Introduction
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程式碼:NA
Section 3: Hardware
3.1 Cables and Adapters
Network Cables
- 雙絞線銅纜(Twisted pair copper cabling)雙絞線銅纜常用於網路線,雙絞線可減少傳送中訊號的衰減以及受到的干擾,此外雙絞線銅纜可依其最大頻寬進行分類,常見拿來作為網路線的有 Cat.5e 到Cat6a,其最大承載頻寬及傳輸距離如下表所示:
- 同軸電纜(Coaxial cable)同軸電纜是一種帶有中心導體、絕緣層、銅網和外部絕緣層的電纜。常用於有線電視系統和高速數據傳輸。
- 阻燃電纜(plenum cable)網路線通常會架設在天花板至上層樓板間的夾層,此處又稱為回風層(上圖右),r即使通風管道與夾層隔離(上圖左),為了確保我們的網路線在火災發生時不會產生煙霧或有毒氣體,進而隨著回風將毒氣及火苗擴散至建築物的其他區域。在此類空間架設網路線時應採用特殊材質的阻燃電纜。
- 屏蔽電纜屏蔽電纜是一種能降低傳輸中干擾的網路線。它具有屏蔽層可以保護訊號免於外部電磁波的影響,提高網路速度和穩定性。且視屏蔽的方式不同可分為好幾種代稱,格式為XX/XXX:
- XX(以網路線整體為保護對象)
- U:無屏蔽
- F:鋁箔外層屏蔽
- SF:內鋁箔層+外鍍錫銅編織層屏蔽
- XXX(以雙絞線為保護對象)
- UTP:無屏蔽雙絞線
- FTP:鋁箔外層屏蔽雙絞線
- 直埋電纜直埋電纜通常具有較高的防水性和耐久性,並且能夠抵抗一定程度的壓力和拉力,適合用於需要長時間埋在地下或水中的場合。通常直埋電纜也是屏蔽雙絞線,且內部灌滿凝膠防止水進入電纜內部,此外還有一條排擾線用於排走任何額外的電壓。
- Optical Fiber
光纖通過光信號傳輸數據。相較於傳統的銅線電纜,光纖電纜具有更高的傳輸速度、更長的傳輸距離和更高的信號穩定性,同時也不會受到電磁干擾的影響
- 其主要組成如下:
- 光纖芯(Core)
光纖電纜的核心部分,是由高純度玻璃或塑料製成的細長管道,用於傳輸光信號。 - 包覆層(Cladding)
光纖芯與外層護套之間還有一層保護,通常是由矽氧化物等材料製成的,用於保護光纖芯,防止信號受到外界干擾。 - 護套
護套是包裹在光纖電纜外面的保護層,可以防止光纖電纜受到物理損壞。 - 光纖主要分為兩類,主要的差別來自於光纖芯的尺寸大小
- 多模光纖
多模光纖的光纖芯較大,光源輸出通常為LED,線材顏色為橘色,纜線內部可以容納多條不同角度的光線進行傳輸,因此被稱為多模式光纖。通常用於短距離傳輸,例如局域網、數據中心、短距離高速傳輸等應用場景。 - 單模光纖
單模光纖的光纖芯較細,只能容納一條光線進行傳輸,因此被稱為單模式光纖。其光源輸出通常為雷射,線材顏色為黃色。
單模光纖通常用於長距離傳輸,例如城市間的通信、跨洲際的通信、長距離光纖電纜等應用場景。由於只有一條光線進行傳輸,因此光信號的衰減相對較小,可以實現更長距離的傳輸。傳輸速度也更高。
顏色的順序跟雙絞線在電纜內部的扭曲程度(降低干擾)有關,若是不照標準提供的顏色順序進行壓合,只要兩端顏色順序一致,一樣可以成功通訊,但可傳遞距離及穩定性會大幅下降。
Peripheral Cables
- USB(Universal Serial Bus)USB是一種常用的連接埠,可用於連接許多種類的週邊設備,例如鍵盤、滑鼠、鏡頭頭、印表機、外接硬碟…等等,各種接頭有其適用的設備與使用情境,隨著技術發展,USB的最大傳輸速度也在不斷提升。
- Thunderbolt由 Intel 和 Apple 合作開發的高速數據傳輸技術,可以提供比 USB 更快的傳輸速度。Thunderbolt 可以同時傳輸數據和電源,並支持連接多個設備,例如外接顯示器、硬碟、攝像頭、音頻介面等等,第三代改為使用USB Type-C 介面,傳輸速度可達40 Gbits/s
- Serial Console cables在USB之前,我們通常使用 DB-9 或 DB-25 連接埠連接電腦和網路設備(例如路由器、交換機、防火牆等),透過這些連接埠我們可以發送RS232訊號給網路設備並連接到設備的操作系統,並使用命令行介面進行操作和配置。
- VGA(Video Graphics Array)VGA是一種類比訊號的顯示器連接埠,只能傳輸影像訊號,且容易受到訊號干擾,傳輸距離超過15公尺可能會產生影像模糊的問題,解析度最高支援到1080P,在某些舊型號電腦和螢幕還能看到。
- HDMI(High Definition Multimedia Interface)HDMI 是一種數位訊號傳輸介面,可以同時傳送影像及聲音訊號,一般的HDMI線材在傳輸距離超過20公尺可能會產生影像失真的問題
- DisplayPort
DisplayPort 也是一種數位訊號傳輸介面,可同時傳送影像及音訊,並相容於 HDMI 。
- DVI(Digital Visual Interface)
DVI透過不同接頭可同時支援類比及數位訊號,但只能傳遞影像
SATA(Serial AT Attachment) Device Cables
SATA 是電腦內部儲存設備最常見的一種接口存儲設備的一種非常常見的接口類型。目前在 SATA 3 每秒可傳輸實際600MB左右的資料,使用時需同時插入Data Cable(上圖右2)及Power Cable(右1),一些較舊的型號可能會使用PATA的電源線(左1)
SATA 是電腦內部儲存設備最常見的一種接口存儲設備的一種非常常見的接口類型。目前在 SATA 3 每秒可傳輸實際600MB左右的資料,使用時需同時插入Data Cable(上圖右2)及Power Cable(右1),一些較舊的型號可能會使用PATA的電源線(左1)
SCSI(Small Computer Systems Interface) Device Cables
