CD-ROM等常见的格式外,对于CD-R/RW, CD-I,VIDEO-CD,CD-G等都要能很好的支持。 COMBO光驱:“康宝”光驱是人们对COMBO光驱的俗称。而COMBO 光驱是一种集合了CD刻录、CD-ROM和DVD-ROM为一体的多功能光存 储产品。 刻录光驱:包括了CD-R、CD-RW和DVD刻录机等,其中DVD刻录机又 分DVD+R、DVD-R、DVD+RW、DVD-RW(W代表可反复擦写)和 DVD-RAM。刻录机的外观和普通光驱差不多,只是其前臵面板上通常都 清楚地标识着写入、复写和读取三种速度。”
目前笔记本硬盘标准产品的盘片直径有2.5和1.8英寸两种,前者是当今笔 记本电脑的主流产品,盘体厚度通常为9.5mm,远低于3.5英寸的桌面电脑 硬盘;从硬盘接口的传输界面上区分,通常又可以分为:IDE (Integrated Drive Electronics)和SATA (Serial ATA)传输界面两种;2.5英寸IDE界面 硬盘工作电压为5V,采用16位并行数据的传输方式;SATA 界面硬盘工作电 压为5V和3.3V,以其串行数据传输抗干扰能力强、针脚数少和支持热插拔等 特点,已逐步取代IDE接口硬盘,成为市场主流产品 。1.8英寸的硬盘主要应 用在某些超轻、超薄的机型上,其接口信号本身兼容2.5英寸的硬盘,接口界 面亦分为IDE和SATA两种型号,盘体工作电压通常为3.3V。
随着笔记本电脑的日益普及,越来越多对笔记本硬件感兴趣的朋友并不 满足于电脑的日常应用和简单维护,但苦于笔记本硬件技术相关的资料匮乏, 只能扮演简单的DIY(Do It Yourself)的角色,他们升级了所有能升级的硬 件,从MMC2(Mobile Module Connector 2)接口的Intel奔腾2代的CPU升 级到奔腾3,已经不再是新闻;而自己为电脑主机扩展USB端口也不是什么新 鲜事;为无蓝牙功能的机器打造内臵的蓝牙模块也一直在论坛上看到……可 是各位知道不知道,为什么笔记本电脑主板只需要外接适配器的单一供电源, 就能够实现系统的正常开机运行了呢?难道笔记本电脑主板芯片都是工作在 同一个工作电压下?如果不是,那它们又是如何实现芯片工作电压的分配与 管理的呢?系统电池又是如何实现对主板供电的?电池究竟什么时候该充电? 各位千万别急,我们会在后续的内容为大家道来…… 在学习笔记本电脑硬件知识之前,我们首先还是揭开”本本“的神秘面 纱吧,同时也会对构成笔记本电脑的主要部件用途、规格做个简要的介绍, 俗话说的好:“磨刀不误砍柴工”么!呵呵……切入正题,下图是我们去掉 主机上盖和LCD屏框机器视图,让我们了解一下机器内部都有一些什么东东 组成?
