El hardware es un componente o dispositivo físico que es visible y tangible. Al desarrollar productos de hardware, las actividades creativas humanas se manifiestan en la transformación de materias primas en productos físicos tangibles. Mire los conocimientos básicos de hardware, bienvenido a comprobarlo
¿Qué es el hardware?
"Hardware (nombre en inglés Hardware) es hardware de computadora La abreviatura (usado en China continental y Hong Kong, Taiwán se refiere al hardware) se refiere al nombre general de varios dispositivos físicos compuestos de componentes electrónicos, mecánicos y optoelectrónicos en un sistema informático. Estos dispositivos físicos forman un todo orgánico como una computadora de acuerdo con los requisitos. de la estructura del sistema. El funcionamiento del software proporciona una base material "
En otras palabras, el hardware está en el nivel físico, al menos algo que se puede ver y tocar. Es un soporte material y una base material. En términos generales, los seres humanos viven sobre una base material. Puedes llamar hardware a todo lo que ves. Por supuesto, en un sentido estricto, el software y hardware al que generalmente nos referimos se refieren al campo electrónico.
Los códigos de software también los escriben personas. Los lenguajes que conocemos, como C, C, etc., se traducen al lenguaje ensamblador a través de un compilador, y luego el lenguaje ensamblador se traduce al lenguaje ensamblador. lenguaje de máquina binario a través del ensamblador. El lenguaje de máquina controla la puerta. El circuito completa la acción correspondiente.
Personalmente, creo que sin hardware, el software no tiene sentido de existencia. Aquí podemos ver lo importante que es el diseño del hardware.
Pero existe una clara distinción entre software y hardware, al menos el contenido del trabajo es muy diferente. Según las descripciones de la industria, el hardware pertenece a la capa inferior (generalmente denominada hardware inferior) y el software se denomina capa superior (el software se divide a su vez en: controlador inferior, capa empresarial superior, capa de aplicación, etc.).
Si hay que poner un ejemplo para ilustrar el software y el hardware, el mejor ejemplo es el de los seres humanos. El hardware se refiere al cuerpo humano, mientras que el software se refiere a la mente humana.
Por supuesto, para las personas que no están en el campo de la electrónica, es difícil entender cómo funcionan las computadoras, cómo funciona el hardware y cómo funciona el software, incluso si sabes que todos son 0 y 1. pero si no has realizado un trabajo relevante no podrás descubrir la magia que hay en él.
De hecho, todo lo que necesitas saber es que el software hace que el hardware funcione. ¿Cuál es el incentivo para el controlador? ¡Es una señal eléctrica! La señal eléctrica recibida por el hardware se divide en 0 y 1. La velocidad de respuesta del hardware es muy rápida.
En términos generales, el diseño de hardware se refiere al diseño de circuitos. Está bien decir esto, porque todo su trabajo se centra en el diseño de circuitos. El objetivo final es producir un circuito excelente que pueda satisfacer las necesidades de diversos requisitos y diversas pruebas. Pero en realidad estamos pidiendo productos, no carillas.
Conocimientos básicos de hardware que se deben dominar
1. Teoría elemental
1. Matemáticas avanzadas y álgebra lineal. La atención se centra aquí en dominar el cálculo y las matrices, porque estas dos cosas se utilizarán ampliamente en cursos posteriores y son la base de la base.
2. Física universitaria. Muchas de las cosas aquí se aprendieron en la escuela secundaria, enfocándose en dominar las características de resistencia, capacitancia e inductancia y los principios de la electricidad que produce magnetismo y la magnetización que produce electricidad. Entre ellos, las ecuaciones de Maxwell serán útiles en radiofrecuencias y microondas.
3. Conceptos básicos del análisis de circuitos. De hecho, la teoría básica de los circuitos no es difícil, pero hay algunas cosas abstractas que no se pueden entender bien por el momento, como las fuentes controladas (en realidad transistores), por lo que después de aprender electrónica analógica, debes regresar y mirar. en ello de nuevo. El objetivo aquí es dominar el teorema de Thevenin; de lo contrario, no habrá forma de aprenderlo más adelante.