SCSI 最初的構想是使用電腦的一個接口,透過菊花鏈將多個週邊設備連接起來。在鏈上的每個設備都擁有一個SCSI ID,SCSI透過這個ID來識別裝置,若裝置本身含有多個子裝置(如磁碟陣列),每個裝置會被分派LUN(Logic Unit Number)以幫助識別。
SCSI 的最新標準之一為 SAS(Serial Attached SCSI),SAS不再擁有多個接口的電纜而是點對點連接,同時SAS的控制器接口如果形狀相符,可支援SATA硬碟使用。
PATA(Parallel AT Attachment) Device Cables
PATA一開始被稱為IDE(Integrated Drive Electronics),這類型的裝置使用帶狀的纜線進行連接,這類設備在2013年後已經停產,往後看到的機會將越來越少。
Adapters and Converters
有時兩種裝置上的接口不一定會匹配,需要利用Adapter及Converter進行轉接,這兩種工具的差異在於,Adapter 單純用來連接不同種類的線材,而Converter 額外多了轉換訊號格式的功能,例如將類比訊號轉為數位訊號。
Copper Connectors
有時兩種裝置上的接口不一定會匹配,需要利用Adapter及Converter進行轉接,這兩種工具的差異在於,Adapter 單純用來連接不同種類的線材,而Converter 額外多了轉換訊號格式的功能,例如將類比訊號轉為數位訊號。
Copper Connectors
- RJ11(Registered Jack type 11)RJ11 接口具有6個凹槽、2個觸點,通常用在電話或DSL連線。
- RJ45RJ45 接口具有8個凹槽、8個觸點,通常用於網路線連接。
- F connector此接頭通常用於同軸電纜。
- USBUSB接口的用途非常廣,較新型的接口為USB Type C,此類接口可傳輸多種類的訊號,因此也可在Thunderbolt 及 Displayport 等設備上看到。
- Molex connector這類具有4個針腳的接口被通稱為Molex接口,可謂電腦內的設備提供 12 V 或 5 V 的電壓輸出。常見如硬碟、光碟機及電腦風扇都可以看到這類接口。
- Lighting具有8個觸點的連接器,用於傳輸數據並為部份型號的 iPhone 和 iPad 供電。
- DB-9 (D-subminiature 9)具有9個針腳的接口,通常用於傳送 RS-232 訊號。可在交換機、路由器和其他具有控制台連接的基礎設施設備上看到。
Fiber Connectors
- SC (Subscriber Connector)SC接頭也有人稱作 Square Connector,採用滑扣方式固定。
- LC (Local Connector)LC接頭尺寸較SC接頭小。
- ST (Straight Tip Connector)ST 接頭的末端有一個延伸出來的長套圈,使用時將末端插入後旋轉卡榫進行固定。
3.2 Memory
An Overview of Memory
此處的記憶體指的是加載應用程式或文件時使用的臨時儲存區,我們平常使用的程式,如Windows作業系統、遊戲、其他軟體等,都必須把它們載入記憶體中,才能真正使用這些應用程式。- DIMM (Dual Inline Memory Module)
DIMM 是一種常見的電腦記憶體模組。
- SO-DIMM (Small Outline Dual Inline Memory Module)
SO-DIMM的寬度大約是DIMM的一半。常見於筆電和其他行動設備。
- RAM (Random Access Memory)
RAM是電腦中常用的記憶體類型,之所以稱為"Random",是因為系統可以直接從任何地址讀取數據,而無需遍歷與目的地之間的所有地址(例如磁帶)。
- DRAM (Dynamic Random-Access Memory)
由於RAM中的電容或多或少有漏電的情形,電荷會漸漸隨時間流失,因此DRAM需定期(Dynamic)為電容充電,以保持儲存單元中的數據。
- SDRAM(Synchronous Dynamic Random-Access Memory)
SDRAM是一種進階的DRAM技術。SDRAM的內部時鐘可以與系統時鐘同步,提高了數據傳輸速度和效率
- DDR (Double Data Rate)
DDR是SDRAM的進一步改進,可以在每個時脈週期傳輸兩次數據,這提高了傳輸速度和效率。DDR技術有多個版本,每個版本的接口位置不同,因此需注意主機板提供的接口型號
Memory Technologies
- Virtual Memory (Swap file)
虛擬記憶體允許作業系統將不常用的記憶體數據儲存到硬碟上,這樣可以讓系統運行更多的應用程式及處理更多的數據,而不會因為記憶體不足而崩潰。
- Multi-Channel Memory
多通道記憶體是一種可以提升記憶體資料傳送效能的技術,通過增加記憶體控制器的通道數量,從而提高了記憶體的傳輸速度和效率。與單通道記憶體相比,多通道記憶體可以同時處理更多的數據,從而提高了系統的整體性能,目前市面上幾乎所有的電腦最少都支援雙通道。
- Memory that check itself
- Parity
奇偶校驗是一種檢查數據傳輸中是否發生錯誤的技術。在記憶體中,每個儲存單元都有一個Parity Bit,當傳輸或儲存數據時,系統都會計算數據的Parity Bit,如果Parity Bit無法匹配,意味著數據可能已經損壞或遺失。
- ECC(Error Correcting Code)
ECC是一種進階的資料錯誤偵測與校正功能,具有 ECC 功能的記憶體通常都是用於專業的伺服器,或是高階的重要資料設備,以確保資料的正確性與完整性。
An Overview of Memory
此處的記憶體指的是加載應用程式或文件時使用的臨時儲存區,我們平常使用的程式,如Windows作業系統、遊戲、其他軟體等,都必須把它們載入記憶體中,才能真正使用這些應用程式。
