平板电脑的工作原理

如果你打开一台平板电脑查看内部，你会很快注意到三件事。首先，你刚刚使你的保修失效了。其次，制造商将所有平板电脑的组件紧密高效地封装在一起。第三，你看到的大多数组件都与标准电脑中的组件相似。

平板电脑的大脑是其微处理器。通常，平板电脑使用比成熟电脑更小的处理器。这有助于节省空间并减少发热。热量对电脑有害——它往往会导致机械故障。

平板电脑通常由可充电电池供电。平板电脑的电池续航时间因型号而异，平均为八到十小时。有些平板电脑将配备可更换电池。但其他平板电脑，如苹果的iPad 和 iPad 2，不允许你自行更换电池，除非你把它送到商店或放弃保修。

根据制造商的不同，平板电脑可能会被有意地降低性能。电脑 CPU 以时钟周期执行指令。CPU 每秒运行的时钟周期越多，它能处理的指令就越多。有些平板电脑的处理器是**降频**的，这意味着 CPU 被设置为每秒执行比其能够执行的指令更少的指令。有意使 CPU 性能不足的原因是为了减少发热和节省电池寿命。

虽然你可能会因为得知你的新平板电脑没有全速运行而感到恼火，但事实是大多数平板电脑并不需要额外的处理能力。平板电脑的程序往往比电脑程序更不复杂、功能更少。这些程序的常用术语是应用程序或“app”。

除了 CPU 和电池，你还可能在典型的平板电脑中找到其他组件，包括：

加速度计和陀螺仪帮助平板电脑确定其方向，以便在纵向或横向模式下显示图形。图形处理器（GPU）在生成图形时减轻了 CPU 的负担。WiFi 或蜂窝组件允许你将平板电脑连接到计算机网络。平板电脑可能还配有蓝牙接收器，使其能够与其他蓝牙设备连接。大多数平板电脑中你不会找到风扇——只是没有足够的空间。

为平板设备创建触摸屏有两种基本方法：电阻屏和电容屏。制造商必须在这两者之间做出选择——它们不能协同工作。

**电阻式**系统通过压力检测屏幕上的触摸。需要手写笔的平板电脑通常使用电阻屏。但它是如何工作的呢？

电阻式系统有一层电阻材料和另一层导电材料。垫片将两层分开。当平板电脑开启时，电流会流过两层。如果你对屏幕施加压力，会导致两层相互接触。这会改变这两层的电场。

想象一下你拥有一台这样的平板电脑，并决定要启动一款游戏。你用手写笔轻触平板电脑屏幕上的游戏图标。你的触摸压力导致电阻系统中的两层接触，改变了电场。平板电脑内部的微芯片解释这种电场变化，并将其转换为屏幕上的坐标。平板电脑的 CPU 获取这些坐标，并将其映射到其操作系统上。CPU 确定你已激活该应用程序并为你启动它。

电阻屏容易损坏。如果你施加过大的压力，可能会导致电阻层和导电层持续接触。这将导致平板电脑误解指令。电阻屏的分辨率通常也比电容屏差。

**电容式**系统也检测电场变化，但不依赖压力。电容式系统包含一层存储电荷的材料。当你用导电材料触摸此屏幕时，部分电荷会转移到触摸它的物体上。但该材料必须是导电的，否则设备将无法注册触摸。换句话说，你可以用任何东西触摸电阻屏来注册电荷，但只有导电材料才能在电容式系统上工作。

电容式系统往往比电阻式系统更坚固，因为你无需用力按压即可注册触摸。它们的显示分辨率也往往高于电阻式系统。

平板电脑的概念并不新鲜。早在1968年，一位名叫艾伦·凯的计算机科学家提出，随着平板显示技术、用户界面、计算机组件小型化以及WiFi 技术的一些实验性工作的进展，人们可以开发出一种一体化计算设备。他进一步发展了这个想法，提出这种设备将是学童的完美教育工具。1972年，他发表了一篇关于该设备的论文，并将其命名为 Dynabook。

Dynabook 的草图显示了一个与我们今天拥有的平板电脑非常相似的设备，只有少数例外。Dynabook 在同一平面上同时拥有屏幕和键盘。但凯的设想走得更远。他预测，凭借正确的触摸屏技术，人们可以抛弃实体键盘，并在屏幕上以任何配置显示虚拟键盘。

凯超越了他的时代。直到近四十年后，一款与他想象中相似的平板电脑才风靡大众。但这并不意味着在 Dynabook 概念和苹果著名的 iPad 之间市场上没有平板电脑。

早期的一款平板电脑是 GRiDPad。GRiDPad 于1989年首次生产，包含单色电容式触摸屏和有线手写笔。它的重量略低于5磅（2.26公斤）。与今天的平板电脑相比，GRiDPad 体积庞大，笨重，电池续航时间短，只有三小时。GRiDPad 的创始人是杰夫·霍金斯，他后来创立了 Palm 公司。

其他基于手写笔的平板电脑也相继问世，但都没有获得公众的大力支持。苹果公司首次进入平板电脑领域是凭借 Newton 设备，这款设备多年来褒贬不一。对 Newton 的大部分批评集中在其手写识别软件上。

直到史蒂夫·乔布斯向热情的人群展示第一款 iPad，平板电脑才真正成为可行的消费产品。今天，苹果、谷歌、微软和惠普等公司正试图预测消费者需求，同时设计下一代平板设备。虽然可能需要一些时间才能迅速发展起来，但未来几年我们很可能会在商店货架上看到平板电脑。

要了解更多关于移动计算的信息，请点击下一页的链接。