4. Tecnología electrónica analógica. Este es un curso básico básico para estudiantes de electrónica. Debe aprenderlo al menos tres veces. Además, no puede aprender de los libros. Debe cooperar con el software de simulación Multisim para aprenderlo bien (la parte práctica se presentará más adelante). Si las respuestas en los conceptos básicos de circuitos y las matemáticas avanzadas son claras y únicas, entonces las respuestas a la electrónica analógica serán confusas y diversas. Necesitamos hacer concesiones en la práctica. Debemos cambiar nuestro pensamiento anterior, de lo contrario no habrá pistas en el futuro. Jurisprudencia.
Este curso trata sobre los puntos clave, pero después de aprenderlo, todavía no puedes hacer nada más que copiar los circuitos del libro, porque necesitas otros conocimientos para usarlos juntos. Tengo que mencionar aquí el concepto de características del dispositivo. Sin él, la puerta al diseño de circuitos no se puede abrir. Sin embargo, debido al espacio limitado, escribiré un artículo más adelante.
5. Tecnología electrónica digital. Este curso es mucho más sencillo que el de electrónica analógica. Construye tubos de tres etapas en varios circuitos de compuerta y flip-flops para aplicar directamente el conocimiento matemático. Al mismo tiempo, también es un curso de requisito previo para FPGA, que es la transición de ingenieros de hardware a ingenieros de algoritmos (muy diferente de). algoritmos informáticos) la base de. Este curso trata sobre los puntos clave, pero para dominarlo verdaderamente, aún debes aprender FPGA.
6. Tecnología de la electrónica de potencia. Aquí hablamos de tiristores, IGBT y tubos MOS de potencia, que son dispositivos utilizados en el campo de la electricidad potente y son cursos previos para cambiar fuentes de alimentación. Se puede decir que la fuente de alimentación es la parte más crítica del diseño del hardware. Si una fuente de alimentación está bien diseñada afectará directamente si todo el sistema puede funcionar correctamente. Entre ellos, es importante dominar los circuitos rectificador, inversor, elevador y reductor.
2. Teoría Intermedia
1. Función variable compleja. Este curso es una herramienta matemática como el cálculo en matemáticas avanzadas. Las señales complejas son físicamente irrealizables, pero ¿por qué se necesitan números complejos? Es cierto que las ondas sinusoidales (incluido el coseno, lo mismo a continuación) tienen tres elementos: amplitud, frecuencia y fase. ¿Cómo expresar la relación entre amplitud y frecuencia o la relación entre. fase y frecuencia en un gráfico? (Esto es necesario para la conveniencia de la observación y el análisis). Esto requiere el uso de números complejos, donde i o j (debido a que el símbolo de la corriente es i, se cambia a j para evitarlo). confusión) representa la dirección, correspondiente al vector de coordenadas polares. Podemos convertir números complejos en forma de módulos y argumentos. Imagine que el módulo es el segundero del reloj y el argumento es el ángulo en el que gira el segundero. Una revolución del segundero es un círculo. Los puntos de este círculo se calculan según el momento en que aparecen sucesivamente, redibujados en el sistema de coordenadas rectangulares, es una onda sinusoidal. Esto significa que se pueden usar números complejos para representar los tres elementos de una onda sinusoidal. La amplitud es el modo (la longitud del segundero), la fase es el ángulo en el que gira el segundero y la frecuencia es la velocidad. en el que gira el segundero. Piénselo, ¿sería problemático usar números reales para representar los tres elementos de una onda sinusoidal? El objetivo aquí es dominar el residuo y el mapeo conforme.
