1978年,我國迎來了改革開放的歷史時刻。40年來,那些在我們身邊流行過的事物,我們經歷過的難忘瞬間,你還記得嗎?一張照片、一段文字,相信總有一些屬于你的回憶,會被輕輕撥動。
回顧40年改革開放的崢嶸歲月
一同見證更加美好的新時代
高能預警!40年回憶浪潮來襲!
1996年1月,中國公用計算機互聯網(Chinanet)全國骨干網建成并正式開通,全國范圍的公用計算機互聯網絡開始提供服務。根據中國互聯網絡信息中心發布的第42次《中國互聯網絡發展狀況統計報告》(以下簡稱《報告》),截至今年6月30日,中國網民達到8.02億,其中手機網民為7.88億。
電腦貓,調制解調器(MODEM)的俗稱。它是一種計算機硬件,它能把計算機的數字信號翻譯成可沿普通電話線傳送的模擬信號,而這些模擬信號又可被線路另一端的另一個調制解調器接收,并譯成計算機可懂的語言。這一簡單過程完成了兩臺計算機間的通信。
Modem最初只是用于數據傳輸。然而,隨著用戶需求的不斷增長以及廠商之間的激烈競爭,市場上越來越多的出現了一些“二合一”、“三合一”的Modem。這些Modem除了可以進行數據傳輸以外,還具有傳真和語音傳輸功能。
我們盤點的這些事物,有的已經走下歷史舞臺,有的仍陪伴在我們的身邊,還有的將在未來大展宏圖。但是從它們的變化發展中,我們不難看出:中國人的生活,一直在進步。從衣食住行,到精神文化,中國人的日子正在隨著國家發展的脈動變得越來越好。
正如習近平總書記所說,“改革開放是決定當代中國命運的關鍵一招”。改革開放,讓中國走上復興之路,更惠及每一個中國家庭、每一位普通百姓。
改革開放40年,復興路上再出發。讓我們一起見證更美好的生活!
、電腦電源介紹
電腦電源是一種安裝在主機箱內的封閉式獨立部件,它的作用是將交流電變換為+5V、-5V、+12V、-12V、+3.3V、-3.3V等不同電壓、穩定可靠的直流電,供給主機箱內的系統板、各種適配器和擴展卡、硬盤驅動器、光盤驅動器等系統部件及鍵盤和鼠標使用。
二、工作原理
電腦電源PC電源是一個無工頻變壓器的四路開關穩壓電源,它的工作原理是:220V市電輸入后,先經低通濾波器濾波及橋式整流器整流,變成300V直流峰值高壓,該直流高壓被送到脈寬調制器、變換型振蕩器(功率轉換線路),變成300V的矩形波或正弦波,然后再經高頻變壓及整流濾波即可輸出+12V、+5V的直流穩定電壓,可供系統使用。
電源采用調節300V矩形波的占寬比來調節直流輸出值的反饋穩壓工作原理,并采用直接整流、高頻變換和脈寬調制技術,因而省略了笨重的變壓器,具有體積小、重量輕、效率高和過流過壓保護的特點。此外電源部件還產生一個電源信號—Power Good信號,該信號表明電源狀態正常,并提供給主機以產生硬件復位RESET信號,使系統正常啟動 。
三、性能指標介紹
(1)多國認證標記
優質的電源具有FCC、美國UR和中國長城等認證標志,這些認證是認證機構根據行業內技術規范對電源制定的專業標準,包括生產流程、電磁干擾、安全保護等,凡是符合一定的指標的產品在申報認證后才能在包裝和產品表面使用認證標記。應該說具有一定的權威性。
(2)噪音和濾波
這項指標需要通過專業儀器才能直觀量化判斷,主要是220V交流電經過開關電源的濾波和穩壓變換成各種低電壓的直流電,噪音標志輸出直流電的平滑程度,濾波品質的高低直接關系到輸出直流電中交流分量的高低,也被稱為波紋系數,這個系數越小越好。同時濾波電容的容量和品質也關系到電流有較大變動時電壓的穩定程度。
(3)瞬間反應能力
