微型計(jì)算機(jī)基本結(jié)構(gòu)

微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

學(xué)習(xí)目的：jfl

微型計(jì)算機(jī)是大規(guī)?；虺笠?guī)模集成電路

和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，自美國(guó)IBM公司

于‘1981年推出它的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)后，在短

短的20多年，微型計(jì)算機(jī)以其體積小、功能

強(qiáng)、價(jià)格低、使用方便等優(yōu)點(diǎn)迅猛發(fā)展，現(xiàn)已

成為國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣泛、最普及的一類計(jì)算機(jī)

通過(guò)這次學(xué)習(xí)，使大家初步了解微型計(jì)算

機(jī)硬件系統(tǒng)。

1、微型計(jì)算系統(tǒng)的組成

?微型計(jì)算機(jī)也稱微機(jī)、電腦(更多的

用戶將“電腦”作為薇型計(jì)算機(jī)的代

名詞)、個(gè)人計(jì)算機(jī)、PC(Personal

Computer)ZMC(Microcomputer)

等，是計(jì)算機(jī)家族中g(shù)員。普通用

戶日常所見到的和接觸的大多都是微

型計(jì)算機(jī)，如臺(tái)式機(jī)、一體機(jī)、筆記

本和平板電腦。

筆記本電腦

MacBookAir

pels

?微型計(jì)算機(jī)和其他計(jì)算機(jī)一樣，也是

由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入和

輸出設(shè)備5大部件組成的。隨著大規(guī)

模和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅猛發(fā)

展；將運(yùn)算器和控制器集成在一片據(jù)

小的半導(dǎo)體芯片上，這種芯片稱為微

處理器（CPU）。以微處理器為基礎(chǔ),

配以存儲(chǔ)器、I/O設(shè)備、連接各部件的

總線和足夠的軟件就構(gòu)成了微型計(jì)算

機(jī)系統(tǒng)。

微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

控制的紋

?簡(jiǎn)單地說(shuō)，微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是

由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部

分組成Q其中硬件系統(tǒng)主要包

括CPU、主板、存儲(chǔ)器和輸入

輸出設(shè)備等；軟件系統(tǒng)主要AI

括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟彳k，

也包括了若干種分類。

-運(yùn)算器

「CPU

控制器“只讀存儲(chǔ)器（ROM）

「硬主板r內(nèi)存儲(chǔ)雷

件＜存儲(chǔ)器［隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）

系機(jī)箱外存儲(chǔ)器（硬盤、光盤、轆等）

、，不「6、?

徽l(shuí)ili.統(tǒng)電源「輸入設(shè)備〈穗盤、鼠標(biāo)、掃場(chǎng)儀等）

型輸入輸出設(shè)備V

計(jì)……I輸出設(shè)備（顯示器、打印機(jī)等）

S

機(jī)'操作系統(tǒng)（DOS、Windows、UNIX、Linux等）

系「機(jī)器語(yǔ)言

「系統(tǒng)軟件J語(yǔ)言處理程序?匯編語(yǔ)曹

統(tǒng)

軟高級(jí)語(yǔ)言（C%C-H-SFortran、Pascal）

件YI診新程序

系

統(tǒng)'文字處理軟件（MicrosoftWord、WPS等）

、應(yīng)用軟件J表格處理軟件（MicrosoftExcel、金山表格等）

福助設(shè)計(jì)軟件（AutoCAD、Maskrcam等）

2、微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)