此處的記憶體指的是加載應用程式或文件時使用的臨時儲存區,我們平常使用的程式,如Windows作業系統、遊戲、其他軟體等,都必須把它們載入記憶體中,才能真正使用這些應用程式。
- DIMM (Dual Inline Memory Module)DIMM 是一種常見的電腦記憶體模組。
- SO-DIMM (Small Outline Dual Inline Memory Module)SO-DIMM的寬度大約是DIMM的一半。常見於筆電和其他行動設備。
- RAM (Random Access Memory)
RAM是電腦中常用的記憶體類型,之所以稱為"Random",是因為系統可以直接從任何地址讀取數據,而無需遍歷與目的地之間的所有地址(例如磁帶)。 - DRAM (Dynamic Random-Access Memory)
由於RAM中的電容或多或少有漏電的情形,電荷會漸漸隨時間流失,因此DRAM需定期(Dynamic)為電容充電,以保持儲存單元中的數據。 - SDRAM(Synchronous Dynamic Random-Access Memory)
SDRAM是一種進階的DRAM技術。SDRAM的內部時鐘可以與系統時鐘同步,提高了數據傳輸速度和效率 - DDR (Double Data Rate)DDR是SDRAM的進一步改進,可以在每個時脈週期傳輸兩次數據,這提高了傳輸速度和效率。DDR技術有多個版本,每個版本的接口位置不同,因此需注意主機板提供的接口型號
Memory Technologies
- Virtual Memory (Swap file)
虛擬記憶體允許作業系統將不常用的記憶體數據儲存到硬碟上,這樣可以讓系統運行更多的應用程式及處理更多的數據,而不會因為記憶體不足而崩潰。 - Multi-Channel Memory
多通道記憶體是一種可以提升記憶體資料傳送效能的技術,通過增加記憶體控制器的通道數量,從而提高了記憶體的傳輸速度和效率。與單通道記憶體相比,多通道記憶體可以同時處理更多的數據,從而提高了系統的整體性能,目前市面上幾乎所有的電腦最少都支援雙通道。 - Memory that check itself
- Parity
奇偶校驗是一種檢查數據傳輸中是否發生錯誤的技術。在記憶體中,每個儲存單元都有一個Parity Bit,當傳輸或儲存數據時,系統都會計算數據的Parity Bit,如果Parity Bit無法匹配,意味著數據可能已經損壞或遺失。 - ECC(Error Correcting Code)
ECC是一種進階的資料錯誤偵測與校正功能,具有 ECC 功能的記憶體通常都是用於專業的伺服器,或是高階的重要資料設備,以確保資料的正確性與完整性。
3.3 Storage Devices
Storage Devices
- HDD (Hard Disk Drive)
使用磁片儲存數據的儲存裝置,磁頭會在高速旋轉的磁片上讀取資料,換言之,磁片的轉速越快,資料讀取寫入的速度也就越快。 - SSD (Solid-State Drive)
以快閃記憶體為主要儲存媒體的儲存裝置,與HDD相比,沒有機械部件,耐用程度提高,且讀寫速度非常快 - 2.5" SATA
通常用於筆記型電腦或外接硬碟。 - mSATA (mini SATA)
一種小型的SATA規格,主要用於 SSD 或無線網卡。 - M.2
一種較新的規格,用以取代mSATA,採用PCIe匯流排進行連接,提供更快的傳輸速度,同時也可以通過SATA接口進行連接,但是速度會因SATA的傳輸速度有所侷限 - Key Type
目前常見的 3C 產品中,支援 M.2 SSD 之插槽主要為兩種類型:B key(socket 2)以及 M key(socket 3);常見腳位則是:B+M key 及 M key,購買前需確認硬碟與主機板插槽是否匹配。
- AHCI(Advanced Host Controller Interface) v.s. NVMe(Non-volatile Memory Express)
AHCI 是較舊的控制器協議,用於規範SATA儲存裝置如何與系統記憶體傳輸資料。它的優點是穩定可靠,且被廣泛支援。但是它的最高傳輸速已無法發揮SSD的速度優勢。
因此 NVMe 控制器協議被發展出來,用於控制連接到 PCIe 介面的SSD,發揮其最大速度優勢,速度差可比傳統 SATA 接口搭配 SSD快4倍,但需要注意主機板是否支援。
- Flash drive(EEPROM)
一種儲存資料的裝置,具有不需電源即可保留數據的特性,通常用於行動裝置、攝影機、音樂播放器等 - USB Flash drive
使用USB接口,體積小,便於攜帶,通常用於備份、儲存和傳輸數據 - SD (Secure Digital)
一種小型儲存卡,用於數位相機、手機、平板電腦等設備,具有方便攜帶、容量大等特點 - miniSD
SD卡的較小版本。 - microSD
SD卡的更小版本。 - CompactFlash
一種大型儲存卡,通常用於數位相機或攝影器材中,容量較大,讀寫速度也較快。 - xD-Picture
是一種小型儲存卡,常見於數位相機,已經逐漸被其他類型的儲存卡所取代。
- Optical Drive
可以讀取光碟片的裝置,常用於電腦、影音娛樂等領域 - CD-ROM
- DVD-ROM
- Blu-ray
一種高清晰度的影音光碟,需要使用 Blu-ray光碟機才能讀取
RAID (Redundant Array of independent Disks)
RAID是一種利用虛擬化儲存技術,把多個硬碟組合起來成為硬碟陣列,提升系統效能或可靠性的方法,常見的RAID種類有以下幾種:- RAID 0 (striping)
將資料分成多個區塊儲存在多個硬碟上,以提高讀寫速度。RAID 0不提供容錯能力,因為單個硬碟故障將導致所有資料的損失。適用於需要高速讀寫且不需要擔心備份還原的情應用程式,如圖形處理、影片編輯等
