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電腦硬件詞彙表

以下係電腦硬件方面嘅常用詞彙一覽。

2007 年一部檯上電腦打開咗個蓋嘅樣。

電腦係種曉做運算嘅機械：廿一世紀初嘅數碼電腦做運算係靠數碼電路－部電腦啲硬件包含極大量嘅微細電路，呢啲電路會做 0（低電壓）同 1（高電壓）之間嘅轉化，用嚟計想計嘅數，能夠行唔同嘅演算法；唔同種類嘅電腦硬件都係由噉嘅電路組成嘅，包括專門負責處理圖像相關運算嘅 GPU 同主控部電腦行程式嘅 CPU 呀噉；呢啲硬件做嘅運算夾埋一齊，就會為部機嘅用家提供「熒幕上顯示嘅畫面」等嘅體驗[1]。

電腦硬件嘅特性會對部機嘅表現有具體影響：每種硬件都有好多款唔同型號，唔同型號性能都唔同，簡單嘅例如唔同 GPU 運算能力唔同，高端啲嘅 GPU 能夠（同冇咁高端嗰啲比）喺更短嘅時間內做更多嘅運算，行起電腦圖像演算法上嚟會行得快啲，冇咁易喺用家打啲畫質勁嘅遊戲嗰陣窒吓窒吓。想用電腦做嘢嘅人好多時都必需理解電腦硬件，用呢啲知識判斷要搵硬件咩型號嘅電腦，先可以最有效噉達到自己想要嘅效果[2]。

電腦部件

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2005 年一粒 CPU
睇埋：電腦工程、電腦架構同數碼電路

電腦硬件泛指電腦掂得到嘅物理部份。

  • 中央處理器（central processing unit，CPU）：一部電腦入面最「中央」嘅電子電路，曉做算術同邏輯方面嘅運算，會負責幫部機行程式嗰啲指令；CPU 係主宰一部電腦嘅性能嘅一個重要因素－一部電腦粒 CPU 勁，部機就能夠以高嘅速度行完啲程式，亦都會因而冇咁易出現窒吓窒吓（部機嚟唔切喺夠短嘅時間內行啲指令）噉嘅情況。喺廿一世紀初，啲 CPU 型號嘅名通常最尾會掕住 5 至 6 個數字－呢幾個數字反映粒 CPU 屬嘅型號有幾新同反映粒 CPU 屬第幾代，簡化噉講，呢幾隻數字愈大，通常就表示粒 CPU 愈新型同愈勁[1]。
    • 累加器（accumulator）：CPU 入面嘅一種寄存器，用嚟暫時儲住啲計（做算術或者邏輯運算）緊嘅數據；冇咗累加器，部機就要將每吓計算嘅結果寫落啲主記憶體度，跟住又由啲主記憶體度攞返啲數據嚟再計過[3]。
  • 圖形處理器（graphical processing unit，GPU）：一部電腦入面負責處理圖像嘅電子電路，喺部電腦行嗰陣會負責快速噉操作記憶體入面嘅數據，確保熒幕等嘅 output 裝置會顯示正確嘅影像；GPU 性能對於一啲要求圖像勁嘅應用－例如打機呀噉－嚟講零舍重要。喺廿一世紀初，啲 GPU 型號嘅名通常最尾會掕住 5 至 6 個數字－呢幾個數字反映粒 GPU 屬嘅型號有幾新同反映粒 GPU 屬第幾代，簡化噉講，呢幾隻數字愈大，通常就表示粒 GPU 愈新型同愈勁[4]。
  • 記憶體（memory）：泛指幫部電腦儲住啲數據嘅硬件[5]。
    • 寄存器（register）：一個寄存器係一個可以俾部機嘅處理器快速噉攞數據用嘅位置，俾處理器攞啲係噉用緊嘅數據。
    • 記憶體地址（memory address）：一個記憶體地址係指一嚿用嚟表示記憶體入面某個位置嘅嘢（通常會係一串冇負數嘅整數），會俾各層嘅軟件同硬件攞嚟用[6]。
    • 唯讀記憶體（read-only memory，ROM）：記憶體嘅一種，特徵係喺件硬件整好咗之後，就定死咗冇得用電子方法改變；ROM 之所以會存在係因為好多用途都會涉及設計者唔想俾用家立亂改啲數據，例如廿世紀啲遊戲機用嘅 ROM 咭匣就用咗 ROM，費事隻遊戲嘅程式走樣[7]。
    • 緩存（cache）：一類嘅硬件或者軟件部份，專門攞嚟儲住啲數據，而目的係為咗第時俾用家以更快嘅速度攞啲數據嚟用；一部廿一世紀初嘅電腦，通常會將最近用過或者不嬲成日用嘅數據儲喺緩存度，達致提升電腦性能（部機處理起數據上嚟快咗）嘅效果[8]。
    • ROM 映像（ROM image）：指一個電腦檔案包含咗嚟自一塊 ROM 晶片嘅數據；喺實際應用上，ROM 映像最常見嘅用途係俾人攞嚟複製電子遊戲 ROM 咭匣嘅內容，然後攞去俾遊戲機模擬器嚟行，等用家有得喺個人電腦度打遊戲機遊戲[9]。
    • 隨機存取記憶體（random access memory，RAM）：可以俾部機以任何次序嚟讀取或者改變嘅記憶體，攞嚟暫時儲住部機用緊嗰啲數據或者機械碼嘅；RAM 唔會長期噉儲住啲數據，通常用家一熄機 RAM 入面啲數據就會一嘢冇嗮；一般嚟講，一部機嘅 RAM 容量（喺 2020 年代通常以 GB 計）愈大，部機就愈能夠同時噉處理大量嘅運算作業，所以愈會算係性能勁[10]。
      • RAM 好多時仲會分做幾橛，每橛都專係負責處理某啲類型嘅數據，例如 VRAM（全名 video random access memory）就係專門處理圖像相關運算嘅 RAM [11]。
  • 硬件冷卻（hardware cooling）：泛指部電腦入面攞嚟幫啲硬件散走廢熱嘅部份；一部機械運作，就梗會搞到有一部份嘅能量以熱嘅形式散失（廢熱），電腦硬件都唔例外；廢熱多得滯可以搞軭部機－一部典型嘅廿一世紀初電腦頂櫳都淨係會頂得順攝氏 80 幾度嘅溫度，再高啲部機就好有可能會永久性噉受損，所以冷卻硬件嘅機制係電腦不可或缺嘅一環[12]。