當輸入電壓在瞬間發生較大的變化(在允許范圍之內),輸出的穩定電壓值恢復正常所用的時間,也是電源對異常情況的反應能力。
(4)電壓保持時間
在PC系統中后備式的UPS占有相當大的比例,當電網突然停電,后備式的UPS會切換供電,不過這一般需要2~10ms切換時間(依UPS的具體性能而定),所以在此期間需要電源自身能夠靠儲能元件中存儲的電量維持短暫的供電,一般優質的電源的保持時間可以達12~18ms,確保UPS切換期間的正常供電。
(5)電磁干擾
由于開關電源的工作原理所決定內部具有較強的電磁震蕩具有類似無線電波的對外輻射特性,如果不加以屏蔽可能會對其他設備造成影響,如果將移動電話或無線通訊設備置于電腦附近,如果發生通訊質量的下降就說明受到電磁干擾。所以國內對這種有害的輻射量也有嚴格的限定,電源一般通過外面的鐵盒和機箱加以屏蔽,但泄漏在所難免,只是量的問題。由于這種干擾看不見摸不著,而抗電磁干擾要花費較大的成本,所以劣質電源都忽略此項指標。在國際上有FCCA和FCCB的標準,在國內也有國標A(工業級)和國標B級(家用電器級)標準,優質的電源都可以通過B級標準。
(6)開機延時
這是一種新的概念,電源在接通之初到提供穩定的輸出必然需要一定的時間的穩定周期,在這個周期中電壓的穩定度很難保證,所以電源設計者讓電源延時100~500ms,等電源穩定后再向電腦提供高質量的電源。
(7)過壓保護
ATX電源較傳統AT電源多了3.3V電壓組,有的主板沒有穩壓組件直接用3.3V為主板部分設備供電,即便是具有穩壓裝置的線路,對輸入電壓也有上限,一旦電壓升高對被供電設備可能會造成嚴重不可逆轉的物理損傷。
(8)電源效率
電源效率和電源設計線路有密切的關系,高效率的電源可以提高電能的使用效率,在一定程度上可以降低電源的自身功耗和發熱量。
(9)電源壽命
一般電源壽命按照3~5年計算元件的可能失效周期,平均工作時間在80000~100000h(小時)之間
四、分類介紹
電腦的電源有AT和ATX兩種結構形式。
(1)AT電源
AT電源從外觀上看只是一個帶有很多引線的鐵盒子。電源的后部兩個插座分別用來連接外界電源和為顯示器提供插座,一般雄性插座為電源插座。有些電源在兩個插座間有電壓設定開關,用于切換110V與220V兩種電壓制式,在國內普遍采用220V電壓制式,如果錯誤的設定在110V擋上會對電源造成傷害。
AT電源共有四路輸出(±5V、±12V),向主板提供一個PG信號,功率一般為150W~220W。AT電源提供的主板電源線是一個12針的分離式插頭,每6針為一個插頭,共有兩個,其中兩根黑線要排在一起插,否則會燒毀主板。AT電源采用切斷交流電網的方式關機。
在ATX電源未出現之前,從286到586電腦都使用AT電源。
(2)ATX電源
ATX電源從外觀上看也是一個帶有很多引線的鐵盒子。它取消了顯示器插座,并在此位置上安裝了電源開關,這是一個真正的物理電源切斷開關,與ATX機箱前的POWER鍵有本質的區別。
ATX電源除了在線路上做了一些改進外,最重要的是增加了一個電源管理功能,稱為Stand-By。它可以讓操作系統直接對電源進行管理。通過此功能,用戶就可以直接通過Windows 95/98實現網絡的電源管理,如在電腦關閉時,可以通過網絡發出信號到電腦的Modem上,然后監控電路就會發出一個ATX電源所特有的+5VSB激活電壓,用來打開電源啟動電腦,從而實現遠程開機。
