大學(xué)計(jì)算機(jī) 課件 【ch01】計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)

大學(xué)計(jì)算機(jī)

計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)第一章計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展01計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)硬件（ComputerHardware）是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中由電子、機(jī)械和光電元器件等組成的各種物理裝置的總稱(chēng)。這些物理裝置按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的要求構(gòu)成一個(gè)有機(jī)整體，為計(jì)算機(jī)軟件運(yùn)行提供物質(zhì)基礎(chǔ)。從外觀上來(lái)看，計(jì)算機(jī)由主機(jī)箱和外部設(shè)備組成。主機(jī)箱內(nèi)主要包括中央處理器(CentralProcessingUnit,CPU）、內(nèi)存、主板、硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，各種擴(kuò)展卡、連接線、電源等；外部設(shè)備包括鼠標(biāo)、鍵盤(pán)等。1.1圖靈計(jì)算機(jī)模型1937年英國(guó)數(shù)學(xué)家阿蘭·麥席森·圖靈（1912一1954年〉在《倫敦?cái)?shù)學(xué)會(huì)文集》上發(fā)表一篇題為《論數(shù)字計(jì)算在決斷難題中的應(yīng)用》的論文，引起了廣泛的關(guān)注。在論文中圖靈全面分析了人的計(jì)算過(guò)程，把計(jì)算歸結(jié)為簡(jiǎn)單、基本、確定的操作動(dòng)作，從而用一種簡(jiǎn)單的方法來(lái)描述那種直觀上具有機(jī)械性的基本計(jì)算程序，使任何機(jī)械能執(zhí)行的程序都可以歸約為這些動(dòng)作。這種簡(jiǎn)單的方法是以一個(gè)抽象自動(dòng)機(jī)概念為基礎(chǔ)的。這不僅給計(jì)算下了一個(gè)完全確定的定義，而且第一次把計(jì)算和自動(dòng)機(jī)聯(lián)系起來(lái)，對(duì)數(shù)理邏輯的發(fā)展起了巨大的推動(dòng)作用。1.1圖靈計(jì)算機(jī)模型一個(gè)讀／寫(xiě)頭HEAD該讀/寫(xiě)頭可以在紙帶上左、右移動(dòng)，它能讀出當(dāng)前所指的格子上的符號(hào)，并能改變當(dāng)前格子上的符號(hào)。一個(gè)狀態(tài)寄存器它用來(lái)保存圖靈機(jī)當(dāng)前所處的狀態(tài)。圖靈機(jī)的所有可能狀態(tài)的數(shù)目是有限的，并且有一個(gè)特殊的狀態(tài)，稱(chēng)為停機(jī)狀態(tài)。一條無(wú)限長(zhǎng)的紙帶TAPE紙帶被劃分為一個(gè)接一個(gè)的小格子，每個(gè)格子上包含一個(gè)來(lái)自有限字母表的符號(hào)，字母表中有一個(gè)特殊的符號(hào)表示空白。紙帶上的格子從左到依次被編號(hào)為0,1,2，紙帶的右端可以無(wú)限伸展。一套控制規(guī)則TABLE它根據(jù)當(dāng)前機(jī)器所處的狀態(tài)以及當(dāng)前讀／寫(xiě)頭所指的格子上的符號(hào)來(lái)確定讀寫(xiě)頭下一步的動(dòng)作，并改變狀態(tài)寄存器的值，令機(jī)器進(jìn)入一個(gè)新的狀態(tài)。圖靈機(jī)組成部分圖靈機(jī)組成部分圖靈機(jī)組成部分圖靈機(jī)組成部分010203041.1圖靈計(jì)算機(jī)模型簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，圖靈機(jī)是一個(gè)邏輯機(jī)的通用模型。處理器實(shí)際是有限狀態(tài)控制器，能使讀／寫(xiě)頭左移或右移，并對(duì)存儲(chǔ)帶進(jìn)行修改或讀出。于是通過(guò)有限指令序列就能實(shí)現(xiàn)各種演算過(guò)程，從而將可計(jì)算性這一概念與機(jī)械程序和形式系統(tǒng)的概念統(tǒng)一起來(lái)。圖靈機(jī)的能力概括了數(shù)字計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力，這對(duì)計(jì)算機(jī)的一般結(jié)構(gòu)、可實(shí)現(xiàn)性和局限性產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。