?計(jì)算機(jī)硬件是指看得里摸得著的物

理裝置，即機(jī)械器件：電子線路等

設(shè)備，它是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的物質(zhì)基

礎(chǔ)，也是軟件系統(tǒng)得以正常運(yùn)行的

十口o

?從外觀上看，微型計(jì)算機(jī)硬件主要包

括主機(jī)箱、顯示器、常用I/O設(shè)備（如

鼠標(biāo)、鍵盤等）。其中，主機(jī)箱里裝

著微型計(jì)算機(jī)的大部分重要硬件設(shè)備，

如CPU、主板、內(nèi)存、硬盤、光驅(qū)、

軟驅(qū)、各種板卡，電源及各種連線存。

?如果再配置聲卡、音箱里,F構(gòu)的

一臺(tái)多媒體計(jì)算機(jī)。為了特殊用途，

還需配置打印機(jī)、掃描儀等常用設(shè)備。

2.1主機(jī)箱與電源

?主機(jī)箱是指計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)中用于放置主

板及其他主要部件的鈿珞mainframe）。

通常包括CPU、內(nèi)存、g、光驅(qū)、電源

’以及其他輸入輸出控制器和接口，如USB

控制器、顯卡、網(wǎng)卡、聲卡等等。位于主

機(jī)箱內(nèi)的通常稱為內(nèi)設(shè)，而位于主機(jī)箱之

外的通常稱為外設(shè)（如顯示器、鍵盤、鼠

標(biāo)、外接硬盤、外接光驅(qū)等）。

?主機(jī)箱保護(hù)這些組件不受到碰撞，減少灰

塵吸附，減小電磁輻射干擾。

內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

先要位

手動(dòng)■經(jīng)

后板風(fēng)席位

前板風(fēng)扇位

底板風(fēng)扇位

PCI擴(kuò)展槽硬盤位

?計(jì)算機(jī)電源是一種安裝在主機(jī)箱內(nèi)

的封閉式獨(dú)立部件，它的作用是將

交流電通過(guò)一個(gè)開關(guān)電源變壓器換

為5V,-5V,+12V,-12V,+3,3V

等穩(wěn)定的直流電，以供應(yīng)主機(jī)箱［內(nèi)

CPU、主板、光驅(qū)、硬盤驅(qū)動(dòng)及各

種適配器擴(kuò)展卡等件使用o

其性能的好壞，直接影響到其他設(shè)

備工作的穩(wěn)定性，進(jìn)而會(huì)影響整機(jī)

的穩(wěn)定性。

9

?,

電源

2.2CPU

CPU(CentralProcessingUnit)

中文名稱是中央處誨黑，微型計(jì)算

機(jī)的CPU又稱為微處理器，是計(jì)

算機(jī)的核心部件，負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

中最重要的算術(shù)運(yùn)算和廁運(yùn)算：

CPU是判斷計(jì)算機(jī)性能高低的首要

標(biāo)準(zhǔn)，它一般安插在主板的CPU

插座上。

?CPU的主要性能指標(biāo)有芯片型號(hào)，如

PentiumPIII；時(shí)鐘頻率，如

800MHZ；字長(zhǎng)，即計(jì)算機(jī)一次能處

理的二進(jìn)制位數(shù)，通甯計(jì)算機(jī)的字長(zhǎng)

為16位（早期），32位、64位，字長(zhǎng)

越長(zhǎng)，計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度和效率越揖

?CPU目前主要生產(chǎn)廠商有美國(guó)的

Intel（英特爾）、AMD（超微）

公司等，Intel公司是CPU市場(chǎng)的

老大。

2.3主板

?主板（Mainboard或Mothergard,簡(jiǎn)稱M/B）

實(shí)際上就是丁塊電路板：靠計(jì)算機(jī)最基本

也是最重要的部件之一。主板上集成了各

式各樣的電子零件并布滿力量的電子線

路。主板是整個(gè)計(jì)算機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，

無(wú)論是CPU、內(nèi)存、顯卡還是鼠標(biāo)、鍵盤、

聲卡、網(wǎng)卡都是靠主板來(lái)協(xié)調(diào)工作的。因

此，主板的好壞，將直接影響計(jì)算機(jī)性能

的發(fā)揮。

①CPU插座⑧主板電

源插座

②內(nèi)存插⑨CPU電源

槽插座

③AGP插槽⑩I/O接

④PCI插槽口

⑤軟驅(qū)接?BIOS芯

口片

⑥IDE接口?電池

⑦STAT接?北橋芯

□片

?南橋芯

片

2.4I/O接口

?I/O接口即輸入（由Rjt）、輸］

出（Output）接口：是主機(jī)與

外部設(shè)備交換信息的渠道。例如,

顯示器通過(guò)顯卡接入盂機(jī)，打印

機(jī)通過(guò)LPT（并口）接入主機(jī)，

鼠標(biāo)通過(guò)COM（串口）、PS/2

或USB接口接入主機(jī)等。

?I/O接口是計(jì)算機(jī)的重要組成部

分，其主要功能一是承擔(dān)主機(jī)

