第三章微型計(jì)算機(jī)硬件組成

第三章微型計(jì)算機(jī)硬件組成1第一頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期四3.1微型計(jì)算機(jī)

3.1.1微型計(jì)算機(jī)概述20世紀(jì)70年代誕生的微型計(jì)算機(jī)，是發(fā)展最為迅猛、變化最為迅速的高新科技之一。微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展方向：①高速化

CPU速度越來越快。②超小型化

典型的標(biāo)志是筆記本電腦和PDA的流行。③多媒體化

全新的多媒體處理芯片、多媒體和超媒體系統(tǒng)的開發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和發(fā)展多媒體通信等。④網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)、具有聯(lián)網(wǎng)功能的PDA以及各種類型的個(gè)人計(jì)算機(jī)等正在飛速發(fā)展。⑤

隱形化

今后將擺脫顯示屏、鍵盤加主機(jī)的傳統(tǒng)形象，電視計(jì)算機(jī)、影音計(jì)算機(jī)等將大量出現(xiàn)。第二頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期四3.1.2微型計(jì)算機(jī)的分類1按組成結(jié)構(gòu)分類單片機(jī)主要組成部分集成在一個(gè)超大規(guī)模芯片上，廣泛用于控制、儀器儀表、通信、家用電器等領(lǐng)域。單板機(jī)

各組成部分裝配在一塊印刷電路板上，常用于過程控制或作為儀器儀表的控制部件。多板機(jī)

各組成部分裝配在多塊印刷電路板上，如臺(tái)式、便攜式PC機(jī)。

2按用途分類微型計(jì)算機(jī)按用途可分為臺(tái)式、便攜式、手持式等。

第三頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期四微型計(jì)算機(jī)的主要性能指標(biāo)CPU指標(biāo)主要包括CPU字長(zhǎng)、時(shí)鐘頻率。運(yùn)算速度計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度通常指平均運(yùn)算速度，即每秒鐘所能執(zhí)行的指令條數(shù)。內(nèi)存容量?jī)?nèi)存容量反映了內(nèi)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的能力。存儲(chǔ)容量越大，其處理數(shù)據(jù)的范圍就越廣，并且運(yùn)算速度一般也越快。

第四頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期四3.2微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)：顯示器、鍵盤、主機(jī)。主機(jī)箱內(nèi)通常有：系統(tǒng)主板（又稱母板）CPU內(nèi)存硬盤驅(qū)動(dòng)器光盤驅(qū)動(dòng)器軟盤驅(qū)動(dòng)器顯卡聲卡網(wǎng)卡電源第五頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期四PC99規(guī)范要求主板各接口必須采用有色識(shí)別標(biāo)識(shí)，方便識(shí)別3.2.1系統(tǒng)主板系統(tǒng)主板是微型計(jì)算機(jī)中最大的一塊電路板，是微型計(jì)算機(jī)中各種設(shè)備的連接載體。主板在結(jié)構(gòu)上主要有AT、ATX、NLX、EATX、WATX以及BTX等類型。它們的區(qū)別主要在于板上各元器件的布局排列方式、尺寸大小、形狀以及所使用的電源規(guī)格和控制方式的不同。ATX是目前最常用的主板結(jié)構(gòu)，擴(kuò)展插槽較多，配合ATX電源，可以實(shí)現(xiàn)軟關(guān)機(jī)和Modem遠(yuǎn)程遙控開關(guān)機(jī)等功能。

第六頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期四系統(tǒng)主板第七頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期四芯片組

芯片組決定了主板的結(jié)構(gòu)及CPU的使用。根據(jù)芯片的功能，一般分為南橋芯片和北橋芯片。也有單芯片和多芯片的。南橋芯片主要負(fù)責(zé)I/O接口控制、IDE設(shè)備（硬盤等）控制以及高級(jí)能源管理等；北橋芯片負(fù)責(zé)與CPU的聯(lián)系并控制內(nèi)存、AGP、PCI數(shù)據(jù)在北橋內(nèi)部傳輸。有的集成主板將顯示核心GPU集成到北橋芯片中，也有將顯示核心集成到CPU中的。第八頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期四3.2.2CPU?CPU字長(zhǎng)：內(nèi)部各寄存器之間一次能夠傳遞的數(shù)據(jù)位?位寬