圖靈模型第一次在純數(shù)學(xué)的符號(hào)邏輯和實(shí)體世界之間建立了聯(lián)系，并由此開(kāi)創(chuàng)了“自動(dòng)機(jī)”這一學(xué)科分支，促進(jìn)了電子計(jì)算機(jī)的研制工作。1.1圖靈計(jì)算機(jī)模型圖靈還提出了通用圖靈機(jī)的概念，它相當(dāng)于通用計(jì)算機(jī)的解釋程序，這一點(diǎn)直接促進(jìn)了后來(lái)通用計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)和研制工作。在給出通用圖靈機(jī)的同時(shí)，圖靈就指出，通用圖靈機(jī)在計(jì)算時(shí)，其“機(jī)械的復(fù)雜性”是有臨界限度的，超過(guò)這一限度，就要靠增加程序的長(zhǎng)度和存儲(chǔ)量來(lái)解決。這種思想開(kāi)創(chuàng)了后來(lái)計(jì)算機(jī)科學(xué)中計(jì)算復(fù)雜性理論的先河。為了紀(jì)念圖靈對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)的巨大貢獻(xiàn)，美國(guó)計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)（ACM）于1966年設(shè)立了一年一度的圖靈獎(jiǎng)，以表彰在計(jì)算機(jī)科學(xué)中做出突出貢獻(xiàn)的人，圖靈獎(jiǎng)被稱(chēng)為計(jì)算機(jī)界的諾貝爾獎(jiǎng)。圖靈也被譽(yù)為“計(jì)算機(jī)理論之父”。1.2馮·諾依曼計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)圖靈的貢獻(xiàn)是建立了圖靈機(jī)的理論模型，奠定了自動(dòng)計(jì)算及人工智能的理論基礎(chǔ)，而馮·諾依曼則首先提出了存儲(chǔ)程序和程序控制的現(xiàn)代計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)，如圖1.2所示。該體系結(jié)構(gòu)主要包括以下要點(diǎn)：1.2馮·諾依曼計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)1）計(jì)算機(jī)處理的數(shù)據(jù)和指令采用二進(jìn)制數(shù)表示。因?yàn)橛秒p穩(wěn)態(tài)電路表示二進(jìn)制數(shù)字。和1很容易實(shí)現(xiàn)，傳輸和處理時(shí)不易出錯(cuò)，可靠性高。而且與十進(jìn)制數(shù)相比，二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算規(guī)則要簡(jiǎn)單得多，這樣可以使運(yùn)算器的結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化，有利于提高運(yùn)算速度。2）計(jì)算機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，先把要執(zhí)行的程序和要處理的數(shù)據(jù)存入內(nèi)存〈存儲(chǔ)器），控制器再按地址順序取出存放中的指令（按地址順序訪問(wèn)指令），然后分析指令，執(zhí)行指令的功能，遇到轉(zhuǎn)移指令時(shí)，則轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移地址，再接地址順序訪問(wèn)指令（程序控制〉。1.2馮·諾依曼計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)根據(jù)上述原理把計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)分為運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大基本部件，并定義了這五部分的基本功能。馮·諾依曼計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)，現(xiàn)在大多數(shù)計(jì)算機(jī)仍采用馮·諾依曼計(jì)算機(jī)的組織結(jié)構(gòu)，只是做了一些改進(jìn)而己，并沒(méi)有從根本上突破馮·諾依曼計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的束縛。馮·諾依曼也因此被人們稱(chēng)為“計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)之父”。1.3計(jì)算機(jī)發(fā)展史從第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)到現(xiàn)在雖然只有短短的幾十年，但是計(jì)算機(jī)的發(fā)展卻取得了驚人的成績(jī)。