- RAID 1 (Mirroring)
將資料完全複製到多個硬碟上,以提供容錯能力。如果其中一個硬碟失效,系統將自動切換到另一個硬碟上。RAID 1不提供性能提升,但具有高可用性和可靠性。適用於需要高可用性和容錯能力的應用程式,如資料庫、郵件服務器等
- RAID 5 (striping with parity)
使用奇偶校驗碼在多個硬碟上分散儲存資料,以提供容錯能力和一定程度的性能提升。如果其中一個硬碟失效,系統可以根據奇偶校驗碼重新計算缺失的資料。RAID 5需要至少三個硬碟作用,但當其中一個硬碟失效時,性能會受到影響。適用情境:需要於容錯能力和性能要求較高的應用程式,如檔案伺服器、虛擬化環境等。
- RAID 10 (stripe of mirrors)
也被稱為RAID 1+0,將多個硬盤驅動器分成多組,每組內使用RAID 1來提供容錯能力,然後使用 RAID 0 來提升性能。RAID 10 需要至少四個硬碟,並且可以容忍一定數量的硬碟失效而不影響資料完整性和系統效能。適用於需要高性能和可靠性的應用程式,如高負載的資料庫、虛擬化環境等。
- HDD (Hard Disk Drive)使用磁片儲存數據的儲存裝置,磁頭會在高速旋轉的磁片上讀取資料,換言之,磁片的轉速越快,資料讀取寫入的速度也就越快。
- SSD (Solid-State Drive)以快閃記憶體為主要儲存媒體的儲存裝置,與HDD相比,沒有機械部件,耐用程度提高,且讀寫速度非常快
- 2.5" SATA
通常用於筆記型電腦或外接硬碟。 - mSATA (mini SATA)
一種小型的SATA規格,主要用於 SSD 或無線網卡。 - M.2
一種較新的規格,用以取代mSATA,採用PCIe匯流排進行連接,提供更快的傳輸速度,同時也可以通過SATA接口進行連接,但是速度會因SATA的傳輸速度有所侷限 - Key Type
目前常見的 3C 產品中,支援 M.2 SSD 之插槽主要為兩種類型:B key(socket 2)以及 M key(socket 3);常見腳位則是:B+M key 及 M key,購買前需確認硬碟與主機板插槽是否匹配。 - AHCI(Advanced Host Controller Interface) v.s. NVMe(Non-volatile Memory Express)
AHCI 是較舊的控制器協議,用於規範SATA儲存裝置如何與系統記憶體傳輸資料。它的優點是穩定可靠,且被廣泛支援。但是它的最高傳輸速已無法發揮SSD的速度優勢。
因此 NVMe 控制器協議被發展出來,用於控制連接到 PCIe 介面的SSD,發揮其最大速度優勢,速度差可比傳統 SATA 接口搭配 SSD快4倍,但需要注意主機板是否支援。 - Flash drive(EEPROM)一種儲存資料的裝置,具有不需電源即可保留數據的特性,通常用於行動裝置、攝影機、音樂播放器等
- USB Flash drive
使用USB接口,體積小,便於攜帶,通常用於備份、儲存和傳輸數據 - SD (Secure Digital)
一種小型儲存卡,用於數位相機、手機、平板電腦等設備,具有方便攜帶、容量大等特點 - miniSD
SD卡的較小版本。 - microSD
SD卡的更小版本。 - CompactFlash
一種大型儲存卡,通常用於數位相機或攝影器材中,容量較大,讀寫速度也較快。 - xD-Picture
是一種小型儲存卡,常見於數位相機,已經逐漸被其他類型的儲存卡所取代。 - Optical Drive
可以讀取光碟片的裝置,常用於電腦、影音娛樂等領域 - CD-ROM
- DVD-ROM
- Blu-ray
一種高清晰度的影音光碟,需要使用 Blu-ray光碟機才能讀取
RAID (Redundant Array of independent Disks)
RAID是一種利用虛擬化儲存技術,把多個硬碟組合起來成為硬碟陣列,提升系統效能或可靠性的方法,常見的RAID種類有以下幾種:
RAID是一種利用虛擬化儲存技術,把多個硬碟組合起來成為硬碟陣列,提升系統效能或可靠性的方法,常見的RAID種類有以下幾種:
- RAID 0 (striping)將資料分成多個區塊儲存在多個硬碟上,以提高讀寫速度。RAID 0不提供容錯能力,因為單個硬碟故障將導致所有資料的損失。適用於需要高速讀寫且不需要擔心備份還原的情應用程式,如圖形處理、影片編輯等
- RAID 1 (Mirroring)將資料完全複製到多個硬碟上,以提供容錯能力。如果其中一個硬碟失效,系統將自動切換到另一個硬碟上。RAID 1不提供性能提升,但具有高可用性和可靠性。適用於需要高可用性和容錯能力的應用程式,如資料庫、郵件服務器等
- RAID 5 (striping with parity)使用奇偶校驗碼在多個硬碟上分散儲存資料,以提供容錯能力和一定程度的性能提升。如果其中一個硬碟失效,系統可以根據奇偶校驗碼重新計算缺失的資料。RAID 5需要至少三個硬碟作用,但當其中一個硬碟失效時,性能會受到影響。適用情境:需要於容錯能力和性能要求較高的應用程式,如檔案伺服器、虛擬化環境等。
- RAID 10 (stripe of mirrors)也被稱為RAID 1+0,將多個硬盤驅動器分成多組,每組內使用RAID 1來提供容錯能力,然後使用 RAID 0 來提升性能。RAID 10 需要至少四個硬碟,並且可以容忍一定數量的硬碟失效而不影響資料完整性和系統效能。適用於需要高性能和可靠性的應用程式,如高負載的資料庫、虛擬化環境等。
3.4 Motherboards
主機板一般包含CPU插槽、記憶體插槽、內外接設備插槽、擴充插槽、電源插座、晶片組以及BIOS晶片…等,尺寸個異
Motherboard Form Factors
目前主流的兩種尺寸如下
Motherboard Form Factors
目前主流的兩種尺寸如下
目前主流的兩種尺寸如下
- ATX(Advanced Technology eXtended)