ATX電源提供多組插頭,其中主要是20芯的主板插頭、4芯的驅動器插頭和4芯小驅專用插頭。20芯的主板插頭具有方向性,可以有效地防止誤插,插頭上還帶有固定裝置可以鉤住主板上的插座,不至于接頭松動導致主板在工作狀態下突然斷電。4芯的驅動器電源插頭用處最廣泛,所有的CD-ROM、DVD-DOM、CD-RW、硬盤甚至部分風扇都要用到它。4芯插頭提供了+12V和+5V兩組電壓,一般黃色電線代表+12V電源,紅色電線代表+5V電源,黑色電線代表0V地線。這種4芯插頭電源提供的數量是最多的,如果用戶還不夠用,可以使用一轉二的轉接線。4芯小驅專用插頭原理和普通4芯插頭是一樣的,只是接口形式不同罷了,是專為傳統的小驅供電設計的。
ATX電源的種類有ATX1.0、ATX1.1、ATX2.01、ATX2.02等,以ATX2.01為主,對于高檔的機箱配套或單買的高檔電源有ATX2.02版本的產品。
不同類型的產品,其質量也不盡相同,后一種產品質量較高。這些不同種類的ATX電源各自有其顯著的特點。
·外形上不同
ATX1.01電源的電源風扇在CPU上方,這樣做是為了將CPU的風扇省去,其實效果并不好。而2.01版的電源風扇,仍在原來的AT電源一樣的位置。
·激活電流不同
ATX1.01電源激活電流只有100mA,ATX2.01電源激活電流則有500mA~720mA。顯然,某些情況下,1.01版比較過敏,經常會受外界影響而自行啟動電腦
五、部分問題介紹和故障原因
1.電腦電源常見故障現象電腦電源常見的故障現象主要有:
①電腦無法開機,ATX電源無電壓輸出;
②電腦不斷自動重啟:
③電腦開機啟動時死機;
④電腦啟動3秒后,自動關機;
⑤ATX電源輸出電壓低。
2.電腦電源故障產生原因電腦電源故障產生原因主要有:
①ATX電源輸出電壓低;
②ATX電源輸出功率不足;
③ATX電源損壞;
④ATX電源保險絲燒斷;
⑤開關管損壞;
⑥300V電容損壞;
⑦主板開關電路損壞;
③機箱電源開關線損壞。
SB,全稱為通用串行總線,是連接計算機系統與外部設備的一種串口總線標準,也是一種I/O接口的技術規范。如今的USB接口可以說已經是最為人們所熟知的一種I/O接口,被廣泛地應用于個人電腦和移動電子設備之中。而作為一種通用性極強的技術標準,它的發展也并非我們想象中那么一帆風順,水到渠成。隨著配備最新USB 3.1接口設備的逐漸到來,今天我們就來細說一下USB接口那一段不平凡的演化史。
USB 1.1/1.0:簡化復雜的連接方式
老式設備中常見的LPT和COM接口已被USB取代
在USB接口誕生之前,那時候的計算機大多通過串行接口和并行接口與外部設備交換數據。但問題是,這些接口的傳輸速率都比較低,有時這些接口甚至還不能同時運行,而隨著處理器速度的快速提升,電腦與外部設備之間的接口數據傳輸速度也需要逐步提高,不然就會成為電腦發展的瓶頸。此外,外部設備的傳輸接口也不盡相同,如打印機需要用并口、MODEM要使用串口、鼠標鍵盤要接PS/2口等等。數量繁多的接口種類,還要安裝驅動才能正常使用,都容易造成用戶的困擾。于是乎,隨著PC硬件的發展,人們越來越需要一種適用性廣、傳輸速度快、軟件配置簡單的外部接口,這就促成了USB(通用串行總線)接口的誕生。1994年,一個由Intel、微軟、IBM、NEC、Compaq、DEC、Nortel等公司為成員組成的USB開發者論壇(USB-IF)正式成立。
iMac G3大膽啟用USB取代傳統接口
