微型計算機系統(tǒng)的組成

微型計算機組成仍然遵循馮?諾伊曼結(jié)構(gòu)，它由微處理器、內(nèi)存儲器、輸入輸出接口和系統(tǒng)總線組成，它采用總線（Bus）結(jié)構(gòu)，如圖1所示。微處理器的性能決定了整個微型計算機的各項關(guān)鍵指標(biāo)，輸入輸出接口電路是主機與外部設(shè)備連接的邏輯控制部件，總線為CPU和其他部件之間提供信息傳輸通道，包括數(shù)據(jù)總線（DataBus，DB）、地址總線（AddressBus，AB）和控制總線（ControlBus，CB）。地地i止總攜AE數(shù)冤總線DB控制總線CB圖1微型計算機的總線結(jié)構(gòu)地址總線AB傳送CPU發(fā)出的地址信息，用于傳送內(nèi)存、輸入輸出接口地址信號，CPU按此地址尋找數(shù)據(jù)，是單向總線。地址總線的位數(shù)決定了CPU可直接尋址的內(nèi)存空間大小，一般來說，若地址總線為n位，則可尋址空間為2n字節(jié)。數(shù)據(jù)總線DB傳送數(shù)據(jù)信號，是CPU與內(nèi)存及輸入輸出接口之間傳輸數(shù)據(jù)的通道，是雙向總線，CPU既可通過DB從內(nèi)存或輸入設(shè)備接口電路讀入數(shù)據(jù)，又可通過DB將CPU內(nèi)部數(shù)據(jù)送至內(nèi)存或輸出設(shè)備接口電路?？刂瓶偩€CB用來傳送控制信號和時序信號。控制信號中，有的是CPU向內(nèi)存及外設(shè)I/O接口電路發(fā)出的信息，如讀/寫信號、片選信號、中斷響應(yīng)信號等；有的是外設(shè)等其他部件發(fā)送給CPU信息的。因此，控制總線的傳送方向由具體控制信號而定，一般是雙向的，控制總線的位數(shù)要根據(jù)系統(tǒng)的實際控制需要而定。實際上控制總線的具體情況主要取決于CPU。由于把大規(guī)模集成電路技術(shù)引入微型計算機的設(shè)計中，使得微型計算機中的器件高度集成，器件功能相對獨立。特別要提到的是微型計算機的總線結(jié)構(gòu)，它是一個獨特的結(jié)構(gòu)。有了總線結(jié)構(gòu)以后，系統(tǒng)中各功能部件之間的相互關(guān)系變?yōu)楦鱾€部件面向總線的單一關(guān)系，一個部件只要符合總線標(biāo)準(zhǔn)，就可以連接到采用這種總線標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)中，使系統(tǒng)功能得到擴展。以微型計算機為主體，配上系統(tǒng)軟件和外設(shè)之后，就組成了微型計算機系統(tǒng)。微型計算機的硬件組成微型計算機的硬件主要有：主板主板(Mainboard)又稱系統(tǒng)板(Systemboard)或母板(Motherboard),是微機系統(tǒng)中最大的一塊電路板。主板上有芯片組、CPU插槽、內(nèi)存插槽、擴展插槽、各種外設(shè)接口以及BIOS和CMOS芯片等，如圖1所示。芯片組(Chipset)。可以比作CPU與周邊設(shè)備通信的橋梁。CPU插槽和內(nèi)存插槽。CPU通過插槽與主板連接才可以正常工作。擴展插槽。它是主板上用于固定擴展卡并將其連接到系統(tǒng)總線上的插槽，使用擴展插槽是一種增強計算機特性及功能的方法。外設(shè)接口。主板上集成了硬盤接口、COM串行口、PS2鼠標(biāo)鍵盤接口、LPT并行口、USB接口等，少數(shù)主板上集成了IEEE1394接口。BIOS和CMOS芯片。BIOS是BasicInputOutputSystem(基本輸入輸出系統(tǒng))的縮寫，是指集成在主板上的一個ROM芯片，其中保存了微機系統(tǒng)最重要的基本輸入輸出程序、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、自檢程序和系統(tǒng)啟動自舉程序。CMOS是微機主板上的一塊可讀寫的RAM芯片，用來保存當(dāng)前系統(tǒng)的硬件配置和用戶對某些參數(shù)的設(shè)定。系統(tǒng)在加電引導(dǎo)機器時，只讀取CMOS信息，用來初始化機器各個部件的狀態(tài)。中央處理器中央處理器(CentralProcessingUnit，CPU)是電子計算機的主要設(shè)備之一。其功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟件中的數(shù)據(jù)。CPU芯片(見圖2)是計算機中的核心配件，計算機中所有操作都由CPU負(fù)責(zé)讀取指令，對指令譯碼并執(zhí)行指令的核心部件。圖1微型計算機的主板圖2CPU芯片內(nèi)存儲器微機的內(nèi)存儲器分為隨機存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)和高速緩沖存儲器(Cache)。RAM：可分為靜態(tài)RAM(StaticRAM，SRAM)和動態(tài)RAM(DynamicRAM，DRAM)。