下图所示,是针对上述视图机型的完全拆解后的部件排列位图,可以看 到一台完整的笔记本电脑机器,其实是由若干部件设备组合而成,不同的部 件设备厂商、不同的功能模块,最终通过主板这个平台组合成我们能够看到 的笔记本电脑的模样,呵呵,“人不可貌相”呀。笔记本电脑拆卸和安装本 身也是一门学问,需要适合的拆装工具和一定的实践技巧,如果您从未在专 业人士指导下操作过,建议不要轻易尝试。笔记本电脑部件设备的安装,相 对于桌面电脑要精密的多,其部件结构亦较脆弱,很容易在不恰当的拆装过 程当中造成无法挽回的损坏;关于笔记本电脑的拆装作业指导,限于本书篇 幅,这里将不做说明,有需要的朋友可以通过PC硬件提供商等相关渠道寻 求技术支持信息。
为了加深各位对笔记本电脑的初步认识,我们可以将笔记本电脑的特 点和桌面电脑做一个简单的对比。下面将分别从电脑主机的主板和显示模 块做个比较。本节关键点,即为了实现笔记本电脑的便携性,就必须要做 到在不影响机器性能的前提下,采用有别于桌面电脑的体积较小的功能模 块。 主板
桌面电脑的主机通常要由一块主 板和若干功能扩展板卡构成。主板可 以由包含系统平台的芯片组和4-8个标 准插槽,即所谓的功能扩展槽。这些 插槽可分别接入本地网卡、声效卡和 显示卡等,以满足不同的应用环境下 的系统需求。此外,还需要一个专门 的机箱电源,为主板提供3.3V、5V和 12V等直流电压。由于不受空间体积的 限制,主板上的电子元件体积较笔记 本电脑大,布局也相对稀疏。 笔记本电脑则是采用“All-InOne” 的单一主板结构设计理念, 整机通常包含一块主板和相应的接口 设备,如内臵键盘、光驱等。主板上 除了系统芯片组平台外,还集成了显 示卡、声效卡,本地网卡等各功能模 块;由于板上的元器件安装密度很高, 为减少发热量,集成电路芯片一般都 采用低功耗的CMOS芯片。此外,主 板还集成了系统芯片工作的电压产生 和管理的电源模块,其负责整个系统 工作电压的产生及系统电池的充放电 控制。
小知识:什么是LCD屏 ? LCD屏,即液晶显示屏。液晶得名于其物理特性,大多数液晶分子都是 以液态方式存在的有机化合物。一般可分为单色与彩色液晶显示屏两种, 单色的LCD屏已经退出笔记本电脑市场,而彩色的LCD屏仍在持续发展。 屏的每个液晶像素点都是由集成在像素点后面的薄膜晶体管来驱动,正如 传统的阴极射线管显示器一样,红、绿、蓝三色液晶混合,形成一个象素 (图元)。控制红、绿、蓝三个色点的电压,让不同浓度的三色混合,就 形成所需的各种颜色。目前笔记本电脑主流LCD屏为薄膜晶体管(Thin Film Transistor,简称TFT)显示屏,也就是被很多人俗称的真彩液晶显示屏。 LCD屏具有平、薄、轻的特点,并且容易实现大面积显示的要求,因此特 别适合用于做笔记本电脑的显示器。LCD屏同时还拥有许多传统的CRT显示 技术所不具备的优势,能够提供更加清晰的画面显示,而且屏幕无闪烁, 能够有效降低长时间注视屏幕所产生的视觉疲劳。
主要性能参数: ◆ 转速:目前笔记本硬盘转速有4200r/min、 5400r/min和7200r/min等几 种,市场主流产品硬盘转速为5400r/min;由于受到笔记本主机空间狭小、 采用高速电机必然会带来更大的功率功耗和发热量等因素影响,其转速较桌 面电脑硬盘10000r/min的转速还有一定的差距。 ◆ 容量:硬盘产业界较早推出的20GB~40GB容量空间,近期60GB ~ 120GB甚至更大容量空间;硬盘容量大小是定位硬盘档次高低最重要的指标 之一。 ◆ 缓存:为了平衡硬盘内部与主机数据传输的延迟,需要将读取过的数据暂 时保存在其缓冲区域中,如果主机再次需要时,可直接从缓冲区域区提取, 加快读写速度;缓存(Cache)作为硬盘性能一项重要指标,其容量的大小, 一定程度上影响着硬盘性能的发挥。目前最常见硬盘缓存容量为8MB。 ◆ 速率: 笔记本电脑目前IDE(Ultra ATA-100 )接口界面的并行硬盘数据 传输速率理论上可以达到100MB/Sec;SATA-1(SATA 1.0标准)接口界面 的串口硬盘传输速率理论上可达到150MB/Sec;SATA-2(SATA 2.0标准) 传输速率为300MB/Sec。
前期的笔记本电脑,由于本地化生产规模较小、生产工艺较为精细等因 素,导致其价格一直高高在上,难以走近普通大众,普及率较桌面电脑并不 是很高。随着IT技术的不断发展,英特尔(Intel)公司在2003年推出第一代 “迅驰”平台,其由855芯片组、Banias为核心的Pentium M处理器和Intel Pro/Wireless 2100 Mini无线模块三个部分组成,打破了计算机传统有线网络 的束缚,实现了“无线”上网,使得笔记本电脑实现了真正意义上的移动办 公,彻底摆脱了固定办公桌面的束缚,开创了一个新的时代。不仅如此,其 之前推出的SpeedStep系统节能技术,可以聪明地调节计算机系统CPU的工 作电压和频率,使得笔记本电脑电池的续航时间在原有基础上得以延长,使 用者可以更好的享受移动办公的乐趣。此外,伴随PC业界的竞争逐渐加剧, 从2004年跨入2005年间,笔记本电脑的价格可谓一落千丈,机器的性能却越 来越高,其已不再是身份和地位的象征,它更是一个工具,帮助我们从纷繁 的事务中解脱出来。不久的将来,拥有一台属于自己的“本本”,必定就像 如今购买手机这么简单、便捷。
小知识:什么是计算机主板?
