什麼是硬體？硬體類型、硬體範例和軟體之間差異

我們解釋什麼是硬體以及現有硬體的幾代。還有硬體類型和硬體範例，以及硬體和軟體之間的差異。

硬體是電腦的機械、電子、電氣及其外圍部件的集合。

什麼是硬體？

在計算與資訊科技中，硬體（來自英語「硬」、「剛性」和「潔具」、「產品」 、「商品」）被稱為電腦或電腦系統的一組材料、有形組件。它包括所有機械、電氣和電子部件，不考慮作為軟體一部分的程式和其他數位元素。

五金 一詞從 15 世紀開始在英語中被用來指稱由硬金屬製成的器皿和工具。目前，hardware還具有「硬體」、「武器」和「一套金屬飾品」的含義。

隨著20世紀40年代電腦的出現，機器的實體組件開始被稱為硬件，以區別於邏輯組件。

該詞用於西班牙語和其他語言，無需翻譯。就西班牙語而言，已經提出了幾個等效術語和表達方式，但沒有取得多大成功：設備、電腦設備、組件、物理支援。

另請參閱：接口

硬體歷史

自從第一個電腦系統出現以來，硬體已經發生了重要的變化，以獲得更快的計算機，能夠開發更多樣化的任務。考慮到最重要的進步，至少有四代硬體有差異：

• 第一代（1945-1956）。它們是透過真空管運作的計算機器。

• 第二代（1957-1963）。電晶體的發明，使得電腦的整體尺寸大大減少。

• 第三代（1964-1971）。第一個積體電路被設計並印在矽晶片上，從而提高了資訊處理的速度和效率。

• 第四代（1971-1981）。微處理器的出現，使得個人電腦（PC）得以誕生。

在這四代的基礎上，有時會添加第五代（1982-1989），對應於平行計算系統的發展，能夠同時執行許多操作。這是一個沒有獲得預期結果而被放棄的項目。

硬體類型

輸入硬體設備可以整合到機器中或可拆卸。

根據其執行的任務，硬體分為五個主要類別：

• 加工硬體。它是計算機的心臟，它執行邏輯運算（即計算）的能力就在其中。它對應於中央處理器（CPU ） ，連接所有部件，也可以認為是處理硬體的一部分。

• 儲存硬體。它是系統記憶體。這些單元允許將資訊儲存在機器內的內部介質以及可移動和便攜式媒體上。這種類型的主要組成部分是隨機存取記憶體，俗稱RAM（隨機存取記憶體）。

• 輸入硬體。它們是允許將資訊輸入系統的設備。它們可以整合到機器中或可拆卸。鍵盤、滑鼠、麥克風和掃描器都是這類裝置的一部分。

• 輸出硬體。它們是類似於輸入設備的設備，但它們允許從系統中提取資訊。這些類型的設備包括印表機和揚聲器。

• 輸入和輸出硬體。它們是那些結合了系統資訊的輸入和輸出功能的設備。硬碟機和 U 盤是輸入和輸出組件。

硬體也可以根據其重要性進行分類。在這種情況下，區分兩組：

• 關鍵硬體。沒有它，計算機就無法運作。它包括主機板、CPU、RAM、顯示卡和電源。

• 非關鍵硬體。它們雖然是必需的，但對於啟動電腦來說並不是必需的。硬碟以及一般的輸入和輸出設備都屬於這一類。

硬體範例

一些硬體範例是：

• 主機板。它是連接其餘電腦組件的印刷電路。主機板的特性決定了其餘組件的特性（處理器技術、RAM 類型、顯示卡效能等）。一系列稱為總線的組件將組件相互連接。

• 處理器。它由封裝晶片（集成電路）組成。執行簡單的算術和邏輯運算以及二進位邏輯運算；此外，它還控制對記憶體的存取。它有一個插座，可以將其連接到主機板。 AMD和英特爾是主要的處理器製造商。

• 內存。它由一組儲存資訊的晶片組成，處理器可以快速存取這些資訊。它被稱為隨機存取記憶體，因為它可以讀取或寫入位於任何位置的信息，而不需要遵循相關的順序。
  RAM 中的資訊仍暫時存儲，也就是說，當電腦關閉時，這些資訊就會遺失。

• 儲存單元。它是儲存資訊的設備。與 RAM 不同，儲存單元永久儲存資訊。有兩種類型的儲存單元：硬碟機 ( HDD ) 和固態硬碟 (SSD)。

• 較舊的HDD由一個或多個旋轉金屬盤片組成，當電腦使用時，磁頭在金屬盤片上讀取或寫入資訊。

• 更現代的SSD 驅動器沒有機械部件：資訊儲存在使用快閃記憶體的晶片上。此技術可讓您同時讀取和寫入位於不同位置的資訊。這樣，它們比硬碟快得多。

• 顯示卡或視訊卡。該元件處理來自 CPU 的數據，並將其轉換為可以在監視器上觀察到的視覺資訊。為了減輕CPU的工作，顯示卡有自己的處理器：圖形處理單元（GPU）。它還擁有自己的 RAM 內存：VRAM。此外，它還有一個將數位訊號轉換為類比訊號的組件，以便顯示器可以讀取它們。

• 能量之源。它負責接收交流電並將其轉換為直流電，為電腦內部設備供電。此電源還負責過濾和分配設備運作所需的電壓，因為並非所有設備都需要相同的電壓。

更多內容請參閱：計算機的組件

硬體和軟體

該軟體整合了電腦的無形方面。

為了讓硬體運作，需要告訴它如何運作。這就是軟體（電腦的一組無形元件）所負責的。作業系統以及CPU處理的程式和資料都是軟體的一部分。

因此，硬體和軟體是電腦一起運作的方面，因為前者支援後者，而後者允許我們控制它的運作方式和前者的目標。

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免費硬體

一段時間以來，隨著計算領域的進步，免費硬體一直在獲得發展勢頭。一般來說，自由硬體是指可以自由修改和使用的硬體。實際上，這些硬體設備的規格和圖表是可公開存取的（收費或免費）。

與自由軟體一樣，使用免費硬體意味著共享基於它的開發訊息，無論它是否被商業利用。有不同類型的免費硬體許可證，它們確定了硬體使用的特定範圍。

目前，有幾個免費硬體計劃。許多都是協作項目，旨在開發一些新技術（高效能處理器、對環境影響較小的設備、智慧印表機）。其他的是教育或社會計劃的一部分（為教授電腦科學、低成本電腦而創建的設備）。