微机类型与结构

微机类型与结构第一页，共五十四页，编辑于2023年，星期六第二页，共五十四页，编辑于2023年，星期六

课件制作人声明本课件随教材免费赠送给读者，读者可自由播放、复制、分发本课件，也可对课件内容进行修改。课件版权属于作者和清华大学出版社，其他任何单位和个人都不得对本课件进行销售或修改后销售。课件下载：/教学资源：71/wlkt课件制作人：易建勋2009年8月第三页，共五十四页，编辑于2023年，星期六主讲：XX老师第1章微机类型与结构第4页共54页第1章微机类型与结构1.1微机发展的历史1.2微机的定义与类型1.3计算机系统结构【重点】1.4微机的基本组成1.5微机设计规范1.6微机主要技术指标【重点】第四页，共五十四页，编辑于2023年，星期六主讲：XX老师第1章微机类型与结构第5页共54页1.1微机发展的历史1.1.1微型计算机的诞生微机的研制起始于20世纪70年代。1975年推出的Altair8800（牛郎星）微机，是第一台现代意义上的通用型微机。第五页，共五十四页，编辑于2023年，星期六主讲：XX老师第1章微机类型与结构第6页共54页1.1微机发展的历史1.1.1微型计算机的诞生第六页，共五十四页，编辑于2023年，星期六主讲：XX老师第1章微机类型与结构第7页共54页1.1微机发展的历史1.1.2苹果微机的发展1977年苹果公司推出了经典机型AppleII，微机从此进入发展史上的黄金时代。1984年苹果公司推出的Macintosh微机是第一台具备多媒体功能的微机。第七页，共五十四页，编辑于2023年，星期六主讲：XX老师第1章微机类型与结构第8页共54页1.1微机发展的历史1.1.2苹果微机的发展苹果微机设计目标是：时尚苹果微机与PC在软件和硬件上不兼容。苹果微机主要采用PowerPC芯片作为系统核心，少量微机采用IntelCPU芯片。2008年推出的iMacPro微机，采用2个64位4核的PowerPCG5处理器，工作频率为2.8GHz、2GB内存、320GB硬盘、20英寸液晶显示器，配备先进的水冷系统。第八页，共五十四页，编辑于2023年，星期六主讲：XX老师第1章微机类型与结构第9页共54页1.1微机发展的历史苹果一体化微机1.1.2苹果微机的发展

第九页，共五十四页，编辑于2023年，星期六主讲：XX老师第1章微机类型与结构第10页共54页1.1微机发展的历史苹果微机操作系统界面1.1.2苹果微机的发展

第十页，共五十四页，编辑于2023年，星期六主讲：XX老师第1章微机类型与结构第11页共54页1.1微机发展的历史1.1.3个人计算机的发展1981年IBM公司推出个人计算机IBMPC5150