2. Señales y sistemas. El contenido de este curso es presentar cómo utilizar modelos matemáticos para describir circuitos. ¿Qué es una señal? El encendido y apagado de luces LED, el sonido emitido por un altavoz, las ondas electromagnéticas inducidas por una antena, etc., y los soportes de información con usos prácticos (incluido el sonido, la luz, la electricidad, el calor, etc.). ) son todas señales. ¿Qué es un sistema? Es algo que procesa soportes de información (incluidos amplificadores, dispositivos de transmisión, etc.). El sistema es un concepto más abstracto, que puede ser grande o pequeño, tan pequeño como un triodo o tan grande como un transceptor inalámbrico. Estos deben determinarse en función de las necesidades reales y no pueden generalizarse. Este curso tiene que ver con el enfoque.
3. Principio de control automático. El principio de autocontrol es un tema hermano de las señales y los sistemas. Introducir cómo utilizar métodos de modelado matemático para analizar circuitos, analizando principalmente la estabilidad del circuito. Entre ellos, es importante dominar el diagrama de Bode y el PID. Una vez que comprenda este curso, podrá utilizar sus conocimientos para analizar algunos circuitos más complejos con amplificadores operacionales. Dichos circuitos aún son difíciles de resolver usando KCL y KVL.
4. Circuitos electrónicos de alta frecuencia. La alta frecuencia es la parte no lineal de la electricidad analógica. Descubrirá que muchos contenidos de alta frecuencia son similares a los circuitos analógicos, incluidos amplificadores, osciladores y amplificadores de potencia. Sin embargo, estos circuitos se utilizan en bandas de frecuencia más altas, por lo que los métodos de análisis son diferentes. Si tiene una base sólida en electrónica analógica, no le resultará difícil realizar este curso, porque es una expansión de la electrónica analógica, no un campo completamente nuevo. Este curso es clave y debe estudiarse al menos tres veces.
5. Microcontrolador. Hoy en día, el circuito de hardware de la CPU rara vez se utiliza y el microcontrolador es la CPU más simple, por lo que es necesario dominar el microcontrolador. Entre ellos, el circuito de interfaz del microcontrolador también es una gran prueba de sus habilidades con el hardware.
6. Tecnología de medición electrónica.
Aquellos que fabrican hardware a menudo tienen que lidiar con instrumentos. Aprender tecnología de medición no solo lo hará más competente en el uso de instrumentos, sino que también le permitirá crear algunos circuitos de medición (que se pueden usar en el campo de Internet de las cosas con microcontroladores). Aquí entrará en contacto con muchos dispositivos nuevos, la mayoría de los cuales son sensores. Por supuesto, la atención se centra en las características eléctricas. Este curso no es difícil, la clave es hacer más experimentos.
3. Teoría Avanzada
1. Análisis de integridad de señal. Se puede decir que el mayor enemigo de los ingenieros de hardware son las interferencias. Para resolver estas interferencias, el diseño de compatibilidad electromagnética debe realizarse bien. Solo aprendiendo bien este curso podremos dibujar PCB con mejor rendimiento.
2. Fuente de alimentación conmutada. Aprender a diseñar circuitos de potencia, combinar su sistema de circuitos con una fuente de alimentación adecuada y resolver problemas de integridad de la energía también pone a prueba las habilidades eléctricas analógicas de los ingenieros de hardware.
3. Diseño de circuitos de radiofrecuencia. Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, la frecuencia de funcionamiento de los circuitos será cada vez mayor. El aumento de la frecuencia provocará diversos problemas, por lo que también es necesario aprender a diseñar circuitos de radiofrecuencia.
4. Principios de comunicación. Dominar la tecnología de la comunicación moderna, incluidos los conceptos básicos de la teoría de la información y varios métodos de modulación, será útil en varios circuitos de comunicación.
5. Principios y aplicaciones de los circuitos integrados. Se puede decir que casi todas las placas de circuito utilizan chips, por lo que aprender la tecnología de fabricación de chips mejorará enormemente su nivel de hardware.
Para dar un ejemplo simple, la resistencia en el potenciómetro digital es una resistencia activa hecha de tubos MOS. Debe encenderse antes de que pueda reflejar las características de la resistencia. resistencias analógicas, este fenómeno no se puede entender.