計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展與構(gòu)建計(jì)算機(jī)的元器件緊密相關(guān)，每當(dāng)電子元器件有突破性的進(jìn)展，就會(huì)帶來(lái)計(jì)算機(jī)硬件的一次重大變革。因此人們以計(jì)算機(jī)所使用的物理元器件的變革為標(biāo)志，將計(jì)算機(jī)的發(fā)展大致分為四代。每一代計(jì)算機(jī)都使用不同的電子元器件，每一代計(jì)算機(jī)都具有自己明顯的特征。1.3計(jì)算機(jī)發(fā)展史第一代——電子管計(jì)算機(jī)這個(gè)時(shí)期計(jì)算機(jī)的主要邏輯元器件采用電子管，主存先采用延遲線，后來(lái)用磁鼓、磁芯，外存使用磁帶。軟件方面，用機(jī)器語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言編寫(xiě)程序。這個(gè)時(shí)期的計(jì)算機(jī)體積龐大、運(yùn)算速度慢〈通常每秒幾千次到幾萬(wàn)次〉、成本高、可靠性差、內(nèi)存容量小，主要用于科學(xué)計(jì)算、軍事和科學(xué)研究方面的工作。第二代——晶體管計(jì)算機(jī)1948年發(fā)明的晶體管大大促進(jìn)了計(jì)算機(jī)的發(fā)展，晶體管替代了體積龐大的電子管。第二代計(jì)算機(jī)體積小、運(yùn)算速度快、功耗低、性能更穩(wěn)定。軟件方面，開(kāi)始使用管理程序，后期使用操作系統(tǒng)，同時(shí)出現(xiàn)了FORTRAN,COBOL、ALGOL等一系列高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。1.3計(jì)算機(jī)發(fā)展史第三代——集成電路計(jì)算機(jī)在這個(gè)時(shí)期，中小規(guī)模集成電路出現(xiàn)，并逐漸代替了分立元器件，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器代替了磁芯存儲(chǔ)器，外存使用磁盤(pán)。軟件方面，操作系統(tǒng)進(jìn)一步完善，高級(jí)語(yǔ)言數(shù)量增多，出現(xiàn)了并行處理、多處理機(jī)、虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)以及面向用戶的應(yīng)用軟件。第四代——大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)這個(gè)時(shí)期計(jì)算機(jī)的主要邏輯元器件是大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路。主存采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，外存采用大容量的軟、硬磁盤(pán)，并開(kāi)始使用光盤(pán)。軟件方面，操作系統(tǒng)不斷發(fā)展和完善，同時(shí)發(fā)展了數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、通信軟件等。1.3計(jì)算機(jī)發(fā)展史計(jì)算機(jī)的發(fā)展進(jìn)入了以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為特征的時(shí)代。計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度可達(dá)到每秒上千萬(wàn)次至上萬(wàn)億次，存儲(chǔ)容量和可靠性又有了很大提高，功能更加完備。這個(gè)時(shí)期計(jì)算機(jī)開(kāi)始向巨型機(jī)和微型機(jī)兩個(gè)方向發(fā)展，而微型機(jī)的飛速發(fā)展使得計(jì)算機(jī)開(kāi)始進(jìn)入辦公室、學(xué)校和家庭。1.4計(jì)算機(jī)發(fā)展方向光計(jì)算機(jī)光計(jì)算機(jī)是由光代替電流，實(shí)現(xiàn)高速處理大容量信息的計(jì)算機(jī)。量子計(jì)算機(jī)量子計(jì)算機(jī)是一類(lèi)遵循量子力學(xué)規(guī)律進(jìn)行高速數(shù)字和邏輯運(yùn)算、存儲(chǔ)及處理的量子物理設(shè)備。生物計(jì)算機(jī)在運(yùn)行機(jī)理上，生物計(jì)算機(jī)以蛋白質(zhì)分子作為信息載體，來(lái)實(shí)現(xiàn)信息的傳輸與存儲(chǔ)。1.4計(jì)算機(jī)發(fā)展方向光計(jì)算機(jī)其突破了傳統(tǒng)的用總線將運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、輸入和輸出設(shè)備相連接的體系結(jié)構(gòu)，運(yùn)算速度極高、耗電極低。光具有各種優(yōu)點(diǎn)：光波在光介質(zhì)中傳輸，不存在寄生電阻、電容、電感和電子相互作用問(wèn)題：光器件無(wú)電位差，因此光計(jì)算機(jī)的信息在傳輸中畸變或失真小，可在同一條狹窄的通道中傳輸數(shù)量龐大的數(shù)據(jù)。