第1章微型计算机简介

第1章微型计算机简介

电子计算机是20世纪最伟大的科学技术发明之一，是现代科学技术与人类智慧的结晶。它的出现，大大推动了科学技术的迅猛发展，同时也给人类社会带来了日新月异的变化。电子计算机最早应用于计算，它也就因此而得名。1.1现代计算机的分类1．服务器（Server）2．工作站（Workstation）3．台式机（DesktopPC）4．便携机（MobilePC）5．手持机（HandheldPC）1.2微型计算机发展简介1.2.1微型计算机的诞生1．第一台微型计算机——牛郎星1974年，罗伯茨用8080微处理器装配了一种专供业余爱好者试验用的计算机“牛郎星”（Altair）。1974年12月，美国《大众电子》杂志用最引人注目的大字标题发布消息：“世界第一套微型计算机问世，向所有种类的商业计算机挑战！”。2．第一台真正的微型计算机——AppleⅡ1975年，斯蒂芬·乔布斯（StevenJobs）20岁，斯蒂芬·沃兹尼克（StevenWozniak）25岁。他们选中的微处理器是莫斯技术（MOSTechnology）公司的8位6502芯片。1976年4月1日（愚人节），由沃兹尼克、乔布斯共同成立了苹果（Apple）计算机公司。1977年，沃兹尼克精心设计了另一种新型微机，是世界上第一台真正的个人计算机，乔布斯命名它为AppleⅡ。1983年年底，苹果公司将Apple操作系统的使用权转让给微软（Microsoft）公司，从此，微软公司开始设计和销售Windows操作系统，成为软件业的霸主。3．IBMPC的诞生981年8月12日，IBM正式推出IBM5150，它的CPU是Intel8088，主频为4.77MHz，主机板上配置64KB存储器，另有5个插槽供增加内存或连接其他外部设备用。它还装备着显示器、键盘和两个软磁盘驱动器，而操作系统是微软的DOS1.0。IBM将5150称为PersonalComputer（个人计算机），不久，其缩写“PC”成为所有个人计算机的代名词。4．比尔·盖茨与微软公司1955年10月28日，比尔·盖茨（BillGates）出生于美国华盛顿州的西雅图。1975年，比尔·盖茨只是一个不到19岁的大学生，他主动与罗伯茨联系，与保罗·艾伦一起用了几周的时间，设计出了用于“牛郎星”的BASIC解释程序。1975年7月成立了微软（Microsoft）公司，简称MS，专门从事微机软件的开发。1980年11月，IBM与微软签订了合同。当时盖茨手中除了BASIC一无所有，为此，盖茨买下了基尔达尔的CP/M8086操作系统，将产品做了一番改进，就成了后来的MS-DOS。1981年8月12日，IBMPC问世，配备的操作系统就是PC-DOS1.0。1985年6月，微软和IBM达成协议，联合开发OS/2操作系统。1983年年底，微软从苹果购买了Apple的视窗操作系统。1985年，Windows1.0问世。1990年推出Windows3.0。1992年推出Windows3.1。1995年8月，Windows95发布，正式把微软推向计算机软件业的巅峰。之后，1999年，推出Windows2000。2001年，推出WindowsXP。2003年，推出Windows2003。2007年，推出WindowsVista。1.2.2微型计算机的两大流派及其档次微型计算机从诞生至今有两大流派：一个是由苹果公司独家设计的Apple系列；一个是采用IBM公司开放技术，由众多公司一起组成的PC系列。1．Apple机及其档次苹果公司创造了个人微机产业，Apple机从诞生日起就以其卓越的工业设计著称于世，被称为技术和艺术的结晶。Apple机用户之所以喜爱Apple机，其精美的、人性化的设计也是重要的原因之一。Apple机已经超越一台微机的意义，而成为一种精神——Apple文化。它被誉为真正体现美国气质的经典品牌。（1）第一代——AppleⅡ时代（1977—1983年）1977年推出的AppleⅡ，采用莫斯公司的8位6502CPU，CPU速度为1MHz。AppleⅡ产品系列一直到1993年才正式退出了苹果公司的产品生产线。AppleⅡ产品如图1-1所示。1980年，AppleⅢ问世。（2）第二代——Macintosh时代（1984—1993年）1984年推出的Macintosh机开创了图形界面的先河。Macintosh机，简称Mac机，是一种集文字、图形、声音、图像等多媒体信息于一体的个人微机。其CPU采用摩托罗拉（Motorola）的16位MC68000，CPU速度为8MHz。Mac机如图1-2所示。1987年，推出MacⅡ机，其CPU采用摩托罗拉的32位MC68020，CPU速度为16MHz，运算速度达到2MIPS（百万条指令每秒）。它的新型总线结构使其总线速度可与工作站相媲美，而10倍于当时的PC/AT机（16位的286微机）。MacII机如图1-3所示。1990年，MacLC&MacClassic问世，同时发布的System7操作系统和QuickTime也意味着多媒体时代的到来。以后的Mac机中的CPU采用摩托罗拉的32位MC68030/MC68040，CPU速度为33MHz。MacLC机如图1-4所示。（3）第三代——PowerPC时代（1994—1997年）1991年，苹果、摩托罗拉和IBM公司缔结同盟，开始共同研发PowerPC的产品。同年，苹果公司推出第一代的PowerBook笔记本电脑，如图1-5所示。1994年，苹果公司推出第一代PowerMac机，这是第一台基于PowerPC超快芯片的产品，从此苹果公司开始进入商用市场。