第三章 微型计算机硬件组成

1、第三章 微型(wixng)计算机硬件组成 3.1 微型(wixng)计算机 3.2 微型计算机硬件系统 1共二十七页微型(wixng)计算机发展-摩尔定律晶体管数目4004奔腾2,30042,000,00032 年P43,500,000晶体管数10K100K1M10M100M197519801985199519902000单位时间执行的指令数百万条/每秒0.1110255004004Pentium每2年芯片能力增长一倍808080888286838684862000年的微处理器2共二十七页 高速化 处理器主频 超小型化 典型的标志是笔记本电脑和PDA的流行。 多媒体化 全新的多媒体处理芯片、多

2、媒体和超媒体系统的开发和标准化、虚拟现实技术和发展多媒体通信等。 网络化 网络计算机、具有联网(lin wn)功能的PDA以及各种类型的个人计算机等正在飞速发展。 隐形化 今后将摆脱显示屏、键盘加主机的传统形像，电视计算机、影音计算机等将大量出现。1微型计算机的发展(fzhn)方向 3.1 微型计算机3.1.1 微型计算机概述 3共二十七页3.1 微型(wixng)计算机3.1.1 微型计算机概述 2微型计算机基本(jbn)结构 系统主板（又称母板）CPU硬盘驱动器DVD-ROM驱动器软盘驱动器显示器适配器内存电源4共二十七页3.1.2微型(wixng)计算机分类和性能指标1微型计算机的分类1

3、）按组成(z chn)结构分类 单片机 组成部分集成在一个超大规模芯片上 单板机 各组成部分装配在一块印刷电路板上 多板机 各组成部分装配在多块印刷电路板上2）按用途分类微型计算机按用途可分为台式、便携式、手持式等。2微型计算机的主要性能指标 CPU指标 CPU字长、时钟频率。 运算速度 每秒钟所能执行的指令条数。 内存容量 内存储器存储数据的能力。5共二十七页常见(chn jin)微机系统计算机、电视、影音三模式 平板电脑 家庭网络计算机 移动计算机 6共二十七页PC99规范要求主板各接口必须(bx)采用有色识别标识，方便识别3.2 微型(wixng)计算机硬件系统 3.2.1系统主板优化板

4、上元件布局配合ATX电源，实现软关机MODEM远程遥控开关机需要配合专门的ATX机箱使用主板：AT结构和ATX结构 ATX新型主板结构规范：7共二十七页3.2.1系统(xtng)主板内存(ni cn)总线插槽接口卡CPU串行接口USB接口芯片组8共二十七页3.2.1系统(xtng)主板芯片组决定了主板的结构及CPU的使用。根据芯片的功能(gngnng)，可分为南桥芯片和北桥芯片。南桥芯片主要负责I/O接口控制、IDE设备（硬盘等）控制以及高级能源管理等；北桥芯片负责与CPU的联系并控制内存、AGP、PCI数据在北桥内部传输，由于北桥芯片的发热量较高，所以芯片上会装有散热片。 9共二十七页系统(

5、xtng)主板上的辅助功能1.CPU监控(jin kn)功能具备对CPU电压的自动侦测，CPU测温和过热保护功能2.高级电源管理接口(ACPI)功能ACPI标准：使操作系统能够执行各种对电源和系统配置进行控制的功能。1）自动开机2）系统休眠两种方法： STD：休眠至硬盘 STR：休眠至内存10共二十七页3.2.2 CPU CPU字长：内部各寄存器之间一次能够传递的数据位 位宽 与外部设备之间一次能够传递的数据位 x位CPU 通常用CPU字长和位宽来称呼CPU。例如，Pentium CPU字长是32位，位宽是64位，称为超32位CPU。 CPU外频：CPU总线频率 CPU主频：CPU内核电路的实

6、际(shj)工作频率 生产工艺技术：通常用微米级别数字来描述 2.衡量CPU性能(xngnng)的主要技术指标1CPU分类通用式嵌入式11共二十七页CPU现有(xin yu)的常用的处理器品种1)Intel微处理器PentiumCeleronItaniumXeonBanias2)龙芯12共二十七页内部存储器访问速度快信息(xnx)暂时性相对价格高外部(wib)存储器访问速度慢信息永久性相对价格低3.2.3 存储器微型计算机存储器分内部存储器和外部存储器13共二十七页（1）随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)RAM通常指计算机主存，使用动态随机存储器，制作成内存