主板的英文名字叫做:“Mother Board”,简称M/B。与此相对应, 部分笔记本电脑机型为了满足外臵功能模块的布局,会通过排线或转接口 转接相应的功能小板,英文名称:“Daughter Board”,简称D/B。我们 通常会以此功能小板的包含的主要功能为此小板命名,如果此功能小板上 主要包含USB接口,我们就可以称这块小板为:“USB板”。主板是计算机 主机中最大的一块线路板,它包含了整个系统芯片组平台,是整个计算机 的中枢,所有内臵部件及外围设备都是通过它与主机处理器(Central Process Unit,简称CPU)连接在一起,然后由处理器发出相应的操作指令 来执行相应的操作。主板芯片组平台的优劣,和CPU一样,决定了整个计 算机系统的档次,计算机的整体运行速度和稳定性在相当程度上取决于主 板的性能;如下图所示是典型的笔记本电脑主板视图: 为了配合不同笔记本电 脑整体机构设计的需要,不 同机型电脑主机的主板通常 会有不同的外形,有别于桌 面电脑的主板通用性,这也 给DIY爱好者攒机造成相当 的困难!
1.硬盘介绍: 硬盘全称为,硬盘驱动器(Hard Disk Drive,简称HDD),其作为电脑 主机的核心存储设备,肩负着硬件操作系统、用户资料等数据的存储提供物 理空间。笔记本和桌面电脑硬盘,Βιβλιοθήκη Baidu产品结构和工作原理上来看,并没有本 质上的区别,笔记本硬盘通过相应的硬盘转接口转接后,亦可使用在桌面电 脑平台上;考虑到笔记本电脑便携性和移动性的需要,其硬盘必须在体积、 稳定性、功耗上达到很高的要求,而且防震性能要好,部分电脑硬件厂商还 专为主机硬盘设计了震动保护系统,在主机遇到震动时硬盘能够暂时停止运 转,以便保护硬盘不受损坏。
此外,笔记本和桌面电脑除了上述主要部件差异外,其硬盘、光驱和 CPU散热模组等相关部件较桌面电脑部件尺寸会小很多。为了进一步压缩 主机空间,内臵功能部件通常和主板直接相连。 总结: 以上我们针对笔记本电脑发展及其与桌面电脑的特点做了个简单的介 绍,各位如果欲了解更多笔记本电脑产品特点相关信息,建议登陆相关搜 索引擎网站,输入相关功能信息的关键字符即可,如百度搜索: http://www.baidu.com。
显示模块
桌面电脑需要将主机的视频信号 通过VGA(Video Graphics Array) 模拟信号端口输出到外接的CRT (Cathode Ray Tube )显示设备, 整个显示系统也会因此显得厚重。近 期桌面电脑制造商为了满足电脑用户 对显示设备的进一步需求,亦逐步推 出了基于传统VGA接口界面的液晶显 示屏,使得视频显示画面得以改善。 笔记本电脑采用的是基于LVDS (Low Voltage Differential Signal) 数字视频传输界面的液晶显示屏模组 (Liquid Crystal Display,简称 LCD)。该视频界面具有工作电压低、 差分信号抗干扰能力强和数据传输带 宽高等VGA接口无法比拟的特点。 此外,LCD显示面板具有体积小、驱 动电压低、功耗小的特点;其自身不 发光的被动显示方式,使人的眼睛观 看不易产生疲劳,有利于人眼的健康 保护。同时,主板还预留VGA视屏 输出端口,以保证在有同屏外接显示 需求时的视屏输出。
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