在1994到1995年間歷經多個預發布版本之后,1996年1月,USB 1.0正式版終于發布,它支持兩種數據傳輸速率,一種為1.5Mb/s的低速速率(Low Speed),另一種則是12Mb/s的全速速率(Full Speed)。但作為一種新興接口,當時支持USB接口設備較少,而且因為延時和供電問題,USB 1.0接口也不支持使用延長線,對比傳統的傳輸接口,USB尚未具備明顯的優勢。USB 1.1標準在1998年8月發布,著力改進了此前USB HUB方面的問題,理論上最多可支持127個外部設備。同年,PC歷史上具有里程碑意義的蘋果iMac G3發布,它非常激進地使用了USB接口取代傳統的串行和并行接口;Intel也在其主板芯片組上不斷加強對USB的支持,這些都為日后USB的普及鋪平了道路,也是從此時USB開始逐漸被人們所接受。憑借其易用性、更高的傳輸速率和其他技術特性,USB終于一舉超越先前其他各種接口,直至今天依然是最被廣泛使用的接口標準。
TREK拇指盤,首款在市場上銷售的U盤類設備
正如外部設備催生了USB接口標準,USB的普及同時也推動了其他外部設備的快速發展。已知的第一款正式在市場上銷售的U盤,在2000年由新加坡的TREK公司推出,支持USB 1.1標準。現在我們可以輕松地一眼認出這是一個U盤,因為從外觀上說它跟目前市面上很多其他的U盤并無大的區別,但它只有8MB大的存儲空間;而現在市售的U盤中,我們可以買到容量高達1TB的U盤(嗯沒錯就是國民老公同款U盤),達到了前者10萬倍以上。
USB 2.0:More than PC
不過隨著各種外部設備對數據傳輸速率需求的提高,USB 1.1那12Mb/s的帶寬也是越發捉襟見肘,在接入較多外部設備時,多個數據流同時傳輸容易引發瓶頸效應,為了解決傳輸速率問題,USB 2.0應運而生。USB 2.0標準在2000年正式發布,加入了40倍于原先全速速率(Full Speed)的高速速率(Hi-Speed),理論帶寬達到480Mb/s,同時也向下兼容USB1.1標準的全速速率(因此需要注意的是,并非所有宣稱支持USB 2.0的設備都能達到高速速率,也可能是速度較低的全速速率)。由于受制于BOT傳輸協議和NRZI編碼方式,實際USB 2.0的最大傳輸速度在30~35MB/s之間。
Micro B、Mini B開拓便攜設備市場
但USB接口的演化并非只有速率變化那么簡單。對于體積比較輕薄小巧的外部設備來說,PC上面常見的Type-A接口,顯然不太適合。同年10月,USB-IF非常有預見性地發布了Mini A、Mini B接口標準,為USB接口在移動設備上的普及打下了堅實的基礎。2007年加入的Micro USB標準,比起Mini USB更加小巧和耐用,目前已經被應用于大部分的移動設備上。
非標準USB的Nokia Pop-Port、蘋果Lightning接口
雖然基于技術和市場等原因,曾經也有不少廠商沒有使用標準的USB接口,而采用自己設定的一套接口規范(比如Nokia Pop-Port),但如今也只有牛氣如蘋果,才能繼續堅持這樣做下去。
USB OTG使傳統的從屬設備也能成為主機端
另一個USB 2.0后帶來的重要變化,就是引入了USB OTG(On-The-Go)作為其補充標準。簡單來說,標準的USB使用主從式的架構,USB主機端(PC)為“主”,而USB外部設備為“從”,只有主機端可以調度該鏈接的設置與數據傳輸,而外接的USB設備不能夠自行啟動數據傳輸,只能回應主機端的指令。OTG的加入改變了這種狀況,傳統的外部設備也并不一定就只能是外部設備,它們也可以成為主機端。比如,手機、平板等設備在連接電腦時作為外接存儲設備存在,但當它們通過OTG與U盤等設備連接時,又能作為主機端,修改和讀取U盤內的數據。當然,除了U盤,這些設備還可以是鍵盤、鼠標、打印機等等很多……