與外設(shè)之間數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換，

例如:顯示罌使用的是模擬信

號(hào)，而主機(jī)使用的是數(shù)字信號(hào)，

顯卡使二者實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換；二是協(xié)：

調(diào)主機(jī)與外部設(shè)備之間數(shù)據(jù)傳

輸速度不匹配的矛盾，使之能

同步地工作。

音

后置-+

頻

環(huán)繞g/

低

重

輸

喇叭

喇

音

入

接頭

接

叭

端

義

斗

口

VGA接口

USB2.0接口RJ45接口

USB2.0接口

HDMI數(shù)字eSATAUSB3.0?麥

音

PS/2接口數(shù)字克

JDVI視頻/首頻接口

〔口頻

視頻接口J風(fēng)

輸

、____7端

出

Spdif數(shù)口

字音頻接端

口

2.5總線

?總線是連接微型機(jī)CPU、內(nèi)存儲(chǔ)愀

和外部設(shè)備(I/O設(shè)備)的公共信息

通道；在總線上傳送數(shù)據(jù)、地址和控

制三種信號(hào)。傳送數(shù)據(jù)信號(hào)的線稱為

數(shù)據(jù)總線DB(DataBus).傳送地址

信號(hào)的線稱為地址總線AB(Address

Bus)，傳送控制信號(hào)的線稱為控制總

線CB(ControlBus),目前微型計(jì)算

機(jī)的總線由這三種總線構(gòu)成。

?微型計(jì)算機(jī)常用的總線有以下幾

種：

?ISA總線—―

ISA(lndustryStandard

Architecture)總線，簡(jiǎn)稱AT總

線。為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)確部

是二種16位總線，用于80286

微機(jī)。

?EISA總線

EISA(ExtensionIndustry

StandardArchitecture)總線,

為擴(kuò)展工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)總線,

是ISA總線的擴(kuò)展，是一種32

位總線，目前這種總線用在服

務(wù)器系統(tǒng)板上。

?VESA總線

VESA(VideoElectronics

StandardArchitectre)總線,

簡(jiǎn)稱VL總線,是一種32位總

線，主要用于386、486微型

機(jī)。.

?PCI總線'

PCI(PeripheralComponent

Interconnect)總線,是一種32位

總線二也支持*64位數(shù)據(jù)傳送。這

種總線具有一個(gè)管理層,*3來(lái)協(xié)調(diào)

數(shù)據(jù)傳輸，可以支持3?4個(gè)擊鹿

槽，數(shù)據(jù)傳送率較高，目前主要用

在服務(wù)器和Pentium微型機(jī)系統(tǒng)板

上。

?USB總線

USB(UniversalSerial

Bus)總線,它是由Intel公司

提出的21種新型接口桶隹。利

用它可以將一些低速設(shè)備(如

鍵盤、鼠標(biāo)、打印機(jī)、由制儀)

連接在一起。USB總線支持多

個(gè)并行操作，能為設(shè)備提供電

源。

2.6存儲(chǔ)器

?存儲(chǔ)器（Memory）是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的記憶設(shè)

備，用來(lái)存放程用取數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)中全部信息,

包括輸入的原始數(shù)據(jù)、計(jì)算疝程序、中間運(yùn)行

結(jié)果和最終運(yùn)行結(jié)果都保存在存儲(chǔ)器中。它根

據(jù)控制器指定的位置存入和取出信息。有了存

儲(chǔ)器，計(jì)算機(jī)才有記憶功能，才能保證正常工

作。按用途存儲(chǔ)器可分為主存儲(chǔ)器（內(nèi)存）和

輔助存儲(chǔ)器（外存），也有芬切卜部存儲(chǔ)器和內(nèi)

部存儲(chǔ)器的分類方法。外存通常是磁性介質(zhì)或

光盤等，能長(zhǎng)期保存信息。內(nèi)存指主板上的存

儲(chǔ)部件，用來(lái)存放當(dāng)前正在執(zhí)行的數(shù)據(jù)和程序,

但僅用于暫時(shí)存放程序和數(shù)據(jù)，關(guān)閉電源或斷

電，數(shù)據(jù)會(huì)丟失。

2.61內(nèi)部存儲(chǔ)器

?內(nèi)部存儲(chǔ)器即內(nèi)存，輻在主板上。?