01量子計(jì)算機(jī)量子計(jì)算機(jī)是采用基于量子力學(xué)原理和深層次計(jì)算模式的計(jì)算機(jī)，而不像傳統(tǒng)的二進(jìn)制計(jì)算機(jī)那樣將信息分為0和1來(lái)處理。02生物計(jì)算機(jī)生物計(jì)算機(jī)最大的優(yōu)點(diǎn)是生物芯片的蛋白質(zhì)具有生物活性，能夠跟人體的組織結(jié)合在一起，特別是可以和人的大腦及神經(jīng)系統(tǒng)有機(jī)連接，使人機(jī)接口自然吻合，免除了煩瑣的人機(jī)對(duì)話。03計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)與應(yīng)用022.1計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)運(yùn)算速度快、計(jì)算精確度高邏輯運(yùn)算能力強(qiáng)存儲(chǔ)能力強(qiáng)自動(dòng)化程度高強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通信功能2.1計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)運(yùn)算速度快、計(jì)算精確度高計(jì)算機(jī)內(nèi)部的運(yùn)算是由數(shù)字邏輯電路完成的，可以高速準(zhǔn)確地完成各種算術(shù)運(yùn)算。當(dāng)今超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的峰值運(yùn)算速度已達(dá)到每秒億億次，一般計(jì)算機(jī)也可達(dá)每秒億次以上，這使大量復(fù)雜的科學(xué)計(jì)算問(wèn)題得以解決。如衛(wèi)星軌道的計(jì)算、天氣預(yù)報(bào)、模擬核爆等，過(guò)去人工計(jì)算需要幾年、幾十年，用大型計(jì)算機(jī)可能只需幾分鐘就可完成。2.1計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)存儲(chǔ)能力強(qiáng)計(jì)算機(jī)內(nèi)部的存儲(chǔ)器具有記憶特性，可以存儲(chǔ)海量的數(shù)字、文字、圖像、視頻、聲音等信息，并且可以“長(zhǎng)久”保存。它還可以保存處理這些信息的程序。自動(dòng)化程度高由于計(jì)算機(jī)具有存儲(chǔ)記憶能力和邏輯判斷能力，所以人們可以將預(yù)先編好的程序納入計(jì)算機(jī)內(nèi)存，在程序控制下，計(jì)算機(jī)可以連續(xù)、自動(dòng)地工作，不需要人的干預(yù)。2.1計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)邏輯運(yùn)算能力強(qiáng)計(jì)算機(jī)不僅能進(jìn)行高速、精確的計(jì)算，還具有邏輯運(yùn)算功能，能對(duì)信息進(jìn)行比較和判斷，并能根據(jù)判斷的結(jié)果自動(dòng)執(zhí)行不同指令。它甚至能模擬人類(lèi)的大腦，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行思考、判斷。擁有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通信功能在互聯(lián)網(wǎng)上的所有計(jì)算機(jī)用戶可共享網(wǎng)上資料、交流信息、互相學(xué)習(xí)，整個(gè)世界都可以互通信息。2.2計(jì)算機(jī)的應(yīng)用信息管理信息管理是以數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)為基礎(chǔ)，輔助管理者提高決策水平，改善運(yùn)營(yíng)策略的計(jì)算機(jī)技術(shù)。信息處理己成為當(dāng)代計(jì)算機(jī)的主要任務(wù)，是現(xiàn)代化管理的基礎(chǔ)。多媒體應(yīng)用隨著電子技術(shù)特別是通信和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人們已經(jīng)有能力把文本、音頻、視頻、動(dòng)畫(huà)、圖形和圖像等各種媒體綜合起來(lái)，構(gòu)成一種全新的概念一一多媒體(Multimedia）?？茖W(xué)計(jì)算計(jì)算機(jī)最開(kāi)始是為解決科學(xué)研究和工程設(shè)計(jì)中遇到的大量數(shù)學(xué)問(wèn)題的數(shù)值計(jì)算而研制的計(jì)算工具。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，數(shù)值計(jì)算在現(xiàn)代科學(xué)研究中的地位不斷提高，在尖端科學(xué)領(lǐng)域中顯得尤為重要。