一臺IBM ThinkPad筆記本電腦
在某種程度上，筆記本電腦的快速流行有些讓人出乎意料。與臺式機相比，它們是完全便攜的，而且消耗的電能和產(chǎn)生的噪音都比較少。但是，它們的速度通常稍慢一點，而且對圖形和聲音的處理能力也比臺式機稍遜一籌，盡管大多數(shù)用戶可能難以察覺到這些過小的差異。
此外，筆記本電腦的價格也比臺式機昂貴。但是，它們之間的價格差距正在縮小——筆記本電腦價格的下降速度比臺式機更快，而其實際銷售量在2005年5月首次超過了臺式機[參考]。
如何才能將臺式機機箱中的所有設(shè)備塞到那么小的盒子中呢？筆記本電腦如何單憑電池就能夠有效運行？在本文中，您將了解到有關(guān)筆記本電腦的各種問題的答案。
總的來說，筆記本電腦和臺式機非常相似。它們具有相同的基本硬件、軟件和操作系統(tǒng)，其主要的差別在于電腦部件的裝配方式。
臺式機包括主板、顯卡、硬盤驅(qū)動器和其他部件，它們都安裝在一個大機箱中。顯示器、鍵盤和其他外圍設(shè)備則通過無線方式或電纜進行連接。無論是立式機箱還是臥式機箱，它都有大量的空間來安裝插卡和電纜，并讓空氣能夠流通。
PC機箱的內(nèi)部構(gòu)造
但是，即使與最小巧的PC機箱相比，筆記本電腦的體積也要小很多，重量也輕很多，它的屏幕和鍵盤都集成在設(shè)備之中。與空間充裕、空氣流通順暢的大機箱相比，筆記本電腦使用小巧的扁平化設(shè)計，所有部件在安裝時都緊貼在一起。
IBM ThinkPad的內(nèi)部構(gòu)造
由于存在這種根本性的設(shè)計差異以及筆記本電腦固有的便攜性，筆記本電腦的各個部件必須：
可安裝到狹窄空間內(nèi)
省電
比臺式機的部件產(chǎn)生的熱量更少
通常，這些差異使得筆記本電腦的零部件更加昂貴，并因此抬高了筆記本電腦的價格。
在以下部分中，我們將了解筆記本電腦是如何處理這些差異的。
筆記本電腦工作原理
處理器
微處理器（或者說 CPU）與操作系統(tǒng)配合工作，控制計算機的運行。它就像是計算機的大腦。CPU會產(chǎn)生大量熱量，所以臺式機通過空氣流通、風(fēng)扇和散熱器（由底板、通道和散熱翅片組成的系統(tǒng)，用于帶走處理器產(chǎn)生的熱量）來冷卻各個部件的溫度。由于筆記本電腦內(nèi)部的空間很小，無法使用上述這些冷卻方法，因此它的CPU通常：
具有更低的運行電壓和時鐘頻率——這樣可減少產(chǎn)生的熱量，同時降低電力消耗，但是也會降低處理器的速度。此外，在插上外接電源時，大多數(shù)筆記本電腦會以較高的電壓和時鐘頻率運行，在使用電池時則使用較低的電壓和頻率。
不通過引腳的方式安裝到主板上——臺式機中的引腳和插座占據(jù)了大量的空間。在某些筆記本電腦主板中，處理器直接安裝在主板上，沒有使用插座。其他主板則使用Micro-FCBGA（翻轉(zhuǎn)芯片球形網(wǎng)陣），也就是使用球來代替引腳。這樣的設(shè)計可節(jié)省空間，但是在某些情況下也意味著不能將處理器從主板上拆下進行更換或升級。
具有睡眠或慢速運行模式——如果計算機處于空閑狀態(tài)或者處理器不需要快速運行，計算機和操作系統(tǒng)會相互配合來降低CPU的速度。Apple G4處理器還會確定數(shù)據(jù)的優(yōu)先級來最大限度節(jié)省電池電量。
IBM ThinkPad的處理器
有些筆記本電腦使用臺式機的CPU，但是會將它們設(shè)置為以較低的時鐘頻率運行。雖然這樣可以提高性能，但是這些筆記本電腦通常會產(chǎn)生更多的熱量和顯著縮短電池的使用時間。
筆記本電腦的散熱器和風(fēng)扇
筆記本電腦通常有小型的風(fēng)扇、散熱器、導(dǎo)熱片或?qū)峁埽瑤椭鶦PU排走熱量。一些更為高端的筆記本電腦型號甚至通過在沿著導(dǎo)熱管布置的通道中加注冷卻液來減少熱量。此外，大多數(shù)筆記本電腦的CPU都靠近機殼的邊緣。這樣，風(fēng)扇可以將熱量直接吹到外部，而不是吹到其他部件上。
內(nèi)存和存儲裝置
筆記本電腦的內(nèi)存可以在一定程度上彌補因處理器速度較慢而導(dǎo)致的性能下降。一些筆記本電腦將緩存內(nèi)存放置在CPU上或非?？拷麮PU的地方，以便CPU能夠更快地存取數(shù)據(jù)。有些筆記本電腦還有更大的總線，以便在處理器、主板和內(nèi)存之間更快傳輸數(shù)據(jù)。