網絡硬件

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内文：網絡硬件
  • 互聯網存取（internet access）：泛指將一部電腦「通過各種管道連接到互聯網度」嘅過程。
  • 數據機（modem，全名 modulator-demodulator）：一部數據機會負責由互聯網服務供應商嗰度接收訊號，再將啲訊號轉化做用家部機能夠理解嘅訊號－等用家部機能夠由互聯網度接收數據；一部典型嘅廿一世紀初數據機會連接住三樣嘢－互聯網（可以係透過光纖）、用家部路由器、同埋能源[13]。
  • 路由器（router）：一部路由器負責嘅係將互聯網連接「分配」去一個網絡啲機嗰度；例如一個人想喺屋企上網，佢想將屋企部個人電腦同遊戲機駁上網，又想喺屋企用智能手機上網，而路由器做嘅嘢就係要負責由數據機嗰度攞數據，知道每件數據係邊部機要用嘅，再將啲數據傳送去件數據所屬嗰部機度[14]。下圖嘅 outlet 表示互聯網服務嘅來源。
 

硬件性能

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睇埋：電腦性能

性能（performance）泛指一個電腦系統能夠做幾多有用嘅運算，仲有係做起呢啲運算上嚟嘅效率係點[15]。

  • 延遲（latency / lag）：指兩件「涉及個系統嘅狀態起變化」嘅事件之間嘅時間差，尤其係「用家俾 input」同「部機俾 output」之間嘅時間差，一般係愈短愈好；舉個具體嘅例子，想像一部電腦性能渣，用家撳咗踎士嘅一粒掣（用家嘅 input）之後，部機要計成 3 秒先俾到適當嘅反應（部機嘅 output）。「用家撳掣」同「部機俾適當反應」呢兩件事件之間爭咗成 3 秒咁長嘅時間，以廿一世紀嘅電腦界嚟講係慢得好交關－反映部電腦嘅性能唔夠掂，嚟唔切喺夠短嘅時間內行啲指令[16]。

