微型計(jì)算機(jī)的硬件基礎(chǔ)

第三章微型計(jì)算機(jī)的硬件基礎(chǔ)本章主要內(nèi)容微型計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)微型計(jì)算機(jī)硬件組成微型計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)§1微型計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)

微型計(jì)算機(jī)又稱為個(gè)人計(jì)算機(jī)，它同樣是由控制器、運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備組成，控制器和運(yùn)算器組合構(gòu)成中央微處理器（簡(jiǎn)稱CPU）。 微型計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)的最重要的特點(diǎn)是總線（Bus）結(jié)構(gòu)。

系統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)

1.總線 總線是計(jì)算機(jī)各部件之間傳輸信息的公共通道。 總線又分為分內(nèi)部總線和系統(tǒng)總線。內(nèi)部總線用于在CPU內(nèi)部連接運(yùn)算器、控制器和寄存器。系統(tǒng)總線用于連接CPU與內(nèi)存、外存、I/O外部設(shè)備。2．總線的分類

系統(tǒng)總線上有三類信號(hào)：數(shù)據(jù)信號(hào)、地址信號(hào)和控制信號(hào)。系統(tǒng)總線也分為數(shù)據(jù)總線（DataBus）、地址總線（AddressBus）和控制總線（ControlBus）三類3．常用的總線結(jié)構(gòu)ISA總線：工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線，16位，8MHz，數(shù)據(jù)傳輸率8Mb/s，尋址空間1MB，常用于80286至80486微處理器PCI總線：外部設(shè)備互聯(lián)總線，Intel公司1991年推出，32或64位，33MHz，數(shù)據(jù)傳輸率133Mb/s，常用于Pentium微處理器AGP是Intel公司推出的新一代圖形顯示卡專用總線，AGP顯示卡同主板芯片組直接相連，大幅提高了電腦對(duì)3D圖形的顯示能力，32位，66.6MHz，其視頻信號(hào)的傳送速率可以從PCI總線的133MB/s提高到266MB/s、533MB/s、1.064GB/s和2.128GB/s。4．總線的主要技術(shù)參數(shù)總線的主要技術(shù)參數(shù)有總線的類型、總線的位數(shù)（又稱數(shù)據(jù)寬度）。總線的位數(shù)或稱總線的寬度，一般為8-64bit，總線的寬度愈寬，它的工作頻率及傳輸速度就越高。計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備接口 接口就是外部設(shè)備與計(jì)算機(jī)的連接端口，微型計(jì)算機(jī)常用的接口有串行接口、并行接口USB（UniversalSerialBus）通用串行總線接口、IEEE1394接口、硬盤接口等。串行端口1．串行接口：串行接口主要用于連接鼠標(biāo)和調(diào)制解調(diào)器。串行接口在系統(tǒng)中，被賦予專門的設(shè)備名Com1、Com2……。

2．并行接口：并行接口簡(jiǎn)稱并口，在系統(tǒng)中被賦予專門的設(shè)備名LPT

，一般用來連接打印機(jī)、掃描儀等。3．USB（UniversalSerialBus）通用串行總線接口USB接口的主要特點(diǎn)是：即插即用，可熱插拔。4．IEEE1394接口：IEEE1394接口是蘋果公司開發(fā)的串行標(biāo)準(zhǔn)接口，中文譯名為火線接口（Firewire）

5．硬盤接口：硬盤接口是硬盤與主機(jī)系統(tǒng)間的連接部件，其作用是在硬盤緩存和主機(jī)內(nèi)存之間傳輸數(shù)據(jù)。

（1）IDE接口標(biāo)準(zhǔn)（2）SATA接口標(biāo)準(zhǔn)（3）SCSI接口標(biāo)準(zhǔn)（4）光纖通道§2微型計(jì)算機(jī)硬件組成主機(jī)