SODIMM模塊
筆記本電腦通常使用較小的內(nèi)存模塊以節(jié)省空間。筆記本電腦中使用的內(nèi)存類型包括：
緊湊外形雙列直插內(nèi)存模塊(SODIMM)
雙倍數(shù)據(jù)傳輸率同步動態(tài)隨機存取內(nèi)存(DDR SDRAM)
單數(shù)據(jù)傳輸率同步隨機存取內(nèi)存(SDRAM)
專有技術(shù)的內(nèi)存模塊
一些筆記本電腦的內(nèi)存能夠升級，并且能通過可拆卸面板來輕松拆裝內(nèi)存模塊。
與臺式機類似，筆記本電腦的內(nèi)部有硬盤驅(qū)動器，用于存儲操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)文件。但是，筆記本電腦的硬盤存儲空間通常比臺式機小。而且筆記本電腦的硬盤驅(qū)動器在尺寸上也小于臺式機的硬盤驅(qū)動器。此外，大多數(shù)筆記本電腦硬盤驅(qū)動器的轉(zhuǎn)速低于臺式機硬盤驅(qū)動器的轉(zhuǎn)速，從而減少熱量和降低消耗。
臺式機具有多個驅(qū)動器艙，可安裝更多的驅(qū)動器，例如CD和DVD ROM驅(qū)動器。但是，筆記本電腦中的空間要小得多。所以大多數(shù)筆記本電腦都使用一種模塊化設(shè)計，將各種驅(qū)動器都安裝在同一個驅(qū)動器艙中。這些驅(qū)動器可分為三種不同類型：
熱插拔——可以在計算機正在運行時更換驅(qū)動器。
可帶電插拔——可在計算機正在運行時更換驅(qū)動器，但是對應(yīng)的總線（驅(qū)動器用來向CPU發(fā)送數(shù)據(jù)的通道）必須處于非活動狀態(tài)。
冷插拔——必須關(guān)閉計算機，然后才能更換驅(qū)動器。
在有些情況下，這些驅(qū)動器艙不僅能夠安裝驅(qū)動器，而且可以安裝額外的電池。
下面，讓我們看看筆記本電腦的視頻處理和顯示能力。
圖形處理單元（GPU）是負責(zé)處理3D圖形渲染計算工作的微處理器。與CPU相同，GPU會產(chǎn)生大量熱量。大多數(shù)筆記本電腦都在主板中內(nèi)置了圖形功能，或者使用帶有專門為筆記本設(shè)計的GPU的較小型顯卡。GPU生產(chǎn)商ATI和nVidia都推出了專門為筆記本電腦設(shè)計的GPU。筆記本電腦通常在CPU和GPU間共享內(nèi)存，這不僅可以節(jié)省空間，而且可以降低電量消耗。
筆記本電腦的GPU
許多人沒有注意到筆記本電腦的圖形性能較低。在上網(wǎng)沖浪或運行辦公程序時，筆記本電腦的處理能力綽綽有余。但是，如果要運行最新的3D游戲，它們便有些力不從心。有一些專門為游戲發(fā)燒友設(shè)計的專用筆記本電腦，它們配備了更加強大的GPU和更多的顯存。
筆記本電腦在液晶顯示器（LCD）屏幕上顯示圖形。大部分屏幕的尺寸在12英寸到17英寸之間，屏幕大小會影響筆記本電腦的整體大小。此外，筆記本電腦的屏幕可能是：
黑白（16級灰度）或彩色（65,536色）
主動或被動矩陣
反射式或背光
主動矩陣顯示器顯示的圖像更加鮮明，而且較易于閱讀，而背光屏幕在低光照環(huán)境中的表現(xiàn)則更好。
這是東芝LCD面板的后視圖，圖中顯示了用于提供照明的熒光管和在整個表面上均勻散布光線的屏幕。
大部分的筆記本電腦還帶有聲卡或者在主板上集成了聲音處理芯片，并且配備小型內(nèi)置音箱。但是，筆記本電腦的狹小內(nèi)部空間通常不足以容納頂級音質(zhì)的聲卡或高品質(zhì)音箱。游戲發(fā)燒友和音響愛好者可以利用外部音頻控制器（使用USB或火線端口連接到筆記本電腦）來彌補筆記本電腦在聲音品質(zhì)上的不足。
筆記本電腦和臺式機都需要電流才能工作。它們都配備了小型電池來維持實時時鐘（在有些情況下還有CMOS RAM）的運行。但是，與臺式機不同，筆記本電腦的便攜性很好，單單依靠電池就可以工作。
鎳鎘（NiCad）電池是筆記本電腦中常見的第一種電池類型，較早的筆記本電腦可能仍在使用它們。它們充滿電后的持續(xù)使用時間大約在兩小時左右，然后就需要再次充電。但是，由于存在記憶效應(yīng)，電池的持續(xù)使用時間會隨著充電次數(shù)的增加而逐漸降低。電池板中會產(chǎn)生氣泡，從而減少了可再次進行充電的電池空間總量。解決這個問題的唯一方法是：在對電池再次充電之前，對電池進行徹底放電。鎳鎘電池的另一個缺陷在于，如果電池充電時間過長，它可能會爆炸。