靜態(tài)RAM利用其中觸發(fā)器的兩個穩(wěn)態(tài)表示所存儲的1和0，這類存儲器集成度低、價格高，但存取速度快，常用作高速緩沖存儲器。動態(tài)RAM用半導(dǎo)體器件中分布電容上有無電荷表示1和0。微機的內(nèi)存一般采用DRAM，而且是以內(nèi)存條的形式插于主板上。ROM：主要用于存放系統(tǒng)的引導(dǎo)程序、診斷程序等。目前常用的只讀存儲器有可擦除和可編程的ROM(ErasableProgrammableROM，EPROM)、電可擦除可編程的ROM(ElectricallyErasableProgrammableROM，EEPROM)和閃速存儲器(FlashMemory)等類型。Cache：Cache中存放常用的程序和數(shù)據(jù)，當(dāng)CPU訪問這些程序和數(shù)據(jù)時，首先從高速緩存中查找，如果所需程序和數(shù)據(jù)不在Cache中，則到內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)，同時將數(shù)據(jù)回寫入Cache中。因此，采用Cache可以提高系統(tǒng)的運行速度。Cache通常由靜態(tài)存儲器(SRAM)構(gòu)成。外存儲器（1） 軟盤與軟盤驅(qū)動器：軟盤是可移動的存儲介質(zhì)，軟盤驅(qū)動器是讀寫軟盤的設(shè)備。軟盤目前已被U盤所取代，多數(shù)機器上不裝配軟盤驅(qū)動器。（2） 硬盤：硬盤由硬盤驅(qū)動器和多張不可更換的硬盤盤片（存儲介質(zhì)）密封而成。硬盤較軟盤具有存儲容量大、記錄密度高、記錄速度快、性能與可靠性均好等特點。（3） 光盤與光盤驅(qū)動器：光盤驅(qū)動器是讀寫設(shè)備，可分只讀的光盤驅(qū)動器和可讀寫的光盤驅(qū)動器；光盤是一種記錄密度高、存儲容量大的新型存儲介質(zhì)。分3類：只讀光盤（CD-ROM）、追記型只讀光盤（CD-R）和可改寫型光盤（CD-RW）。（4） 移動硬盤與閃存盤：移動硬盤是在標(biāo)準(zhǔn)IDE接口硬盤的基礎(chǔ)上加裝USB或1394接口使之成為移動存儲工具；閃存盤俗稱U盤或優(yōu)盤，是一種小體積的移動存儲裝置。輸入輸出設(shè)備常用的輸入輸出設(shè)備有：（1）鍵盤和鼠標(biāo)：鍵盤（見圖3左圖）是微型計算機必備的標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備，用戶的程序、數(shù)據(jù)以及各種對計算機的命令都可以通過鍵盤輸入；鼠標(biāo)（見圖3右圖）也是一種輸入設(shè)備，分機械式和光電式兩類。圖3鍵盤和鼠標(biāo)（2）顯示器與顯示適配器：顯示器（見圖4左圖）是用來顯示字符和圖形的輸出設(shè)備，包括陰極射線管顯示器（CRT）和液晶顯示器（LCD）兩大類。顯示器的主要技術(shù)指標(biāo)之一是分辨率，即屏幕上縱橫兩個方向的掃描點（像素）的多少，點數(shù)愈多，點距愈小，分辨率愈高，圖像愈清晰。顯示器與CPU的接口是顯示適配器簡稱顯卡（見圖4右圖），顯卡性能的好壞直接影響計算機系統(tǒng)的整體性能。圖4顯示器與顯示適配器（3） 打印機（見圖5）：是在紙上形成硬拷貝的輸出設(shè)備。可分為擊打式打印機和非擊打式打印機兩大類。（4） 繪圖儀（見圖6）：是計算機的圖形輸出設(shè)備。繪圖儀的性能指標(biāo)主要有繪圖筆數(shù)、圖紙尺寸、分辨率、接口形式及繪圖語言等。（5） 掃描儀（見圖7）：是一種用來輸入紙介質(zhì)上的文字、圖形或圖像信息的輸入設(shè)備。

圖7圖7掃描儀圖5打印機圖6繪圖儀一臺性能優(yōu)良的微機能否發(fā)揮其應(yīng)有的功能，取決于為之配置的系統(tǒng)軟件是否完善，應(yīng)用軟件是否豐富。因此，在學(xué)習(xí)使用微機時，不僅要了解硬件系統(tǒng)的組成，而且還必須了解與之相應(yīng)的各種軟件。微型計算機常用的系統(tǒng)軟件常用的操作系統(tǒng)DOS操作系統(tǒng)：基于字符界面的單用戶、單任務(wù)的操作系統(tǒng)。Windows2000/XP/Vista：基于圖形界面的單用戶、多任務(wù)操作系統(tǒng)。Linux操作系統(tǒng)：是多用戶、多任務(wù)、源代碼公開的操作系統(tǒng)，常用于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。常用的程序設(shè)計語言隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，程序設(shè)計語言也由最初的面向機器、面向過程的語言發(fā)展到現(xiàn)在面向?qū)ο?、可視化的語言。常用的程序設(shè)計語言有：傳統(tǒng)的面向過程程序設(shè)計語言，主要有：BASIC、FORTRAN、Pascal、C、COBOL語言等。流行的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言，主要有：Java、C++等。