CPU：Intel8088（16位）频率：4.77MHz

内存：16KB

软驱：160KB5.25英寸显示器：单色11.5英寸操作系统：MS-DOS1.0

微机价格：3045美元第十一页，共五十四页，编辑于2023年，星期六主讲：XX老师第1章微机类型与结构第12页共54页1.1微机发展的历史1.1.3个人计算机的发展ISA总线8088CPU电源插座键盘插座16KB内存ROMBIOSROMBASIC时钟逻辑电路第十二页，共五十四页，编辑于2023年，星期六主讲：XX老师第1章微机类型与结构第13页共54页1.1微机发展的历史1.1.3个人计算机的发展IBMPC最成功之处是继承了开放式系统的设计思想，IBM公司公开了除BIOS之外的全部技术资料。IBMPC采用总线扩充技术，并且IBM公司放弃了总线专利权。1982年康柏公司推出第一台IBMPC兼容机。1983年IBM公司发布IBMPC/XT微机。第十三页，共五十四页，编辑于2023年，星期六主讲：XX老师第1章微机类型与结构第14页共54页1.1微机发展的历史1.1.3个人计算机的发展1984年IBM公司推出IBMPC/AT微机。1985年长城0520微机研制成功，这是中国大陆第一台自行研制的PC兼容机。1986年康柏公司推出第一台386微机。1987年IBM公司推出IBMPS/2微机。进入Pentium微机时代后，微机的领导权落到了英特尔公司和微软公司手中。第十四页，共五十四页，编辑于2023年，星期六主讲：XX老师第1章微机类型与结构第15页共54页1.1微机发展的历史1.1.4微机典型技术的应用摩尔定律：微芯片上集成的晶体管数量每18个月翻一番。第十五页，共五十四页，编辑于2023年，星期六主讲：XX老师第1章微机类型与结构第16页共54页1.1微机发展的历史1.1.4微机典型技术的应用微机主流应用技术：2003年止已售出10亿多台微机。2007年中国计算机产量达到了1.21亿台。第十六页，共五十四页，编辑于2023年，星期六主讲：XX老师第1章微机类型与结构第17页共54页1.2微机的定义与类型1.2.1微机的定义早期微机概念：MCS-4微型计算机系统以机器尺寸大小定义微机以计算能力定义微机以计算机结构的观点定义微机以CPU类型定义微机第十七页，共五十四页，编辑于2023年，星期六主讲：XX老师第1章微机类型与结构第18页共54页1.2微机的定义与类型1.2.1微机的定义本教材定义的微机：采用与英特尔x86系列兼容的CPU，并且可以运行DOS或Windows操作系统的个人计算机（PC）。计算机朝巨型化和微机化两个方向发展。电脑一词不规范，本教材不使用这一名称。从386微机开始，CPU成为微机分代的主要标志。第十八页，共五十四页，编辑于2023年，星期六主讲：XX老师第1章微机类型与结构第19页共54页1.2微机的定义与类型1.2.2微机的类型台式微机（PC）标准台式微机超级微型台式微机第十九页，共五十四页，编辑于2023年，星期六主讲：XX老师第1章微机类型与结构第20页共54页1.2微机的定义与类型1.2.2微机的类型笔记本微机（NB）1984年首台笔记本微机IBM5140第二十页，共五十四页，编辑于2023年，星期六主讲：XX老师第1章微机类型与结构第21页共54页1.2微机的定义与类型1.2.2微机的类型超便携移动个人计算机（UMPC）商用UMPC军用UMPC第二十一页，共五十四页，编辑于2023年，星期六主讲：XX老师第1章微机类型与结构第22页共54页1.2微机的定义与类型1.2.2微机的类型个人数字助理和智能手机PDA智能手机第二十二页，共五十四页，编辑于2023年，星期六主讲：XX老师第1章微机类型与结构第23页共54页1.2微机的定义与类型1.2.2微机的类型PDA正在逐步演化为智能手机智能手机功能语音通话，收发短信；开放性的操作系统，可安装和卸载软件；支持3G无线接入互联网；支持Wi-Fi无线局域网；支持GPS（全球卫星定位）功能；支持QWERTY标准键盘；笔操作和触摸屏操作等。

第二十三页，共五十四页，编辑于2023年，星期六主讲：XX老师第1章微机类型与结构第24页共54页1.2微机的定义与类型1.2.2微机的类型智能手机的操作系统

Symbian：诺基亚等；

Linux：摩托罗拉等；

WindowsMobile：多普达、夏新、联想等。智能手机存在的问题硬件资源非常有限；电池续航时间不足；各种安全威胁。第二十四页，共五十四页，编辑于2023年，星期六主讲：XX老师第1章微机类型与结构第25页共54页1.2微机的定义与类型1.2.2微机的类型PC服务器机柜式PC服务器机架式PC服务器第二十五页，共五十四页，编辑于2023年，星期六主讲：XX老师第1章微机类型与结构第26页共54页1.2微机的定义与类型1.2.2微机的类型工业控制微机（IPC）第二十六页，共五十四页，编辑于2023年，星期六主讲：XX老师第1章微机类型与结构第27页共54页1.2微机的定义与类型1.2.2微机的类型其他微机第二十七页，共五十四页，编辑于2023年，星期六主讲：XX老师第1章微机类型与结构第28页共54页1.2微机的定义与类型1.2.3关于兼容机兼容机是指仿造某一原型机、并且可以运行原型机软件的模仿机型。所有微机都有兼容机的问题。目前国内市场只有品牌机和组装机。品牌机有一定的质量保证和良好的售后服务；组装机有较好的性价比。第二十八页，共五十四页，编辑于2023年，星期六主讲：XX老师第1章微机类型与结构第29页共54页1.3计算机系统结构1.3.1计算机结构与组成计算机结构指计算机系统的逻辑设计方案，它是以软件运行角度去看计算机系统信号的存储和处理过程。微机系统结构较少发生变化，一旦发生变化，必然造成微机硬件之间的不兼容。微机发展的一贯方向是保持最大兼容性。第二十九页，共五十四页，编辑于2023年，星期六主讲：XX老师第1章微机类型与结构第30页共54页1.3计算机系统结构1.3.1计算机结构与组成计算机组成指计算机硬件的物理设计方案，组成的目的是实现系统结构规定的具体功能。计算机组成更关心实现功能的芯片单元，以及它们之间的连接总线。第三十页，共五十四页，编辑于2023年，星期六主讲：XX老师第1章微机类型与结构第31页共54页1.3计算机系统结构1.3.2微机控制中心结构三总线结构将微机部件和外部设备都挂接在一条ISA总线上。

第三十一页，共五十四页，编辑于2023年，星期六主讲：XX老师第1章微机类型与结构第32页共54页1.3计算机系统结构1.3.2微机控制中心结构控制中心结构1-3-5-7结构

1个CPU3大芯片

5大接口

7大总线第三十二页，共五十四页，编辑于2023年，星期六主讲：XX老师第1章微机类型与结构第33页共54页1.3计算机系统结构1.3.2微机控制中心结构1个CPU：CPU控制系统运行，下面的数据必须逐级上传到CPU进行处理。3大芯片：MCH（北桥芯片）、ICH（南桥芯片）、FWH（BIOS芯片）等。