是具有“記憶”'功能俯物理部件，周

一組高集成度的COM混爭(zhēng)體集成電

路組成，用來(lái)存放數(shù)據(jù)和程序?；D

為內(nèi)存儲(chǔ)器的一般外用

,11Liiii.nj.niL

?內(nèi)存儲(chǔ)器通節(jié)分為.讀存儲(chǔ)器

(ReadOnlyMemory簡(jiǎn)稱

ROM)和隨機(jī)存儲(chǔ)器_.

(RandomAccessMemory簡(jiǎn)

稱RAM)o

?只讀存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)由計(jì)算機(jī)

廠家為該機(jī)編寫好的一些基本

的檢測(cè).、控制、引導(dǎo)程序和系

統(tǒng)配置等，如系統(tǒng)的BIOS即

為ROM存儲(chǔ)器。只讀存儲(chǔ)器的

特點(diǎn)是存儲(chǔ)的信息■只慌覆而「

不能寫入，斷電后信息不會(huì)丟

失。

?隨機(jī)存儲(chǔ)器的特點(diǎn)是既可以讀

出數(shù)據(jù)，也可以寫入數(shù)據(jù)，因

此隨機(jī)存儲(chǔ)器又稱為可讀寫存

儲(chǔ)器。用于存放當(dāng)前正在使用

或常要使用的程序和數(shù)據(jù)。限

機(jī)存儲(chǔ)器只能在加電后保存數(shù)

據(jù)和程序，一旦斷電則其內(nèi)所

保存的所有信息將自然消失。

?存儲(chǔ)器的容量單位有：位(Bit)、字節(jié)

(Byte)、千字節(jié)(KB)、兆字節(jié)

(MB)、吉字節(jié)(GB)和太字節(jié)

(TB)o'Bit是最小的存儲(chǔ)單位，可

存放一位二進(jìn)制數(shù)，8個(gè)Bit組成一

個(gè)Byte,一個(gè)Byte可存放一個(gè)&位

的二進(jìn)制數(shù)或一個(gè)英文孽符的編碼；

兩個(gè)字節(jié)存放一個(gè)漢字編碼。目前一

般微型計(jì)算機(jī)的內(nèi)存配置為：512M、

1G、2G、4G等。

?存儲(chǔ)容量的換算關(guān)系是：

?1B=8bit

?1KB=210B=1024rB

?1MB=210X1KB=1024KB

=210X210B)

?1GB=210X1MB=1024MB

=210X210X210B

?1TB=210X1GB=1024GB

2.62外部存儲(chǔ)器

?外存儲(chǔ)器又稱輔助存儲(chǔ)器，它既是輸

入設(shè)備、又是輸出設(shè)備，用于存放等

待運(yùn)行或處理的程序或文件，存放在

外存儲(chǔ)器中的程序必須調(diào)入內(nèi)存僮器

才能執(zhí)行，因此外存儲(chǔ)器主要用于和

內(nèi)存儲(chǔ)器交換信息。與內(nèi)存相比，外

存儲(chǔ)器的主要特點(diǎn)是：存儲(chǔ)容量大，

價(jià)格便宜，斷電后信息不會(huì)丟失，但

存取速度慢。

?硬盤是計(jì)算機(jī)中不可缺少的存儲(chǔ)設(shè)備

一臺(tái)獨(dú)立運(yùn)行的計(jì)算機(jī)如果沒有硬盤

無(wú)論是操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件還是用戶

的文件都將無(wú)處保存：'近年來(lái)，硬盤

的技術(shù)進(jìn)展速度比其他存儲(chǔ)設(shè)備要快

容量越來(lái)越大，速度越來(lái)越快，位招

卻越來(lái)越低。如今在系統(tǒng)軟件和應(yīng)用

程序的功能越來(lái)越多、占用存儲(chǔ)空間

越來(lái)越大的情況下，硬盤的這種發(fā)展

趨勢(shì)無(wú)疑給用戶帶來(lái)了很大的好處。

?機(jī)械硬盤由金屬磁片制成，而磁片

有記功能，所以儲(chǔ)到磁片上的數(shù)據(jù),

不論在開機(jī)，.還是關(guān)機(jī)，都不會(huì)丟

朱；硬盤容量很大，目前已達(dá)TB

級(jí)，尺寸有3.5、2.5、“電1.0英

寸等，接口有IDE、SATA7SCSI

等，目前SATA接口的硬盤最普遍。

?使用硬盤時(shí)要注意以下幾點(diǎn):