鎳氫（NiMH）電池是介于鎳鎘電池和后來的鋰離子電池之間的過渡產(chǎn)品。它們充滿電后的持續(xù)使用時間更長，但是整體壽命則更短。它們也存在記憶效應(yīng)，但是受影響的程度比鎳鎘電池輕。
鋰電池是當前筆記本電腦的標準電池。它們不但重量輕，而且使用壽命長。鋰電池不存在記憶效應(yīng)，可以隨時充電，并且在過度充電的情況下也不會過熱。此外，它們比筆記本電腦上使用的其他電池都薄，因此是超薄型筆記本的理想選擇。鋰離子電池的充電次數(shù)在950-1200次之間。
筆記本的電池
許多配備了鋰離子電池的筆記本電腦宣稱有5小時的電池續(xù)航時間，但是這個時間與電腦使用方式有密切關(guān)系。硬盤驅(qū)動器、其他磁盤驅(qū)動器和 LCD 顯示器都會消耗大量電池電量。甚至通過無線連接瀏覽互聯(lián)網(wǎng)也會消耗一些電池電量。許多筆記本電腦型號安裝了電源管理軟件，以延長電池使用時間或者在電量較低時節(jié)省電能。
白牌筆記本
許多人為自己或客戶組裝定制PC。這種家庭制造的計算機稱作白牌機，它們在計算機市場中占據(jù)了很大一塊份額。此外，有些人會對計算機進行改造，美化它的外觀或提高其性能。這被稱作改裝。但是能不能組裝或改裝筆記本電腦呢？
家庭制造的或改裝的筆記本電腦稱為白牌筆記本?，F(xiàn)在，白牌筆記本大約占據(jù)筆記本市場的5%份額，而且這個數(shù)字還在緩慢增長。筆記本電腦行業(yè)防止最終用戶與筆記本電腦親密接觸的工作非常出色。它們將筆記本電腦制造得難以打開和改造，而且也不易購買到相關(guān)的零部件。此外，在大部分情況下，打開筆記本電腦機殼會使質(zhì)保失效。
很難找到所有需要的零部件來組裝出一臺筆記本電腦，但是類似華碩和ECS這樣的廠商允許一些用戶訂購筆記本電腦空殼。此外，他們還允許經(jīng)銷商組裝白牌筆記本并銷售給客戶，人們可以對現(xiàn)有部件進行改造和升級。像TechStyle這樣的公司已經(jīng)開展了此類業(yè)務(wù)。
筆記本外殼包括：
機殼
主板
光學(xué)驅(qū)動器
顯示器
鍵盤
顯卡
也就是說，如果希望組裝一臺白牌筆記本，還必須找到：
微處理器
RAM
無線網(wǎng)卡
目前，對筆記本零部件的外形尺寸（形狀和設(shè)計）還沒有真正的標準。有專門為筆記本電腦設(shè)計的處理器在市場上出售，但是找到能夠使用這些芯片的主板卻很難。硬盤驅(qū)動器則很標準，而SODIMM系統(tǒng)內(nèi)存也易于購買，但是要找到其他零件可能會頗費周折。
下面，讓我們看看筆記本電腦的發(fā)展歷史。
在20世紀70年代，施樂公司Palo Alto研究中心的Alan Kay設(shè)想制造一種體積與筆記本差不多大小的無線便攜計算機。他將這種設(shè)備稱作Dynabook。Kay的Dynabook永遠都停留在草圖和紙板模型中，但是它開創(chuàng)了制造真正便攜計算機的先河。
1979年，Grid Systems Corporation的William Moggridge開發(fā)出第一臺可工作的便攜計算機：Grid Compass Computer 1109。它配備340 KB磁泡內(nèi)存、模壓鎂合金外殼以及一塊可折疊的場致發(fā)光圖形顯示屏。NASA以800美元一臺的價格購買了少量這種設(shè)備，并將它們用于太空計劃。
一臺IBM ThinkPad筆記本電腦
其他一些公司，例如Gavilan Computer和Apple，也在隨后幾年中推出了其他便攜式計算機。但是，第一種商業(yè)化便攜計算機是于1986年問世的IBM PC Convertible。PC Convertible具備：
一顆8088微處理器
256 KB內(nèi)存
兩個3.5英寸 (8.9 cm) 軟盤驅(qū)動器
一個LCD顯示器
并行和串行打印機端口
用于容納內(nèi)部調(diào)制解調(diào)器的空間
軟件則包括基本的字處理、約會日程、電話/地址簿和計算機軟件。
其重量高達5.4公斤，售價為3,500美元。它是第一臺使用沿用至今的蛤殼式設(shè)計的便攜計算機。PC Convertible的成功促使競爭對手（如Compaq和東芝）在其便攜計算機產(chǎn)品中也采用了蛤殼式設(shè)計。由此開始了筆記本電腦的新紀元。