4. Resumen
Si crees que hay tantos libros, nunca los terminarás. Se trata de analizar el problema desde una perspectiva estática y unilateral. De hecho, hay muchos cursos introductorios y muchos de los contenidos son similares. Por ejemplo, el registro de desplazamiento en la electrónica digital es el transceptor en serie del microcontrolador. Todavía se analizan los amplificadores y osciladores en la electrónica analógica, así como las altas frecuencias y las radiofrecuencias, pero el método de análisis es un poco diferente.
AM, FM y PM en alta frecuencia todavía se discuten cuando se trata de principios de comunicación. Además, también se proponen métodos de modulación similares y más simples como ASK, FSK y PSK. El circuito interruptor de CC en la tecnología de electrónica de potencia es el contenido de la fuente de alimentación conmutada, pero acaba de ampliar algunos contenidos.
La importancia y las estrategias de la operación y mantenimiento del hardware informático
1. Principios del mantenimiento del hardware informático
1.1.1.1. >
La temperatura normal del entorno de trabajo del ordenador debe estar entre 18 y 30°C. Si es demasiado alta o demasiado baja, acelerará el envejecimiento de la máquina y reducirá su tiempo de uso. Por lo tanto, es necesario proporcionar un entorno adecuado para el funcionamiento de la computadora. ① Asegúrese de que la temperatura sea adecuada. Cuando la computadora esté en uso, debe colocarse en un lugar bien ventilado para permitir la circulación del aire. Además, debido a que el material fluorescente en la pantalla de la computadora es muy sensible a la luz solar y hará que la temperatura aumente rápidamente, es necesario. para evitar colocar la computadora en un lugar expuesto a la luz solar directa. ②Es necesario garantizar la humedad relativa. El entorno en el que funcionan las computadoras tiene ciertos estándares de humedad. Un ambiente demasiado húmedo hará que el hardware se enmohezca y la placa de circuito se rompa, lo que puede provocar circuitos abiertos o cortocircuitos durante el uso. Por lo tanto, es necesario evitar el contacto con la humedad u otros líquidos durante la aplicación. Un ambiente seco hará que la computadora genere electricidad estática, lo que dañará parte del hardware, por lo que se debe evitar la luz solar directa [1].
1.2. Una prevención adecuada puede reducir las pérdidas
Generalmente hay dos razones para los problemas de hardware de la computadora: ① Problemas de calidad del hardware en sí; ② Problemas de operación del operador de la computadora. Por tanto, en aplicaciones prácticas, se debe seguir el principio de prevención eficaz para minimizar las pérdidas.
El rendimiento de trabajo estable de la computadora requiere los dos puntos siguientes: ① El operador debe tener buenos hábitos de uso. Se requiere un mantenimiento cuidadoso durante la aplicación y no se evitarán acciones como escribir en el teclado o golpear fuerte la computadora.
Y es necesario fortalecer el mantenimiento de los detalles, y no se pueden ignorar las acciones correctas de inicio y apagado de la computadora. Estas pueden convertirse en métodos importantes para extender el tiempo de uso de la computadora. ② Haga suficientes pruebas. Cuando las computadoras están en uso, los problemas con las instalaciones de hardware externas son más fáciles de observar. Por lo tanto, se debe probar el funcionamiento de las instalaciones externas durante el uso y luego se deben probar otras instalaciones [2].
1.3. Dominar el sentido común del mantenimiento del hardware.
En la vida diaria, el estudio y el trabajo, el papel de las computadoras se ha vuelto cada vez más obvio, y las computadoras se pueden ver en la mayoría. familias. Antes de comprar, debe comprender la computadora desde una perspectiva macro y aprender los conocimientos de mantenimiento de hardware correspondientes para que, cuando la computadora tenga problemas, pueda realizar el mantenimiento en cualquier momento para evitar pérdidas innecesarias y garantizar que la computadora pueda funcionar normalmente.