?①保持使用環(huán)節(jié)的清潔。

?②使用環(huán)境：溫度1QJC?40℃,

濕度20%?80%o”r

?③避免震動(dòng)與沖擊。

?④不要隨意拆卸硬盤?！鯥

?⑤避免頻繁的開關(guān)引源。,

?⑥計(jì)算機(jī)在運(yùn)行時(shí)，不要隨意移動(dòng)

計(jì)算機(jī)。

?移動(dòng)硬盤是以硬盤為存儲(chǔ)介質(zhì)，強(qiáng)調(diào)便攜

性的存儲(chǔ)產(chǎn)品。目前市場(chǎng)上絕大多數(shù)的移

動(dòng)硬盤都是以標(biāo)準(zhǔn)硬盤為基礎(chǔ)的，而只有

很少部分的是以微型硬盤（1.8英寸硬盤

等），但價(jià)格因素決定著主流移動(dòng)硬盤還

是以標(biāo)準(zhǔn)筆記本硬盤為基礎(chǔ)。因?yàn)椴捎糜?/p>

盤為存儲(chǔ)介質(zhì)，因此移動(dòng)硬盤在數(shù)據(jù)的讀

寫模式與標(biāo)準(zhǔn)IDE硬盤是箱葡的。移前梗盤

多采用USB、eSATA等傳輸速度較快的接

口，可以較高的速度與系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

■固態(tài)硬盤用固態(tài)電子存儲(chǔ)芯片陣列

而制成的硬盤，由控制單元和存儲(chǔ)

單元（FLASH芯片下組成。固態(tài)硬

盤在產(chǎn)品外形和尺寸上也完全與普

通硬盤一致但是固態(tài)硬盤比機(jī)械硬

盤速度更快。—

固態(tài)硬盤

硬盤容量?.[

再列',；：0801300312

?軟驅(qū)即軟盤驅(qū)動(dòng)器，與主板用FDD

接口連接。其基本作用是存取數(shù)據(jù),

也是數(shù)據(jù)交換的傳遞媒體。所使用

的軟驅(qū)主要是144IUB軟驅(qū)，軟盤

為3.5英寸軟盤?，F(xiàn)已淘汰。

od/br/B5f

?光驅(qū)是電腦用來(lái)讀寫光碟內(nèi)容的機(jī)

器，也是在臺(tái)式機(jī)和筆記本便攜式

電腦里比較常見的母部件。隨著

多媒體的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，使得光

驅(qū)在計(jì)算機(jī)諸多配件中已經(jīng)成為標(biāo)

準(zhǔn)配置。目前，光驅(qū)可分為

ROM馬區(qū)動(dòng)器、DVD光馬區(qū)(DVD-

ROM)、康寶(COMBO)和刻錄

機(jī)等。讀寫的能力和速度也日益提

升，4X16X32X40X48XO

2.7顯卡、網(wǎng)卡和聲卡

?顯卡在工作時(shí)與顯^^^合輸出圖形,

文字,顯卡的作用是x錯(cuò)算機(jī)系統(tǒng)所

需要的顯示信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)，并向

顯示器提供行掃描信號(hào)，控制顯示器

的正確顯示，是連接顯宗麗個(gè)人包

腦主板的重要元件，是“人機(jī)對(duì)話”

的重要設(shè)備之一。、

?現(xiàn)在主要有ATI和AMD兩家顯卡公司。

?①接口：接顯示器的信號(hào)線插頭。

?②芯片：在圖中的風(fēng)扇下面，負(fù)責(zé)圖像處理工作。

?③顯存：是存放圖像數(shù)據(jù)的地方。

?聲卡是組成多媒體電腦必不可

少的一個(gè)硬件設(shè)備，其作用是

當(dāng)發(fā)出播放命令后，聲卡將電

腦中的聲音數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模

擬信號(hào)送到音箱上發(fā)出聲音?！?/p>

CD音頻CDSPDIF

接口接口

電話應(yīng)輔助設(shè)