ATX 主機板通常用於桌上型電腦,這類主機板通常有較多的插槽和連接埠,需要一個較大的機殼來容納。
- ITX(Information Technology eXtended)
ITX 主機板是較小的主機板,插槽和連接器也較少,適合用於小型電腦,例如家庭劇院設備、NAS…等。
Motherboard Expansion SlotsPCI 和 PCIe 是兩種不同的擴展插槽標準,主要用於連接擴充卡,例如顯示卡、網絡卡…等。- PCI (Peripheral Component Interconnect)

PCI 裝置透過 32-bit及64-bit的PCI 匯流排與CPU溝通,可使用3.3V或5V的電壓,不同條件下的插槽格式也不同,但目前的新電腦已不再提供此種插槽
- 在PCI-E與PCI之間最大的差異為,PCI為平行、多點架構,而PCI-E則是序列、點對點架構,差異在於PCI採用平行架構,在佈線設計上線路需要等長的因素,否則則會產生訊號扭曲等問題,造成PCI時脈僅有33/66MHz,難以提昇,另外電壓的部份也難以下調,在發展上面較PCI-E難的多。
- 而PCI-E因採用序列的架構,可以排除訊號不同步的問題,另外透過LVDS(Low Voltage Differential Signaling低電壓差動訊號傳輸)降低串音問題,串音問題嚴重時會產生如訊號完整性、時序、阻抗產生變化,造成訊號干擾的問題,解決這個問題後,使得PCI-E的工作時脈可以提昇至目前的PCI-E 2.0 5GHz、PCI-E 3.0 8GHz,相較於PCI可說是進步數倍的結果。
感應距離約 4公分以內,通常用於資料傳輸或認證- PCIe (Peripheral Component Interconnect Express)
PCIe是一種更快速的擴充插槽標準,主機板上通常會設置多個PCIe插槽。PCIe插槽具有不同長度,常見如x1, x2, x4, x8, x16,長度較長的插槽可容納較短的PCI裝置,同時可傳輸的數據量也較大
Motherboard Connectors
- Power Connector
電源插槽是主機板上最重要的插槽之一,用來連接電源供應器,電源插槽的形狀為長方形,有正反方向的區別,目前電腦大部分都是採用 24PIN 的接口,少數CPU須單獨供電的會額外使用 4-PIN +12V 的接口。
- Pin Headers
Pin header 是用來連接各種零件的小插槽,包括機殼前面板的 USB、音頻、電源開關、硬碟燈、風扇等。這些小插槽通常旁變會有文字供人員識別。
- M.2
M.2 插槽是一種新型的小型接口,用於連接SSD和其他裝置,有些主機板只支援 SATA M.2 硬碟,而有些則支援 PCIe M.2 硬碟或兩者皆可。在購買之前,請仔細查閱主機板說明書,以確定 M.2 插槽的支援類型
Motherboard Compatibility
如果要組電腦,第一件事要選擇使用Intel或是AMD的主機板,由於兩家的CPU的設計與運作方式皆有不同,主機板與CPU的品牌必須一致
筆電的主機板通常是該型號專用的,當主機板上的接口、CPU或其他部分損毀時,必須整張主機板一起更換
The BIOS(Basic Input/Output System)
BIOS 是一種用於電腦硬體初始化和啟動作業系統的軟體。它在電腦開機時執行,並負責初始化和檢測硬體設備,並啟動作業系統。
上圖左是舊式的BIOS畫面(Legacy BIOS),上圖右則是 HP 設備的 UEFI(Unified Extensible Firmware Interface) BIOS,UEFI提供了比傳統BIOS更多的功能,例如支援大型硬碟、網路啟動及安全性相關設定。
BIOS Settings
透過BIOS,我們可以禁用系統的部份硬體功能、管理電腦的啟動時加載的裝置順序、控制風扇運行的偏好設定、或是設定系統登入及BIOS的管理密碼,以下是與BIOS相關的項目說明- CMOS Battery
在主機板上會有一枚扁平的鋰電池,在近期的主機板上,它只負責維持系統的日期/時間配置,在較舊的主機板上可透過移除這枚電池來重設BIOS設定
- Reset the BIOS password or settings
在主機板上會有名為CLRTC(Clear The RealTime Clock)的針腳,透過跳線短接這兩個針腳並啟動系統。BIOS內的任何設定都將被清除。
- Secure Boot 是一種用於防止惡意程式對系統進行更改的機制,確保裝置只會使用原始設備製造商 (OEM) 所信任的軟體來開機。 當電腦啟動時,韌體會檢查每個開機軟體的簽章,包括 UEFI 韌體驅動程式、EFI 應用程式和作業系統。 如果簽章有效,電腦會成功開機,韌體接著把電腦的控制權交到作業系統手上,管理者可透過BIOS啟用這項功能
- TPM(Trusted Platform Module)可用來改善電腦的安全性,常見於使用在硬碟加密,TPM晶片是一種安全的加密處理器,可幫助您產生、儲存及限制使用加密密鑰等操作。TPM 包含多種物理安全機制使其具有防篡改功能,管理者可透過BIOS啟用這項功能
- HSM(硬體安全模組)與TPM的顯著區別是 HSM 是可攜式裝置或外部設備。兩者都通過儲存金鑰來提供安全加密功能。
CPU Features
作業系統與使用的CPU位元數需相符,如今大多數的作業系統都是64位元,32位元的CPU最多能夠存取4GB(2^32)的記憶體,而64位元理論上最多可以存取16TB的記憶體

在工作管理員可看到CPU的基本資訊
- ARM(Advanced RISC Machine)-Based CPU
除了x86及x64的CPU,還存在一種ARM架構。ARM 架構以其低功耗而聞名,非常適合用於行動裝置。
- Cores
如今的CPU通常都是多核心的架構,多核心 CPU能夠同時處理多個執行緒,從而提昇應用程式的運行速度及系統穩定性。
- SMT (Simultaneous Multi-Threading)