1．系統(tǒng)主板 主機(jī)、顯示器、鍵盤和鼠標(biāo)是微型計(jì)算機(jī)最基本的組成。 系統(tǒng)主板（MotherBoard）是計(jì)算機(jī)的關(guān)鍵部件之一，也是計(jì)算機(jī)中最大的一塊集成電路板。 主板上有控制芯片組、CPU插座、內(nèi)存條插槽、各種外設(shè)（BIOS）控制芯片、鍵盤和鼠標(biāo)控制插座、軟硬盤接口、一個(gè)并行接口、兩個(gè)串行接口、兩個(gè)通用串行總線接口、各種總線擴(kuò)展槽以及機(jī)箱面板的控制開關(guān)及指示燈連接插座等相關(guān)器件。微型計(jì)算機(jī)的主機(jī)板CPU插座內(nèi)存條插槽串行接口AGP擴(kuò)展槽PCI擴(kuò)展槽北橋芯片南橋芯片2．中央處理器CPU

常用的微處理器有Intel公司的奔騰(Pentium)、賽揚(yáng)(Celeron)、安騰（Itarnium）系列和AMD公司的K6和K7等系列。CPU的主要性能指標(biāo)包括字長和時(shí)鐘主頻率。 字長是指計(jì)算機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)，CPU內(nèi)部各寄存器之間一次能直接處理的二進(jìn)制數(shù)的最大位數(shù)。 字是由整數(shù)倍字節(jié)組成，通常1個(gè)字=4個(gè)字節(jié)，1個(gè)雙字=8個(gè)字節(jié)。一般來說，字長越長，計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)的精度越高。 時(shí)鐘主頻率是主板上時(shí)鐘發(fā)生器產(chǎn)生的頻率（即外頻）與倍頻的乘積。時(shí)鐘頻率以兆赫茲（MHz）為度量單位。3．存儲(chǔ)器 分為內(nèi)存儲(chǔ)器和外存儲(chǔ)器。（1）內(nèi)存儲(chǔ)器內(nèi)存又稱主存，分為ROM和RAM，用于存放當(dāng)前正在使用的或隨時(shí)要使用的程序或數(shù)據(jù)。CPU可以直接訪問內(nèi)存。內(nèi)存由半導(dǎo)體存儲(chǔ)器組成，存取速度較快。內(nèi)存中每個(gè)單元可存放一個(gè)字節(jié)(8位二進(jìn)數(shù))。只讀存儲(chǔ)器ROM，只能讀出而不能寫入數(shù)據(jù)，斷電不丟失。隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM，它是一種可讀可寫的存儲(chǔ)器，斷電后信息全丟失，內(nèi)存中絕大部分為RAM。高速緩沖存儲(chǔ)器（Cache）。

它是介于CPU和內(nèi)存之間的一種高速存取數(shù)據(jù)的芯片，是CPU和RAM之間的通信橋梁。

（2）外存儲(chǔ)器外存也稱輔存，用來存放一些暫時(shí)不用而又需長期保存的程序或數(shù)據(jù)。外存上的程序和數(shù)據(jù)以文件的形式存儲(chǔ)。當(dāng)需要執(zhí)行外存中的程序或處理外存中的數(shù)據(jù)時(shí)，必須通過CPU輸入／輸出指令，將其調(diào)入內(nèi)存RAM中才能被CPU執(zhí)行處理。常見外存設(shè)備有：1）軟盤2）硬盤3）光盤4）U盤和移動(dòng)硬盤內(nèi)外存儲(chǔ)器比較外部存儲(chǔ)器訪問速度慢容量很大永久性價(jià)格低存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)的記憶裝置我記住了內(nèi)部存儲(chǔ)器訪問速度快

容量較小

暫時(shí)性價(jià)格高主存或內(nèi)存輔存或外存可直接與CPU交換信息存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)的記憶裝置可直接與CPU交換信息主存或內(nèi)存存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)的記憶裝置可直接與CPU交換信息內(nèi)部存儲(chǔ)器訪問速度快