7、条形式出现。CPU对它们既可读出又可写入数据。（2）只读存储器(Read only Memory，简称ROM)CPU对它们只取不存，其信息用户无法修改(xigi)。断电时信息不会丢失。ROM中一般存放计算机系统管理程序。（3）高速缓冲存储器Cache是介于CPU和内存之间的一种可高速存取信息的芯片，用于解决它们之间的速度冲突问题，内部(nib)存储器CPUCacheRAM14共二十七页（1）软盘(run pn)用表面(biomin)涂有磁性材料柔软的聚酯材料制成读写软盘时，磁头直接接触盘面。常用软盘容量为1.44MB新型磁盘具有100MB250MB容量（2）硬盘硬盘片是由涂有磁性材料的铝合金构

8、成读写硬盘时，磁性圆盘高速旋转产生的托力使磁头悬浮在盘面上而不接触盘面硬盘容量视具体类型而定外部存储器1.磁介质存储器15共二十七页柱面扇区磁道硬盘的磁道、扇区、柱面硬盘片读写磁头16共二十七页衡量(hng ling)光盘驱动器传输数据速率的指标叫做倍速，一倍速率= 150KB/秒常用： 只读型光盘CD-ROM一次性可写入光盘CD-R，需要光盘刻录机完成数据的写入后继产品DVD-ROM，DVD-ROM一倍速率是1.3MB/秒（1）光盘(un pn)2.光介质存储器分类：CD：只读型CD-R：可录式：只能写一次CD-RW：可重复刻录17共二十七页 磁光技术(jsh)移动存储产品磁盘技术与光技术结

9、合 Flash存储设备 闪存芯片为存储介质采用(ciyng)USB的接口可擦写100万次以上 移动硬盘性价比非常好USB1.0 USB2.0 IEEE13943.移动存储产品 18共二十七页3.2.4 总线(zn xin)与接口处理器存储子系统I/O子系统总线：微处理器与各部件和外围设备(wi wi sh bi)共用的连接线路19共二十七页总线(zn xin)分类地址总线:传输(chun sh)地址信息数据总线:传输数据信息控制总线:传输控制信息内部总线：连接CPU的各个组成部件（芯片内部）系统总线：连接计算机中各大部件（CPU,内存，外存，输入设备，输出设备)外部总线：连接计算机和外部设备(

10、CPU,声卡显卡网卡图形卡)连接对象传输对象并行总线:通信速度快、实时性好串行总线:简易、方便、灵活 通信方式 按总线内传输的信息种类来分按总线连接的对象来分按通信方式来分20共二十七页总线(zn xin)分类系统总线：1)ISA2)PCI3)AGP计算机与外部设备(wi b sh bi)接口：1)串行接口2)并行接口3)USB接口4)IEEE1394接口5)硬盘接口: IDE,EIDE,SCSI按通信方式来分AGP图形加速端口是专供3D加速卡(3D显卡)使用的接口。它直接与主板的北桥芯片相连，且该接口让视频处理器与系统主内存直接相连，避免经过窄带宽的PCI总线而形成系统瓶颈，增加3D图形数据

11、传输速度，而且在显存不足的情况下还可以调用系统主内存，所以它拥有很高的传输速率，这是PCI等总线无法与其相比拟的。AGP接口主要可分为AGP1X/2X/PRO/4X/8X等类型。 PCI(peripheralcomponentinterconnect)总线插槽它是由Intel公司推出的一种局部总线。它定义了32位数据总线，且可扩展为64位。它为显卡、声卡、网卡、电视卡、MODEM等设备提供了连接接口，它的基本工作频率为33MHz，最大传输速率可达132MB/s。 21共二十七页外设接口(ji ku)“4”-键盘(jinpn)和鼠标接口“5”-并行接口“6”-串行接口“7”和“9”-usb接口“

12、8”-ieee 1394接口“10”-双绞以太网线接口“11”-声卡输入/输出接口22共二十七页总线(zn xin)微处理器地址总线数据总线控制总线内存(ni cn)插槽外存接口I/O接口其他I/O主存储器硬盘等各种外设键盘显示接口电路微处理器、总线、存储器、接口电路和外设逻辑关系 23共二十七页PCI总线(zn xin)PCI总线(zn xin)功能图24共二十七页3.2.5 输入(shr)输出设备 I/O设备(shbi)与处理器间的连接数据寄存器: 用来存放主机与外设之间传送的数据控制寄存器: 用来存放处理器发给外设的命令信息状态寄存器: 用来保存外设及接口的状态信息数据寄存器P0控制寄存器P1状态寄存器P2I/O设备25共二十七页1输入(shr)设备键盘,鼠标,扫描仪,轨迹球,光笔,触摸屏.2.输出设备打印机显示器 输入(shr)输出设备 26共二十七页内容摘要第三章 微型计算机硬件组成。微型计算机按用途可分为台式、便携式、手持式等。主板：AT结构和ATX结构。根据芯片的功能，可分为南桥芯片和北桥芯片。南桥芯片主要负责I/O接口控制(kngzh)、IDE设备（硬盘等）控制(kngzh)以及高级能源管理等。具备对CP