過(guò)程控制過(guò)程控制利用計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)，按最優(yōu)值迅速地對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)或自動(dòng)控制。計(jì)算機(jī)的應(yīng)用計(jì)算機(jī)的應(yīng)用計(jì)算機(jī)的應(yīng)用計(jì)算機(jī)的應(yīng)用010203042.2計(jì)算機(jī)的應(yīng)用05人工智能人工智能CArtificialIntelligence,AI）是指計(jì)算機(jī)模擬人類(lèi)某些智力行為的理論、技術(shù)和應(yīng)用，如感知、判斷、理解、學(xué)習(xí)、問(wèn)題的求解、圖像聲音識(shí)別等。人工智能是計(jì)算機(jī)應(yīng)用的一個(gè)新的領(lǐng)域，這方面的研究和應(yīng)用正處于發(fā)展階段，在醫(yī)療診斷、定理證明、模式識(shí)別、智能檢索、語(yǔ)言翻譯、機(jī)器人等方面，己有了顯著的成效。2.2計(jì)算機(jī)的應(yīng)用1）計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)（ComputerAidedDesign,CAD)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)輔助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行工程或產(chǎn)品設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)最佳設(shè)計(jì)效果的一種技術(shù)。2）計(jì)算機(jī)輔助制造（ComputerAidedManufacturing,CAM)計(jì)算機(jī)輔助制造是利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行產(chǎn)品的加工控制過(guò)程，輸入的信息是零件的工藝路線和工程內(nèi)容，輸出的信息是刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡。3）計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（ComputerAidedInstruction,CAI）計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)是利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行課堂教學(xué)。教學(xué)課件可以用PowerPoint、Flash等制作。06輔助技術(shù)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的組成033.1計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的組成根據(jù)馮·諾依曼“存儲(chǔ)程序和程序控制”原理，計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)分成5個(gè)部分：運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器〈分為內(nèi)存和外存）、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備。由于運(yùn)算器、控制器、內(nèi)存3個(gè)部分是信息加工、處理的主要部件，所以把它們合稱(chēng)為主機(jī)，而輸入設(shè)備、輸出設(shè)備及外存則合稱(chēng)為外部設(shè)備。微型計(jì)算機(jī)，也就是個(gè)人計(jì)算機(jī)，是目前人們最常用、最熟悉的計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱(chēng)為微機(jī)，下面以微機(jī)硬件系統(tǒng)為例來(lái)介紹各個(gè)功能部件。一般把微機(jī)的硬件系統(tǒng)分為主機(jī)和外部設(shè)備兩大部分，從外觀上來(lái)看，一臺(tái)微機(jī)由主機(jī)箱、顯示器、鍵盤(pán)和鼠標(biāo)組成，還可以加一些外部設(shè)備，如打印機(jī)、掃描儀和音、視頻設(shè)備等。3.1主機(jī)主機(jī)主機(jī)是主機(jī)箱內(nèi)各個(gè)部件的統(tǒng)稱(chēng)，包括主板、微處理器、存儲(chǔ)器、輸入／輸出接口（I/0接口）、插槽、聲卡、顯卡、網(wǎng)卡、電源、硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器等。以下介紹部分主要部件：3.1主機(jī)1.主板主板是主機(jī)箱中最大的一塊集成電路板，如圖1.7所示，它被固定在主機(jī)箱上。