USB誕生的初衷是為了簡化電腦和外部設備的連接,但至此USB已經從PC跨越到其他電子產品領域上,并由此衍生出了多種新的應用。
USB 3.0:速度大爆發
隨著技術的發展和高清播放時代的來臨,就如當初USB 1.1一樣,USB 2.0 Hi-Speed 480Mb/s的傳輸速度逐漸也不能滿足我們的需求,于是在2008年,USB-IF又帶來了USB 3.0標準。新標準帶來了高達5Gb/s(Super Speed)的理論帶寬,達到原有USB 2.0 480Mb/s的十倍以上,但同時也向下兼容USB 2.0和1.1標準。
USB 3.0新增兩對線路(SDP Signal Pair)使數據可以同時雙向傳輸
USB 2.0時代使用半雙工的傳輸方式,即只能提供單向的數據傳輸;而USB 3.0接口增加了在2.0基礎上增加了4條引腳(一對負責發送,一對負責接收),實現了全雙工傳輸,發送數據和接收數據可以同步進行,從而大大提高了傳輸帶寬。
8b/10b編碼方式
為了實現更高的傳輸速度,USB 3.0沒有再使用此前的NRZI編碼方式,而是引入了被廣泛應用于PCIE 2.0、SATA 3.0、光纖通道上的8b/10b編碼方式,因此從傳輸角度上看,比起USB 2.0,USB 3.0反而與PCIE 2.0、SATA 3.0更為相似。這種編碼方式是在每8bit數據內插入2bit校驗數據,以保證接收端數據能正確還原。當然這種編碼方式也會導致數據傳輸時不能達到理論的最大帶寬,實則為5Gb/s的八成,即4Gb/s(500MB/s)。傳輸協議同樣會導致一定的可用帶寬損失,不過在實際使用中,仍然能夠達到接近400MB/s的極限傳輸速度。
USB 3.0接口的最大輸出電流達到900mA,比起USB 2.0的500mA增加了80%。USB 2.0時代,不少7200轉的2.5英寸移動硬盤,都需要使用Y型的USB線材,接入多一個額外的USB接口才能作為補充供電,才能正常運行;而USB 3.0充足的電力供應使單接口就能夠驅動更多類似的設備,同時也能縮短移動設備的充電時間。雖然因為速度的提高,數據傳輸時USB 3.0要比USB 2.0更加耗電,但與此同時傳輸耗時大大縮短,每1GB數據傳輸的耗電量要遠低于USB 2.0。電源管理方面也更加智能,在USB 3.0中,除了原有的U0(連接)及U3(暫停)外,還加入了U1(待機和快速恢復)和U2(待機和緩慢恢復)兩種電源狀態,可有效降低設備在不傳輸或接收數據時的耗電量。
USB 3.0擴展卡可能不能完全發揮性能
然而,USB 3.0同樣存在著一些小問題。雖然在2008年該標準就已正式發布,但直至2012年7系主板推出之后,Intel才正式原生提供對USB 3.0支持。而在USB 3.0普及的前期,接口主要是通過第三方芯片接入主板南橋提供的,通道的速率最大可能只有2.5Gb/s,這還只有USB 3.0的5Gb/s的一半,因此性能受到了一定的限制。
使用延長線避免無線設備受到USB 3.0干擾
此外,USB 3.0接口在使用時,有可能會對附近使用2.4GHz頻段的無線和藍牙設備造成干擾,從而引起設備信號衰減甚至是失去響應,因此需要使用HUB延長線或是將無線設備接入到離USB 3.0接口較遠的接口處,才能解決這個問題。
USB 3.1與Type-C:接口大一統時代來臨?