與外部設(shè)備之間一次能夠傳遞的數(shù)據(jù)位?x位CPU通常用CPU字長(zhǎng)和位寬來稱呼CPU。?CPU外頻：主板為CPU提供的基準(zhǔn)時(shí)鐘頻率。

?CPU主頻：CPU內(nèi)核電路實(shí)際工作頻率，等于外頻乘上倍頻數(shù)。?生產(chǎn)工藝技術(shù)：IC內(nèi)電路間的距離，通常用納米（nm)來描述。

微型計(jì)算機(jī)一般采用通用CPU，常見的有Intel和AMD系列產(chǎn)品。從1971年的第一片4位CPUIntel4004，到目前已推出64位的、多核心的CPU。第九頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期四內(nèi)部存儲(chǔ)器訪問速度快信息暫時(shí)性相對(duì)價(jià)格高外部存儲(chǔ)器訪問速度慢信息永久性相對(duì)價(jià)格低3.2.3存儲(chǔ)器微型計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器分內(nèi)部存儲(chǔ)器和外部存儲(chǔ)器第十頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期四（1）隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RandomAccessMemory，簡(jiǎn)稱RAM)通常所說的計(jì)算機(jī)內(nèi)存是指RAM，CPU對(duì)它們既可讀出又可寫入數(shù)據(jù)。斷電后RAM中信息將全部丟失。微型計(jì)算機(jī)上廣泛采用的RAM有SDRAM、DDRRAM、DDRIIRAM、DDRIIIRAM

，制作成內(nèi)存條形式出現(xiàn)，有128M、256M、512M、1G、2G等規(guī)格。內(nèi)部存儲(chǔ)器用于筆記本電腦內(nèi)存條

用于臺(tái)式機(jī)內(nèi)存條第十一頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期四（2）只讀存儲(chǔ)器(ReadonlyMemory，簡(jiǎn)稱ROM)CPU對(duì)它們只取不存，其信息一般情況下無法修改。斷電時(shí)信息不會(huì)丟失。ROM中一般存放計(jì)算機(jī)系統(tǒng)管理程序。BIOS是一組固化到主板上一個(gè)ROM芯片上的程序，保存著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中最重要的基本輸入/輸出程序、系統(tǒng)開機(jī)自檢程序等。它負(fù)責(zé)開機(jī)時(shí)，對(duì)系統(tǒng)各硬件進(jìn)行初始化設(shè)置和測(cè)試，以及裝載操作系統(tǒng)到內(nèi)存。在特定的條件下，可以修改和升級(jí)BIOS。CMOS是指主板上的一塊可讀寫的RAM芯片。它存儲(chǔ)了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)鐘信息和硬件配置信息等，開機(jī)時(shí)要讀取CMOS信息，用于初始化設(shè)置各硬件。它靠系統(tǒng)電源和后備電池來供電，系統(tǒng)掉電后其信息不會(huì)丟失。在開機(jī)時(shí)通?？梢园聪翫elete鍵進(jìn)入BIOS設(shè)置程序?qū)MOS參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。（3）高速緩沖存儲(chǔ)器（Cache）是介于CPU和內(nèi)存之間的一種可高速存取信息的芯片，用于解決它們之間的速度沖突問題，Cache一般采用靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（SRAM）構(gòu)成，它的訪問速度是DRAM的10倍左右。

內(nèi)部存儲(chǔ)器CPUCacheRAM第十二頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期四軟盤用表面涂有磁性材料的柔軟的聚酯材料制成讀寫軟盤時(shí)，磁頭直接接觸盤面。常用軟盤容量為1.44MB將盤片邏輯地劃分成若干個(gè)同心圓，每個(gè)同心圓稱為一個(gè)磁道，最外面的一個(gè)同心圓為0磁道。磁道又等分成若干段，每段稱為一個(gè)扇區(qū)。一個(gè)扇區(qū)一般可存放512B的數(shù)據(jù)。磁盤的存儲(chǔ)容量可由下面的公式求出：磁盤總?cè)萘?磁道數(shù)×扇區(qū)數(shù)×磁面數(shù)×扇區(qū)字節(jié)數(shù)外部存儲(chǔ)器讀、寫窗口保護(hù)套寫保護(hù)口第十三頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期四柱面扇區(qū)磁道硬盤片是由涂有磁性材料的鋁合金構(gòu)成。讀寫硬盤時(shí)，磁性圓盤高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的托力使磁頭懸浮在盤面上而不接觸盤面。硬盤常見接口有IDE、SCSI、SATA、SATAII、SATAIII