容量較小

暫時(shí)性價(jià)格高主存或內(nèi)存存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)的記憶裝置可直接與CPU交換信息外部存儲(chǔ)器訪問速度慢容量很大永久性價(jià)格低內(nèi)部存儲(chǔ)器訪問速度快

容量較小

暫時(shí)性價(jià)格高主存或內(nèi)存存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)的記憶裝置可直接與CPU交換信息輔存或外存外部存儲(chǔ)器訪問速度慢容量很大永久性價(jià)格低內(nèi)部存儲(chǔ)器訪問速度快

容量較小

暫時(shí)性價(jià)格高主存或內(nèi)存存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)的記憶裝置可直接與CPU交換信息我記住了輔存或外存外部存儲(chǔ)器訪問速度慢容量很大永久性價(jià)格低內(nèi)部存儲(chǔ)器訪問速度快

容量較小

暫時(shí)性價(jià)格高主存或內(nèi)存存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)的記憶裝置可直接與CPU交換信息4．電源 電源有內(nèi)部電源和外部電源之分，內(nèi)部電源安裝在機(jī)箱內(nèi)部，外部電源指UPS電源。

UPS電源（UninterruptiblePowerSupply），又稱為不間斷電源。是一種在市電間斷時(shí)，利用后備電池通過逆變供電的裝置。

輸入輸出設(shè)備

1．輸入設(shè)備 輸入設(shè)備是將外部可讀數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)內(nèi)部的數(shù)字編碼的設(shè)備，即向計(jì)算機(jī)輸入程序、數(shù)據(jù)及各種信息的設(shè)備。（1）鍵盤（2）鼠標(biāo)（3）掃描儀（4）觸摸屏（5）數(shù)碼相機(jī)2．輸出設(shè)備 輸出設(shè)備是將計(jì)算機(jī)內(nèi)部的數(shù)字編碼轉(zhuǎn)換成可讀的字符、圖形或聲音的設(shè)備。（1）顯示器

顯示器的性能指標(biāo)是由分辨率、刷新率、顯示內(nèi)存以及顏色的位數(shù)來決定的。（2）打印機(jī) 打印機(jī)分為擊打式和非擊打式兩大類。擊打式打印機(jī)主要有點(diǎn)陣式針擊打印機(jī)和高速寬行打印機(jī)；非擊打式有噴墨式和激光打印機(jī)。點(diǎn)陣式打印機(jī)主要由走紙機(jī)構(gòu)、打印頭和色帶組成。打印頭通常由24根針組成，這些針擊打在色帶上。從而，在下面的紙張上印出字符。點(diǎn)陣式針擊打印機(jī)價(jià)格便宜，但噪聲大、字跡質(zhì)量不高。噴墨打印機(jī)是使用噴墨來代替針擊，它靠墨水通過精致的噴頭噴射到紙面上而形成字符和圖形。噴墨打印機(jī)價(jià)格便宜、體積小、噪聲低、打印質(zhì)量高，但對(duì)打印紙的要求高、墨水消耗量大、打印速度慢。激光打印機(jī)是激光技術(shù)和電子照相技術(shù)的復(fù)合產(chǎn)物。它將計(jì)算機(jī)的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成靜電磁信號(hào)，磁信號(hào)使磁粉吸附在紙上形成有色字符。激光打印機(jī)打印字符質(zhì)量高，字符光滑美觀，打印速度快，打印時(shí)噪聲小，但價(jià)格較貴?！?微型計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)是衡量一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)。微型計(jì)算機(jī)主要有以下幾個(gè)重要的性能指標(biāo)。1．字長(字長是指計(jì)算機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)，CPU內(nèi)部各寄存器之間一次能直接處理的二進(jìn)制數(shù)的最大位數(shù)。

)越長越好2．內(nèi)存容量(內(nèi)存容