多執行緒技術可以在一個CPU核心上同時執行多個執行緒,讓單一核心像多核心一樣運作(效率非倍數成長)。
- Virtualization
虛擬化是通過軟體模擬硬體來實現多個獨立的虛擬機器共享一個實體硬體的技術,而支援虛擬化技術(例如:Intel VT-x, AMD-V)的CPU可以讓電腦上虛擬機的運作更有效率
Expansion Cards
透過擴充插槽,我們可以購買額外的硬體來擴展系統的效能或功能,常見如音效卡、顯示卡、網卡,除了需注意主機板上的插槽是否與裝置相符,裝置在使用前通常需安裝驅動程式來使裝置運行,建議查看製造商的官方網站獲取最新版本的驅動程式。
Cooling
由於電腦在運行時會產生大量的熱能,維持環境良好的溫度是件很重要的事情
,從機殼進出氣的設計、風扇、散熱器選購到CPU使用導熱片/散熱膏等都可以幫助散熱,在操作上要注意的有機殼與元件的尺寸,導熱片壓合後不可重複使用,以及散熱膏的用量
- ATX(Advanced Technology eXtended)
ATX 主機板通常用於桌上型電腦,這類主機板通常有較多的插槽和連接埠,需要一個較大的機殼來容納。 - ITX(Information Technology eXtended)
ITX 主機板是較小的主機板,插槽和連接器也較少,適合用於小型電腦,例如家庭劇院設備、NAS…等。
Motherboard Expansion Slots
PCI 和 PCIe 是兩種不同的擴展插槽標準,主要用於連接擴充卡,例如顯示卡、網絡卡…等。
- PCI (Peripheral Component Interconnect)
PCI 裝置透過 32-bit及64-bit的PCI 匯流排與CPU溝通,可使用3.3V或5V的電壓,不同條件下的插槽格式也不同,但目前的新電腦已不再提供此種插槽 - 在PCI-E與PCI之間最大的差異為,PCI為平行、多點架構,而PCI-E則是序列、點對點架構,差異在於PCI採用平行架構,在佈線設計上線路需要等長的因素,否則則會產生訊號扭曲等問題,造成PCI時脈僅有33/66MHz,難以提昇,另外電壓的部份也難以下調,在發展上面較PCI-E難的多。
- 而PCI-E因採用序列的架構,可以排除訊號不同步的問題,另外透過LVDS(Low Voltage Differential Signaling低電壓差動訊號傳輸)降低串音問題,串音問題嚴重時會產生如訊號完整性、時序、阻抗產生變化,造成訊號干擾的問題,解決這個問題後,使得PCI-E的工作時脈可以提昇至目前的PCI-E 2.0 5GHz、PCI-E 3.0 8GHz,相較於PCI可說是進步數倍的結果。 感應距離約 4公分以內,通常用於資料傳輸或認證
- PCIe (Peripheral Component Interconnect Express)PCIe是一種更快速的擴充插槽標準,主機板上通常會設置多個PCIe插槽。PCIe插槽具有不同長度,常見如x1, x2, x4, x8, x16,長度較長的插槽可容納較短的PCI裝置,同時可傳輸的數據量也較大
- Power Connector電源插槽是主機板上最重要的插槽之一,用來連接電源供應器,電源插槽的形狀為長方形,有正反方向的區別,目前電腦大部分都是採用 24PIN 的接口,少數CPU須單獨供電的會額外使用 4-PIN +12V 的接口。
- Pin HeadersPin header 是用來連接各種零件的小插槽,包括機殼前面板的 USB、音頻、電源開關、硬碟燈、風扇等。這些小插槽通常旁變會有文字供人員識別。
- M.2M.2 插槽是一種新型的小型接口,用於連接SSD和其他裝置,有些主機板只支援 SATA M.2 硬碟,而有些則支援 PCIe M.2 硬碟或兩者皆可。在購買之前,請仔細查閱主機板說明書,以確定 M.2 插槽的支援類型
如果要組電腦,第一件事要選擇使用Intel或是AMD的主機板,由於兩家的CPU的設計與運作方式皆有不同,主機板與CPU的品牌必須一致
筆電的主機板通常是該型號專用的,當主機板上的接口、CPU或其他部分損毀時,必須整張主機板一起更換
The BIOS(Basic Input/Output System)
上圖左是舊式的BIOS畫面(Legacy BIOS),上圖右則是 HP 設備的 UEFI(Unified Extensible Firmware Interface) BIOS,UEFI提供了比傳統BIOS更多的功能,例如支援大型硬碟、網路啟動及安全性相關設定。
透過BIOS,我們可以禁用系統的部份硬體功能、管理電腦的啟動時加載的裝置順序、控制風扇運行的偏好設定、或是設定系統登入及BIOS的管理密碼,以下是與BIOS相關的項目說明
- CMOS Battery在主機板上會有一枚扁平的鋰電池,在近期的主機板上,它只負責維持系統的日期/時間配置,在較舊的主機板上可透過移除這枚電池來重設BIOS設定
- Reset the BIOS password or settings
在主機板上會有名為CLRTC(Clear The RealTime Clock)的針腳,透過跳線短接這兩個針腳並啟動系統。BIOS內的任何設定都將被清除。 - Secure Boot 是一種用於防止惡意程式對系統進行更改的機制,確保裝置只會使用原始設備製造商 (OEM) 所信任的軟體來開機。 當電腦啟動時,韌體會檢查每個開機軟體的簽章,包括 UEFI 韌體驅動程式、EFI 應用程式和作業系統。 如果簽章有效,電腦會成功開機,韌體接著把電腦的控制權交到作業系統手上,管理者可透過BIOS啟用這項功能
- TPM(Trusted Platform Module)可用來改善電腦的安全性,常見於使用在硬碟加密,TPM晶片是一種安全的加密處理器,可幫助您產生、儲存及限制使用加密密鑰等操作。TPM 包含多種物理安全機制使其具有防篡改功能,管理者可透過BIOS啟用這項功能
- HSM(硬體安全模組)與TPM的顯著區別是 HSM 是可攜式裝置或外部設備。兩者都通過儲存金鑰來提供安全加密功能。
CPU Features