。硬盤片讀寫磁頭硬盤資料:硬盤圖解硬盤容量＝柱面數(shù)×扇區(qū)數(shù)×每扇區(qū)字節(jié)數(shù)×磁頭數(shù)

第十四頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期四光介質(zhì)存儲(chǔ)器利用激光讀/寫數(shù)據(jù)。按光盤的讀/寫性能，可分為只讀型與可讀寫型。只讀光盤上的數(shù)據(jù)采用壓模方法壓制而成，用戶只能讀取上面的數(shù)據(jù)，而不能寫入或修改光盤上的數(shù)據(jù)?？勺x寫型光盤中的可錄式光盤（CD-R）只能寫一次?？芍貜?fù)刻錄光盤（CD-RW）可重復(fù)多次讀寫。衡量光盤驅(qū)動(dòng)器傳輸數(shù)據(jù)速率的指標(biāo)叫做倍速。CD-ROM一倍速率為150KB/s。DVD-ROM一倍速率為1.3MB/s。

光介質(zhì)存儲(chǔ)器

資料:光驅(qū)和光盤COMBO光驅(qū)集CD-ROM、DVD-ROM、CD-RW刻錄功能為一體。第十五頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期四移動(dòng)存儲(chǔ)產(chǎn)品

（1）移動(dòng)硬盤

移動(dòng)硬盤直接由臺(tái)式電腦硬盤或者由筆記本電腦硬盤改裝而成，這類產(chǎn)品性價(jià)比非常好，通常來講可按產(chǎn)品的接口類型分為USB1.1、USB2.0和IEEE1394這三種。

第十六頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期四移動(dòng)存儲(chǔ)產(chǎn)品

（2）Flash存儲(chǔ)設(shè)備FlashMemory是一種新型非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，即在無電源狀態(tài)仍能保持片內(nèi)信息，不需要特殊的高電壓就可實(shí)現(xiàn)片內(nèi)信息的擦除和重寫。由于她沒有機(jī)械讀寫裝置，可重復(fù)讀寫，體積小巧，被廣泛地應(yīng)用于優(yōu)盤、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、MP3播放器、數(shù)字錄音機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理和計(jì)算機(jī)等方面。資料:優(yōu)盤第十七頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期四地址總線:傳輸?shù)刂沸畔?shù)據(jù)總線:傳輸數(shù)據(jù)信息控制總線:傳輸控制信息內(nèi)部總線：連接CPU內(nèi)各個(gè)組成部件系統(tǒng)總線：連接CPU外各高速部件外部總線：連接外部設(shè)備連接對(duì)象傳輸對(duì)象并行總線:通信速度快、實(shí)時(shí)性好串行總線:簡(jiǎn)易、方便、靈活通信方式

3.2.4總線與接口總線：連接計(jì)算機(jī)各部件之間的通道。

接口：總線和外部設(shè)備之間的交接部件。第十八頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期四總線微處理器地址總線數(shù)據(jù)總線控制總線內(nèi)存接口外存接口顯示接口其他I/O內(nèi)存儲(chǔ)器硬盤等各種外設(shè)顯示器接口電路微處理器、總線、存儲(chǔ)器、接口電路和外設(shè)的邏輯關(guān)系

第十九頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期四常用的系統(tǒng)總線ISA總線：數(shù)據(jù)傳送寬度16bit，工作頻率8MHz，數(shù)據(jù)傳輸率（帶寬）8MB/s。PCI總線：數(shù)據(jù)傳送寬度32bit，工作頻率33MHz（可擴(kuò)展到64bit，66MHz），數(shù)據(jù)傳輸率（帶寬）133MB/s。AGP總線：數(shù)據(jù)傳送寬度32bit，工作頻率66MHz或133MHz，8X的數(shù)據(jù)傳輸率（帶寬）2.1GB/s。

PCI-E總線：串行連接，工作頻率2500MHz。X1的數(shù)據(jù)傳送寬度1bit，數(shù)據(jù)傳輸率（帶寬）500MB/s；X16的數(shù)據(jù)傳送寬度16bit，數(shù)據(jù)傳輸率（帶寬）8GB/s。第二十頁(yè)，共二十