硬件理論

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睇埋：電子工程
  • 摩亞定律（Moore's law）：有關電腦硬件嘅一條「定律」。根據呢條定律，一個密集嘅集成電路上面嘅電晶體嘅數量會大約每隔兩年就加倍（下圖）；呢條定律係喺廿世紀尾嗰陣齋靠經驗觀察得到嘅，而事實係電子工程業裏面集成電路電晶體嘅數量的確直至 2020 年為止，一路都大致上跟從摩亞定律[17]。
     

拉雜相關

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  • 系統監視器（system monitor）：泛指用嚟監察住系統資源同部機嘅性能嘅軟件或者硬件；例如有啲電腦軟件裝咗可以攞嚟俾用家監察住粒 CPU 喺每一刻時間嘅溫度－等用家就有得知道部機會唔會熱得滯[18]。

睇埋

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引咗

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  1. ↑ 1.0 1.1 Kuck, David (1978). Computers and Computations, Vol 1. John Wiley & Sons, Inc. p. 12.
  2. ↑ PC hardware : a beginner's guide. Osborne/McGraw-Hill. 26 April 2001. pp. 21
  3. ↑ Goldstine, Herman H., and von Neumann, John, "Planning and Coding of the Problems for an Electronic Computing Instrument", Rep. 1947, Institute for Advanced Study, Princeton. Reprinted on pp. 92-119 in Bell, C. Gordon and Newell, Allen (1971), Computer Structures: Readings and Examples, McGraw-Hill Book Company, New York.
  4. ↑ Levine, Ken (August 1978). "Core standard graphic package for the VGI 3400". ACM SIGGRAPH Computer Graphics. 12 (3): 298-300.
  5. ↑ Miller, Stephen W. (1977), Memory and Storage Technology, Montvale.: AFIPS Press
  6. ↑ Vishkin, U. (1983). Implementation of simultaneous memory address access in models that forbid it. Journal of algorithms, 4(1), 45-50.
  7. ↑ Naguboina, G. C., & Anusudha, K. (2017, March). Design and implementation of programmable read only memory using reversible decoder on FPGA. In 2017 Fourth International Conference on Signal Processing, Communication and Networking (ICSCN) (pp. 1-6). IEEE.
  8. ↑ Zhong, Liang; Zheng, Xueqian; Liu, Yong; Wang, Mengting; Cao, Yang (February 2020). "Cache hit ratio maximization in device-to-device communications overlaying cellular networks". China Communications. 17 (2): 232-238.
  9. ↑ Jacob, R. (2003). The History and the Future of Console and Arcade Emulation[失咗效嘅鏈].
  10. ↑ What Is Memory (RAM)?. Dell.
  11. ↑ Foley, James D.; van Dam, Andries; Feiner, Steven K.; Hughes, John F. (1997). Computer Graphics: Principles and Practice. Addison-Wesley. p. 859.
  12. ↑ Kakaç, Sadık; Yüncü, H.; Hijikata, K.; Hijikata, H., eds. (1994). Cooling of Electronic Systems. Springer.
  13. ↑ Bellis, Mary (2017-12-31). "History of the Modem". ThoughtCo.com. Retrieved 2021-04-05.
  14. ↑ Tamara Dean (2009). Network+ Guide to Networks. Cengage Learning.
  15. ↑ Computer Performance Analysis with Mathematica by Arnold O. Allen, Academic Press, 1994. $1.1 Introduction, pg 1.
  16. ↑ Fléty, E., & Maestracci, C. (2011, May). Latency improvement in sensor wireless transmission using IEEE 802.15. 4. In NIME 2011 (pp. 409-412).
  17. ↑ Brock, David C. (ed.) (2006). Understanding Moore's Law: Four Decades of Innovation. Philadelphia: Chemical Heritage Foundation.
  18. ↑ Constantine A. Murenin (17 April 2007). Generalised Interfacing with Microprocessor System Hardware Monitors. Proceedings of 2007 IEEE International Conference on Networking, Sensing and Control, 15-17 April 2007. London, United Kingdom: IEEE.

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