USB 3.1速度翻一番
最后我們來談談最新的USB 3.1標準。USB 3.1標準于2013年7月發布,最大理論帶寬相比3.0時翻了一番,達到10Gb/s(Super Speed+),與第一代的Thunderbolt相同。USB 3.1編碼方式從此前的8b/10b換成了128b/132b,帶寬損耗率從20%大幅下降到3%左右,換算之后帶寬同樣超過了1.2GB/s,這也意味著在真實使用中USB 3.1的極限傳輸速率有望突破每秒1GB。USB 3.1可向下兼容USB 3.0/2.0/1.1等舊標準。
加入屏蔽處理措施避免電磁干擾
另外,針對USB 3.0時出現的電磁干擾問題,USB 3.1的Type-A接口處加入了金屬屏蔽罩和更多的接地彈片,從而有效降低了對附近其他設備的干擾。
小巧、正反可插的USB 3.1 Type-C接口被寄予厚望
雖然像過去的升級一樣,USB 3.1同樣帶來了更高的傳輸速率,并修復了此前存在的各方面問題,但人們談論更多的都是隨USB 3.1引入的全新Type-C接口。與蘋果的Lightning接口相似,Type-C接口取消了曾經的防呆保護設計,因此不分正反均可正常插入使用,免去了辨識插入方向的麻煩。而在尺寸上,8.3mm*2.5mm比標準的Type-A也小了很多,僅比目前常用的USB 2.0 Micro B稍大,因此也特別適合用在各種輕薄設備上面。但是如上圖所示,USB 3.1的速度竟然也分了Gen1(5Gb/s)和Gen2(10Gb/s)兩個版本,所以并非所有Type-C接口就一定是最大10Gb/s的版本,也可能只有5Gb/s的理論帶寬,蘋果的New MacBook就是一個很好的例子。
Type-C接口的最大供電為12V/3A
而USB 3.1 Type-C的另一個大賣點就是對移動設備充電能力的的增強。USB 3.1接口下的供電最高允許標準大幅提高到了20V/5A(僅限于Type-A/B),能夠提供達100W的供電輸出能力。而Type-C的最高標準為12V/3A,36W的充電能力已經足夠一些輕薄型筆記本的使用,這也是New MacBook敢于放棄MagSafe而采用Type-C作為充電接口的重要原因。
Type-C Alt Mode已獲得DisplayPort和MHL支持
從功能上看,USB 3.1 Type-C還引入了全新的Alternate Mode(交替模式),這意味著Type-C接口和數據線能傳送非USB數據信號。目前Alt Mode已經能夠支持DisplayPort 1.3和MHL 3.2規范,而USB-IF同時也在尋求對其他的功能標準的支持,除了視頻接口,像以太網等其他接口同樣也可以被Type-C支持。
ThunderBolt是很強大,但USB更加親民
結合以上幾點來看,除了帶來更多的便利之外,Type-C接口似乎還有很大的野心——憑借這一種新的接口形式實現各種接口功能的大一統。它小巧易用,具備強大的供電能力,還具備擴展更多其他功能的潛力,這些都不得不令人聯想到,未來的各種電子設備,只需要配備同樣一種接口,即可實現各種各樣的功能。而Intel的Thunderbolt接口雖然曾經也有過這樣的愿景,功能和性能上也都要比USB 3.1更強,但無奈定位太高,普及程度遠不及USB,因此在這方面顯然后來居上的USB 3.1要更受業界歡迎。
結語:就像之前說到,USB誕生的初衷是為了簡化計算機和外部設備的連接,但至此USB的應用早已不僅僅限于電腦,各種各樣的電子設備也早已離不開這種看起來并不復雜的接口。正如其“通用串行總線”之名,USB正在“通用”的道路上越走越遠。至于以后USB還會繼續衍生出怎樣的應用,是否能夠一統接口界的江湖,還是讓我們拭目而待吧。