常用的可視化程序開發(fā)工具環(huán)境，主要有：Microsoft公司的VisualStudio開發(fā)套件，其中包含了VisualC++、VisualJ++>VisualFoxPro>VisualBASIC、InterDev等開發(fā)工具；Borland公司的JBuilder、Delphi、C++Builder；Sybase公司的PowerBuilder、PowerJ。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)信息管理是計算機的一個重要應(yīng)用領(lǐng)域，而信息管理的核心就是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。目前比較常見的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)有：常用的桌面型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：Access、VisualFoxPro等。常用的大型關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：SQLServer、Oracle、Sybase等。國產(chǎn)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：Openbase、DM2等。微型計算機常用的應(yīng)用軟件辦公軟件辦公套件是日常工作需要用到的一些軟件，它主要包括以下幾類軟件：字處理、電子表格處理、演示文稿制作、個人數(shù)據(jù)庫等。常見的辦公套裝軟件有MicrosoftOffice、WPSOffice等。多媒體處理軟件多媒體技術(shù)已經(jīng)成為計算機技術(shù)的一個重要方面，因而多媒體處理軟件也成為應(yīng)用軟件中的一大種類。多媒體處理軟件主要包括圖形制作、圖像處理、動畫制作、音頻視頻處理、桌面排版等。常用的多媒體處理軟件有：圖形制作軟件，包括Windows自帶的“畫圖”程序、AutoCAD、AdobeIllustrator、CorelDraw、MacromediaFreeHand等。圖像處理軟件，主要有：AdobePhotoshop、CorelPhoto等。動畫制作軟件，主要有Flash、3dsmax、FireWork、ImageAnimator等。視頻編輯軟件，主要有AdobePremiere、QuickTime、AnimatorPro等。Internet工具軟件隨著計算機網(wǎng)絡(luò)和Internet的發(fā)展和普及，涌現(xiàn)了許多基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和Internet環(huán)境的應(yīng)用軟件。主要有：Web服務(wù)器軟件，如Microsoft公司的IIS、Netscape公司的FastTrack等。Web瀏覽器，如Netscape公司的Nevigator、Microsoft公司的InternetExplorer等。文件傳送工具FTP。遠(yuǎn)程訪問工具Telneto電子郵件工具，如OutlookExpress、Hotmail等。⑥網(wǎng)頁制作工具，如MicrosoftFrontpage、MacromediaDreamweaver等。常用的工具軟件微機中常用的工具軟件很多，主要有：壓縮/解壓縮軟件，如WinRAR、WinZip、ARJ等。殺毒軟件，如金山毒霸、瑞星殺毒軟件、KV3000等。翻譯軟件，如金山詞霸、東方快車等。多媒體播放軟件，如金山影霸、XingMPEGPlay等?？焖購?fù)制工具，如Ghost、Hdcopy等。用戶可以根據(jù)不同的應(yīng)用目的選擇所需要的軟件。注意：操作系統(tǒng)是其他軟件運行的基礎(chǔ)，不同的操作系統(tǒng)環(huán)境下，有不同的軟件版本，任何軟件都有自己所要求的運行環(huán)境，選擇軟件時一定要注意軟件運行所需要的操作環(huán)境。微型計算機的系統(tǒng)配置系統(tǒng)配置是指對整個計算機系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置過程，通常是由廠家在出廠前配置好。系統(tǒng)參數(shù)作為BIOS的一部分通常存放在主板的CMOS芯片中，每次開機加電時，BIOS都要自動檢測計算機的主要部件，并將相應(yīng)的參數(shù)提供給操作系統(tǒng)。此外，該芯片還提供最基本的有關(guān)硬盤讀寫、顯示器顯示方式及光標(biāo)設(shè)置、RS-232異步通信控制等一組子程序。啟動BIOS設(shè)置程序SETUP不同的廠商規(guī)定的進(jìn)入BIOS設(shè)置程序SETUP的方法不一樣。例如，在啟動系統(tǒng)時按“DEL”鍵或按“Ctrl+Alt+Esc”組合鍵等，都可以進(jìn)入設(shè)置程序SETUP。系統(tǒng)配置一旦進(jìn)入SETUP程序，就可以進(jìn)行系統(tǒng)配置操作。如硬盤驅(qū)動器類型、磁頭數(shù)量、軟盤驅(qū)動器類