主機(jī)部分的大多數(shù)部件安裝在主機(jī)箱內(nèi)的主板上，外部設(shè)備通過(guò)輸入／輸出接口及系統(tǒng)總線與主板相連。2.微處理器微機(jī)上的CPU一般稱(chēng)為微處理器，它安裝在主板CPU插槽中。它是計(jì)算機(jī)的運(yùn)算核心與控制核心，包括運(yùn)算器和控制器兩大邏輯部件。其功能為解釋和執(zhí)行指令，相當(dāng)于人的大腦。3.1主機(jī)3.1主機(jī)主板主板是整個(gè)計(jì)算機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，安裝在主板上的各個(gè)部件都得靠主板來(lái)協(xié)調(diào)工作，主板的好壞將直接影響微機(jī)的整體運(yùn)行速度和穩(wěn)定性。主板上的部件主要包括CPU插座、芯片組、內(nèi)存插槽、總線擴(kuò)展槽、外設(shè)接口、SATA接口、可充電電池以及各種開(kāi)關(guān)和跳線等。現(xiàn)在的芯片組通常還集成了顯卡、聲卡、網(wǎng)卡等部件。主板上的各種插槽、接口的作用是將各種硬件設(shè)備與主板相連接，以供主板統(tǒng)一調(diào)配指揮。CPU插槽用于固定連接CPU;AGP插槽專(zhuān)門(mén)用于高性能圖形和視頻顯示，解決了顯卡與內(nèi)存、CPU之間帶寬不足的問(wèn)題，使高速、大容量圖形顯示成為可能；PCI插槽用于插接各類(lèi)PCI設(shè)備，如聲卡、網(wǎng)卡和內(nèi)置解調(diào)器等；內(nèi)存插槽用于插接內(nèi)存條，以擴(kuò)充內(nèi)存；IDE接口用于連接硬盤(pán)、光驅(qū)等。3.1主機(jī)芯片芯片組是主板的核心組成部分，決定了主板的功能，進(jìn)而影響到整個(gè)微機(jī)系統(tǒng)性能的發(fā)揮。按照在主板上排列位直的不同，芯片組一般分為南橋芯片和北橋芯片。北橋芯片負(fù)責(zé)與CPU的聯(lián)系并控制內(nèi)存數(shù)據(jù)在北橋內(nèi)部傳輸，并提供校驗(yàn)及糾錯(cuò)。為了縮短傳輸距離、提高通信性能，在主板布局上北橋芯片一般離CPU更近些，也習(xí)慣稱(chēng)北橋?yàn)橹鳂颍℉ostBridge）。因?yàn)楸睒蛐酒臄?shù)據(jù)處理量非常大，發(fā)熱量也大，所以現(xiàn)在的北橋芯片都覆蓋著散熱片用來(lái)加強(qiáng)散熱，有些主板的北橋芯片還會(huì)配上風(fēng)扇進(jìn)行散熱。南橋芯片（SouthBridge）一般位于主板上離CPU插座較遠(yuǎn)的地方，這種布局是考慮到它所連接的I/0總線較多，離處理器遠(yuǎn)一點(diǎn)有利于布線，而且更加容易實(shí)現(xiàn)信號(hào)線等長(zhǎng)的布線原則。南橋芯片主要負(fù)責(zé)I/0總線之間的通信，如USB、LAN、ATA、SATA、音頻控制器、鍵盤(pán)控制器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘控制器、高級(jí)電源管理等，這些技術(shù)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較穩(wěn)定，所以不同芯片組中可能南橋芯片是一樣的，不同的只是北橋芯片。3.1主機(jī)1）運(yùn)算器運(yùn)算器是整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)算核心，主要由執(zhí)行算術(shù)及邏輯運(yùn)算的運(yùn)算電路、累加器、狀態(tài)寄存器、通用寄存器組等組成。計(jì)算機(jī)運(yùn)行時(shí)，運(yùn)算器的操作和操作種類(lèi)由控制器決定，運(yùn)算器處理的數(shù)據(jù)來(lái)自存儲(chǔ)器；處理后的結(jié)果數(shù)據(jù)通常送回存儲(chǔ)器，或暫時(shí)寄存在運(yùn)算器中。2）控制器控制器是指揮計(jì)算機(jī)各個(gè)部件按照指令的功能要求協(xié)調(diào)工作的部件，是計(jì)算機(jī)的神經(jīng)中樞和指揮中心，由指令寄存器、譯碼器、程序計(jì)數(shù)器、操作控制器等組成。在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，不斷地生成指令地址、取出指令、分析指令、向計(jì)算機(jī)的各個(gè)部件發(fā)出微操作控制信號(hào)，協(xié)調(diào)整個(gè)計(jì)算機(jī)有序地工作。3.1主機(jī)3.儲(chǔ)存器存儲(chǔ)器是用于儲(chǔ)存信息的設(shè)備或裝置，是計(jì)算機(jī)中各種信息的存儲(chǔ)和交流中心，可以分為內(nèi)存和外存。3.1主機(jī)1）內(nèi)存內(nèi)存主要用于存放計(jì)算機(jī)運(yùn)行期間所需要的程序和數(shù)據(jù)。CPU工作時(shí)執(zhí)行的指令及處理的數(shù)據(jù)均從內(nèi)存中存／取，外存中的程序和數(shù)據(jù)只有先被讀入到內(nèi)