作業系統與使用的CPU位元數需相符,如今大多數的作業系統都是64位元,32位元的CPU最多能夠存取4GB(2^32)的記憶體,而64位元理論上最多可以存取16TB的記憶體
作業系統與使用的CPU位元數需相符,如今大多數的作業系統都是64位元,32位元的CPU最多能夠存取4GB(2^32)的記憶體,而64位元理論上最多可以存取16TB的記憶體
在工作管理員可看到CPU的基本資訊 |
- ARM(Advanced RISC Machine)-Based CPU
除了x86及x64的CPU,還存在一種ARM架構。ARM 架構以其低功耗而聞名,非常適合用於行動裝置。 - Cores
如今的CPU通常都是多核心的架構,多核心 CPU能夠同時處理多個執行緒,從而提昇應用程式的運行速度及系統穩定性。 - SMT (Simultaneous Multi-Threading)
多執行緒技術可以在一個CPU核心上同時執行多個執行緒,讓單一核心像多核心一樣運作(效率非倍數成長)。 - Virtualization
虛擬化是通過軟體模擬硬體來實現多個獨立的虛擬機器共享一個實體硬體的技術,而支援虛擬化技術(例如:Intel VT-x, AMD-V)的CPU可以讓電腦上虛擬機的運作更有效率
透過擴充插槽,我們可以購買額外的硬體來擴展系統的效能或功能,常見如音效卡、顯示卡、網卡,除了需注意主機板上的插槽是否與裝置相符,裝置在使用前通常需安裝驅動程式來使裝置運行,建議查看製造商的官方網站獲取最新版本的驅動程式。
Cooling
由於電腦在運行時會產生大量的熱能,維持環境良好的溫度是件很重要的事情
,從機殼進出氣的設計、風扇、散熱器選購到CPU使用導熱片/散熱膏等都可以幫助散熱,在操作上要注意的有機殼與元件的尺寸,導熱片壓合後不可重複使用,以及散熱膏的用量
由於電腦在運行時會產生大量的熱能,維持環境良好的溫度是件很重要的事情
,從機殼進出氣的設計、風扇、散熱器選購到CPU使用導熱片/散熱膏等都可以幫助散熱,在操作上要注意的有機殼與元件的尺寸,導熱片壓合後不可重複使用,以及散熱膏的用量
3.5 Power
Computer Power
在處理硬體設備時謹記關閉電源。
電腦設備通常使用直流電源供電,因此我們需要一個電源供應器將從插做接收到的交流電轉換成直流電,在購買電源供應器時,可以先查看所在國家提供的電力規格(例如美國為120VAC, 變換頻率為60Hz),再依電腦上元件所需的電源瓦數去選擇,保守的計算方式是使用瓦數加總兩倍的電源供應起
常見使用+12V的裝置:PCIe卡,硬碟馬達,風扇等常見使用+3.3V的裝置:M.2插槽,記憶體
較少見使用+5V的裝置:部分舊式主機板元件較少見使用-12V的裝置:內建網卡,舊式序列埠,部份PCI卡
在伺服器主機上可以很常看到雙電供的設計,平時各個電供只會以50%的負載運行,當其中一個電源故障時,則由單一電源負責供電,並支援熱插拔抽換電源模組

在處理硬體設備時謹記關閉電源。
電腦設備通常使用直流電源供電,因此我們需要一個電源供應器將從插做接收到的交流電轉換成直流電,在購買電源供應器時,可以先查看所在國家提供的電力規格(例如美國為120VAC, 變換頻率為60Hz),再依電腦上元件所需的電源瓦數去選擇,保守的計算方式是使用瓦數加總兩倍的電源供應起
常見使用+12V的裝置:PCIe卡,硬碟馬達,風扇等
在伺服器主機上可以很常看到雙電供的設計,平時各個電供只會以50%的負載運行,當其中一個電源故障時,則由單一電源負責供電,並支援熱插拔抽換電源模組
3.6 Multifunction Devices
Multifunction Devices
多功能事務機在現今的辦公室環境很常見,要使用這類設備,電腦設備必須安裝相應的驅動程式,除了因為作業系統位元數不同,各式印表機所使用的語言也不完全相同,主要分為兩種:HP開發的PCL語言以及Adobe的PostScript
連線到事務機的方式可分為兩種,Printer Share 及 Printer Server,前者需透過一台電腦當作溝通窗口,當電腦關機時任何人皆無法使用事務機;後者則是在事務機上運行事務機軟體,管理者可從事務機的管理網站或是軟體提供的Client程式對事務機進行設定
事務機可添加認證機制,讓事務機在使用者實際輸入密碼後才執行工作,如今大部份事務機都可以整合員工識別證做到刷卡認證;而在使用者列印後,系統可留存使用紀錄,供後續稽核及改善使用
掃描後可設定讓檔案自動郵寄、傳送至共用目錄或雲端
多功能事務機在現今的辦公室環境很常見,要使用這類設備,電腦設備必須安裝相應的驅動程式,除了因為作業系統位元數不同,各式印表機所使用的語言也不完全相同,主要分為兩種:HP開發的PCL語言以及Adobe的PostScript
3.7 Printers
Laser Printers
雷射印表機透過雷射、靜電、碳粉等元素產生高品質的列印文件,管理人員會接觸到的幾個主要元件如下
- Imaging Drum
感光鼓是一個圓柱形的金屬和塑料製成的組件,表面被塗上感光層,其主要功能是承載和傳輸影像訊息,感光鼓要避光存放,強光會破壞光導電層,手摸、油污及撞擊都會讓感光鼓損壞,因此有時感光鼓會被設計在碳粉匣內。
- Fuser Assembly
定影組件利用熱度與壓力將將紙上的碳粉熔化固定在紙張上
- Transfer Belt and Roller

彩色雷射印表機內通常會有四色的碳粉匣(青,黃,洋紅及黑色),系統會從各個匣子內取出適量的碳粉到傳送帶上,再傳送到滾輪上
- Pickup Roller

取紙輪負責每次從紙匣中只取出一張紙,當上面的紋路磨損消失,可能就會發生取不到紙或是一次取到多張紙的狀況
- Separation Pad
分離墊與取紙輪一同運作,負責將紙匣頂部的紙張取出
- Duplexing Assembly
雙面列印元件讓紙張能夠透過機械元件自動翻面
列印流程如下

- Processing
系統將數據發送到印表機,直到整個頁面都讀取到記憶體中 - Charging