2. Estrategias de mantenimiento del hardware del ordenador
2.1. Mantenimiento del monitor
Como una de las instalaciones de salida clave del ordenador, el monitor se puede mantener desde lo siguiente. puntos Haga clic aquí para comenzar:
(1) Los objetos magnéticos, como televisores, teléfonos móviles, IPAI, etc., deben mantenerse alejados de la computadora, ya que los objetos magnéticos magnetizarán el tubo de imagen del monitor y impedir que funcione correctamente. Además, debe prestar más atención a los imanes, como tarjetas bancarias y de crédito, y tratar de mantenerse alejado del monitor.
(2) Proporcione una cubierta antipolvo para el monitor. Cuando no esté en uso, cubra el monitor con una cubierta antipolvo para evitar que entre polvo. Dado que el polvo impedirá que la computadora disipe el calor, lo quemará. Componentes electrónicos internos defectuosos.
(3) Ajuste el brillo o el contraste de la pantalla a un estado adecuado. No aumente demasiado el contraste ni el brillo. Reducir el brillo puede reducir la velocidad de envejecimiento de los fósforos y filamentos. El tubo de imagen y extiende el tiempo de uso.
(4) No cambie la resolución de la pantalla a voluntad. Esto causará daños a la pantalla y reducirá su tiempo de uso. El contenido de la pantalla no se puede mantener fijo durante mucho tiempo; de lo contrario, el fósforo envejecerá y afectará su tiempo de uso.
2.2. Mantenimiento del teclado y el ratón
Como el teclado es el componente principal para introducir información, un buen mantenimiento puede hacer que la entrada de información en el ordenador sea más fluida.
(1) Al escribir, no mantenga presionada una tecla durante mucho tiempo ni golpee el teclado con fuerza mientras escribe. Estos fenómenos harán que la elasticidad del teclado se debilite, lo que afectará el teclado de la computadora y hará que el teclado se debilite. está suelto. No funciona correctamente.
(2) No coma ni beba mientras escribe. Esto provocará que objetos extraños caigan en los espacios del teclado, especialmente cuando entre agua en el teclado de la computadora, lo que provocará un cortocircuito en los dispositivos electrónicos. e incluso provocar que el teclado del ordenador se dañe. El dispositivo se quema, afectando así su vida útil.
(3) Coloque una película protectora en el teclado del ordenador para evitar que penetre polvo.
(4) Después de un período de tiempo, es necesario retirar el teclado y utilizar herramientas profesionales para limpiarlo del polvo y evitar que el polvo lo dañe.
Al usar el mouse, la elasticidad de las teclas o la falla de control ocurren principalmente. Por lo tanto, cuando use el mouse, no presione el botón del mouse con demasiada fuerza ni lo mantenga presionado durante mucho tiempo. colocarse sobre una superficie plana y plana. Un escritorio liso y ordenado está mejor equipado con una alfombrilla para mouse.
2.3. Mantenimiento de la computadora host
Como el componente más importante de la computadora, la computadora host es el corazón de la computadora y también es una parte importante del mantenimiento de la computadora. El tiempo de inicio y apagado no debe ser inferior a 30 segundos. Al apagar la computadora, primero debe cerrar el software de la aplicación y luego hacer clic en Apagar en el menú de inicio para evitar que se guarden datos incompletos o se dañe el software. No abra la carcasa principal a voluntad, especialmente cuando la computadora esté encendida, no toque la placa de circuito a voluntad y no mueva la carcasa principal a voluntad. No se deben colocar contenedores de líquidos cerca del chasis principal para evitar que el líquido entre en el chasis y provoque corrosión en los componentes electrónicos [3].
3. Conclusión
En resumen, los principios y estrategias de mantenimiento del hardware informático son mucho más que esto. Por lo tanto, los usuarios de computadoras deben dominar el conocimiento correspondiente del hardware informático y comprender sus muchos aspectos. aspectos del hardware, dominar los métodos de limpieza y mantenimiento del sistema operativo, utilizarlos de manera flexible en el trabajo real y eliminar gradualmente los problemas, para que la computadora pueda brindarnos más ayuda en la vida.
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