最初PowerMac机的CPU采用PowerPC601，CPU速度为60/66MHz，后来CPU采用PowerPC603/604，CPU速度达到300MHz。PowerMac机如图1-6所示。1997年7月，创始人乔布斯重回苹果公司，改革产品线，与微软联盟，公司重获生机。（4）第四代——G3/G4时代（1998—2002年）1998年8月，苹果公司推出iMac机，其外形如图1-7所示。iMac机的CPU采用PowerPCG3，CPU速度为233～700MHz。1999年，苹果公司推出PowerMacG3和iBook。1999年，苹果公司还推出了功能强大的PowerMacG4机。这是第一款采用PowerPCG4微处理器的微机，号称第一款超过每秒10亿次运算的个人微机。如图1-8所示。2002年，苹果公司推出了几款极漂亮的iMac和eMac机型，主要配置与PowerMacG4机的基本相同，其外观如图1-9和图1-10所示。2002版的iBookG4、PowerBookG4，如图1-11所示。（5）第五代——G5时代（2003—2005年）2003年6月23日，苹果公司领先业界率先发布了第一台64位个人微机PowerMacG5。如图1-12所示，分别为单显示器、双显示器的PowerMacG5机及其内部的照片。2005年年初，苹果在美国旧金山发布了号称目前为止最低价的Mac机——MacMini，如图1-13所示。（6）第六代——Intel时代（2006年至今）2006年1月，苹果公司推出了采用Intel双核处理器的系列产品。如图1-14所示是苹果iMac液晶一体机。新款MacBook机的外观如图1-15所示。2．PC及其档次（1）第一代PC（准16位）第一代PC以IBM公司的IBMPC/XT机为代表，CPU用的是8088，诞生于1981年，如图1-16所示。（2）第二代PC（16位）IBM公司于1985年推出的IBMPC/AT机标志着第二代PC的诞生，如图1-17所示。它采用80286为CPU。（3）第三代PC（32位）1987年，Intel公司推出了80386微处理器。80386又进一步分为SX和DX两档，档次由低到高依次为386SX，386DX。用各档CPU组装的机器，称为该档次的微机，如386DX。（4）第四代PC（32位）1989年，Intel公司推出了80486微处理器。80486也分为SX和DX两档，即486SX和486DX。（5）第五代PC（32位）1993年，Intel公司推出了第五代微处理器Pentium，中文名称为“奔腾”。（6）第六代PC（32位）1998年，Intel公司推出了PentiumⅡ、CeleronCPU，后来推出了PentiumⅢ、Pentium4。其他公司也推出了相同档次的CPU，如K6，AthlonXP，VIAC3等。（7）第七代PC（64位）2003年9月23日，AMD发布了面向台式机和笔记本的64位处理器：Athlon64和Athlon64FX，标志着64位PC时代的到来。2005年2月，Intel公司也发布了64位处理器。2005年6月，Intel和AMD相继推出了双核心处理器。2006年，Intel和AMD发布了四核桌面处理器。1.2.3微型计算机的结构形式1．台式个人微机最初的个人微机都是台式的，至今这仍是它的主要形式。如图1-18所示。2．便携式个人微机便携式个人微机又称笔记本电脑，如图1-19所示。2002年11月，微软在全球推出TabletPC（平板计算机）后，其他厂商也纷纷推出自己的TabletPC。图1-20所示是几款TabletPC。1.2.4品牌机与组装机1．品牌机进口品牌机：IBM、HP、DELL等。国产品牌机：联想、方正、同方等。2．组装机组装机价格低廉，部件可按用户的要求任意搭配，而且维护、修理方便。如果用户能够掌握一定的微机硬件及维修方面的知识，或者得到销售商售后服务的可靠支持，则购买组装机可以说是物美价廉的选择。1.3微型计算机系统的组成微机系统的组成，通常是先分成硬件和软件两大部分，然后再根据每一部分功能进一步划分，如图1-21所示。1.3.1微型计算机的硬件系统1．微型计算机的逻辑结构基本结构仍然是按照冯·诺依曼（JohnVonNeumann）提出的“存储程序方式”原理设计的，故称为冯·诺依曼计算机。其基本思想是，计算机至少应具备以下5种部件才能完成用户所需的基本功能。输入设备。存储器。运算器。输出设备。控制器。（1）主机微机硬件系统由主机和外部设备组成。由于不同型号的CPU指标不同，因此CPU的型号决定了硬件系统的档次表1-1以IntelCPU为例给出了近年来常见的CPU型号及其主要指标。（2）存储器存储器是计算机的记忆装置，用来存放程序和数据。①内存储器内存储器简称内存，或称主存，用来存储可供CPU直接取用的程序和数据。②外存储器外存储器简称外存或辅存。（3）输入设备输入设备（InputDevice）是人们向计算机输入程序和数据的设备。（4）输出设备输出设备（OutputDevice）是计算机向用户输出处理结果的设备。2．微型计算机的物理结构图1-22是从外部看到的、典型的微机系统的实例，它由主机、键盘、显示器等部分组成。主机是安装在一个主机箱内所有部件的统一体，其中除了功能意义上的主机以外，还包括电源和若干构成系统所必不可少的外部设备和接口部件，其结构如图1-23所示。3．常见微型计算机的配置计算机的配置是指组成计算机的各部件的型号及性能。目前，典型台式微机的配置如下。微处理器：IntelCore2ExtremeQX9650或AMDPheno