充電滾筒讓感光鼓帶上靜電 - Exposing
雷射將圖案寫入感光鼓,中和表面電荷 - Developing
碳粉經過刮刀摩擦會帶有電荷,會黏附在感光鼓上仍帶有電荷的地方 - Transferring
在紙張背面產生與感光鼓相反極性的電荷,讓碳粉轉移到紙上 - Fusing
利用加熱加壓的方式把碳粉熔化在紙張上 - Cleaning
清潔感光鼓上的碳粉,以利下一輪的轉印
Laser Printer Maintenance
雷射印表機最常進行的維護是更換碳粉匣,某些型號的印表機,其感光鼓是被包在碳粉匣中的,須隨碳粉匣一起更換(如下圖);如需清潔內部,可使用專門處理碳粉的吸塵器或使用異丙醇擦拭

Inkjet Printers
噴墨印表機常被一般家庭使用者使用,可提供高解析度的輸出,但缺點是列印內容容易隨著時間褪色,以及印表頭容易堵塞的問題
Inkjet Printers Maintenance
噴墨印表機更換墨水的方式很簡單,通常只要更換墨水匣,確認卡榫有固定好即可
Thermal Printers
熱感印表機需要搭配感熱紙運作。過程不需使用任何墨水及碳粉。缺點是感熱紙對熱度非常敏感。如果將感熱紙放在陽光下或靠近熱源的地方,整個頁面都會變黑。
Thermal Printers Maintenance
熱感印表機的主要更換耗材為感熱紙,此外當列印內容遺失時,有很大的機會是加熱元件有汙損,此時可使用設備附贈的清潔卡或是使用異丙醇來清潔加熱元件
Impact Printers
點陣式印表機是以撞針將色帶壓在紙上進行列印,點陣式印表機可利用複寫紙同時列印多頁內容,運作聲音較大,輸出解析度取決於撞針的大小。
- Tractor Feed
點陣式印表機通常會使用兩側帶有穿孔的連續紙張,透過鏈輪或齒輪皮帶進紙,同時在整個列印過程中保持正確對齊。
- Ribbon
點陣式印表機的色帶通常以尼龍絲等帶有彈性的原料編織而成,並經過油墨的浸泡、染色後製成。
Impact Printers Maintenance
維護點陣式印表機主要注意的地方有兩個,目前這類印表機多數都是將撞針及色帶設計在一起,一併做更換,由於撞針頻繁移動,組件上會有散熱版,需小心燙傷。再來是補充紙張時,務必將設備兩側的開孔對準紙張開孔。
雷射印表機透過雷射、靜電、碳粉等元素產生高品質的列印文件,管理人員會接觸到的幾個主要元件如下
- Imaging Drum感光鼓是一個圓柱形的金屬和塑料製成的組件,表面被塗上感光層,其主要功能是承載和傳輸影像訊息,感光鼓要避光存放,強光會破壞光導電層,手摸、油污及撞擊都會讓感光鼓損壞,因此有時感光鼓會被設計在碳粉匣內。
- Fuser Assembly定影組件利用熱度與壓力將將紙上的碳粉熔化固定在紙張上
- Transfer Belt and Roller彩色雷射印表機內通常會有四色的碳粉匣(青,黃,洋紅及黑色),系統會從各個匣子內取出適量的碳粉到傳送帶上,再傳送到滾輪上
- Pickup Roller取紙輪負責每次從紙匣中只取出一張紙,當上面的紋路磨損消失,可能就會發生取不到紙或是一次取到多張紙的狀況
- Separation Pad分離墊與取紙輪一同運作,負責將紙匣頂部的紙張取出
- Duplexing Assembly雙面列印元件讓紙張能夠透過機械元件自動翻面
- Processing
系統將數據發送到印表機,直到整個頁面都讀取到記憶體中 - Charging
充電滾筒讓感光鼓帶上靜電 - Exposing
雷射將圖案寫入感光鼓,中和表面電荷 - Developing
碳粉經過刮刀摩擦會帶有電荷,會黏附在感光鼓上仍帶有電荷的地方 - Transferring
在紙張背面產生與感光鼓相反極性的電荷,讓碳粉轉移到紙上 - Fusing
利用加熱加壓的方式把碳粉熔化在紙張上 - Cleaning
清潔感光鼓上的碳粉,以利下一輪的轉印
Laser Printer Maintenance
雷射印表機最常進行的維護是更換碳粉匣,某些型號的印表機,其感光鼓是被包在碳粉匣中的,須隨碳粉匣一起更換(如下圖);如需清潔內部,可使用專門處理碳粉的吸塵器或使用異丙醇擦拭

Inkjet Printers
噴墨印表機常被一般家庭使用者使用,可提供高解析度的輸出,但缺點是列印內容容易隨著時間褪色,以及印表頭容易堵塞的問題
Inkjet Printers Maintenance
噴墨印表機更換墨水的方式很簡單,通常只要更換墨水匣,確認卡榫有固定好即可
Thermal Printers
熱感印表機需要搭配感熱紙運作。過程不需使用任何墨水及碳粉。缺點是感熱紙對熱度非常敏感。如果將感熱紙放在陽光下或靠近熱源的地方,整個頁面都會變黑。
雷射印表機最常進行的維護是更換碳粉匣,某些型號的印表機,其感光鼓是被包在碳粉匣中的,須隨碳粉匣一起更換(如下圖);如需清潔內部,可使用專門處理碳粉的吸塵器或使用異丙醇擦拭
Inkjet Printers Maintenance
Thermal Printers
Impact Printers
點陣式印表機是以撞針將色帶壓在紙上進行列印,點陣式印表機可利用複寫紙同時列印多頁內容,運作聲音較大,輸出解析度取決於撞針的大小。
維護點陣式印表機主要注意的地方有兩個,目前這類印表機多數都是將撞針及色帶設計在一起,一併做更換,由於撞針頻繁移動,組件上會有散熱版,需小心燙傷。再來是補充紙張時,務必將設備兩側的開孔對準紙張開孔。
- Tractor Feed點陣式印表機通常會使用兩側帶有穿孔的連續紙張,透過鏈輪或齒輪皮帶進紙,同時在整個列印過程中保持正確對齊。
- Ribbon點陣式印表機的色帶通常以尼龍絲等帶有彈性的原料編織而成,並經過油墨的浸泡、染色後製成。
維護點陣式印表機主要注意的地方有兩個,目前這類印表機多數都是將撞針及色帶設計在一起,一併做更換,由於撞針頻繁移動,組件上會有散熱版,需小心燙傷。再來是補充紙張時,務必將設備兩側的開孔對準紙張開孔。
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