北桥芯片的好坏决定了主板性能的高低。

南桥芯片的接口越多，微机功能越强。

BIOS芯片解决硬件与软件的兼容性。第三十三页，共五十四页，编辑于2023年，星期六主讲：XX老师第1章微机类型与结构第34页共54页1.3计算机系统结构1.3.2微机控制中心结构5大接口：SATA、eSATA、IDE、SIO、LAN、HAD/AC97、TPM、VGA/DVI/HDMI等（不同产品有所增减）。7大总线：FSB、QPI、MB、DMI、LPC、PCI-E、PCI、PCI-X、USB、IEEE1394等（不同产品有所增减）。第三十四页，共五十四页，编辑于2023年，星期六主讲：XX老师第1章微机类型与结构第35页共54页1.3计算机系统结构1.3.3新型计算机系统的研究集群计算机神经网络计算机超导计算机量子计算机光子计算机生物计算机第三十五页，共五十四页，编辑于2023年，星期六主讲：XX老师第1章微机类型与结构第36页共54页1.3计算机系统结构1.3.3新型计算机系统的研究第三十六页，共五十四页，编辑于2023年，星期六主讲：XX老师第1章微机类型与结构第37页共54页1.4微机的基本组成1.4.1微机系统的组成第三十七页，共五十四页，编辑于2023年，星期六主讲：XX老师第1章微机类型与结构第38页共54页1.4微机的基本组成1.4.1微机系统的组成PC主机系统第三十八页，共五十四页，编辑于2023年，星期六主讲：XX老师第1章微机类型与结构第39页共54页1.4微机的基本组成1.4.1微机系统的组成第三十九页，共五十四页，编辑于2023年，星期六主讲：XX老师第1章微机类型与结构第40页共54页1.4微机的基本组成1.4.1微机系统的组成第四十页，共五十四页，编辑于2023年，星期六主讲：XX老师第1章微机类型与结构第41页共54页1.4微机的基本组成1.4.1微机系统的组成苹果主机系统第四十一页，共五十四页，编辑于2023年，星期六主讲：XX老师第1章微机类型与结构第42页共54页1.4微机的基本组成1.4.2微机外部接口与连接微机系统的外部接口第四十二页，共五十四页，编辑于2023年，星期六主讲：XX老师第1章微机类型与结构第43页共54页1.4微机的基本组成1.4.2微机外部接口与连接外部接口名称标注数量色彩接口规格键盘PS/2KB1紫圆形6孔鼠标PS/2MS1绿圆形6孔通用串行接口USB4黑扁形4针串口COM1蓝D形2排9针并口LPT1桃红D形2排25孔音频输出SPK1绿圆形孔线性输出LineOut1天蓝圆形孔麦克风MIC1粉红圆形孔游戏口MIDI/Game1黄D形15孔局域网接口LAN1黑梯形孔CRT显示器接口VGA1蓝D形3排15孔LCD显示器接口DVI1白矩形3排24孔第四十三页，共五十四页，编辑于2023年，星期六主讲：XX老师第1章微机类型与结构第44页共54页1.4微机的基本组成1.4.3微机常用外部设备传统外设定义

与CPU直接进行数据交换的设备为内部设备，不能与CPU直接进行数据交换的设备为外部设备，简称为“外设”。本教材外设定义内部设备是微机正常使用必不可少的设备，其他为外部设备。第四十四页，共五十四页，编辑于2023年，星期六主讲：XX老师第1章微机类型与结构第45页共54页1.5微机设计规范常见微机设计主要规范设计规范主要制定组织说明PC2002微软、英特尔等公司微机总体设计要求PnPv1.0a微软、英特尔等公司操作系统、BIOS、设备即插即用规范ACPIv2.0英特尔等公司电源、操作系统电源管理规范ATX12Vv2.31英特尔等公司ATX电源设计规范PCIv2.3英特尔等公司主板中内置板卡并行总线规范PCI-Ev2.0英特尔等公司主板中内置板卡串行总线规范SATAv2.5英特尔等公司串行硬盘接口规范USBv3.0英特尔等公司高速串行总线规范DDR3/DDR2JEDEC标准化组织内存技术规范HDA/AC97英特尔等公司主板集成声卡设计规范第四十五页，共五十四页，编辑于2023年，星期六主讲：XX老师第1章微机类型与结构第46页共54页1.5微机设计规范1.5.1微机设计的基本思想微型化的设计方法如：短、小、轻、薄OEM的生产方式如：DIY开放式的设计思想如：总线开放微机软件地开发第四十六页，共五十四页，编辑于2023年，星期六主讲：XX老师第1章微机类型与结构第47页共54页1.5微机设计规范1.5.3PnP设计规范PnP（即插即用）的作用是自动配置微机中硬件板卡和其他硬件设备。实现PnP的基本条件符合PnP标准的BIOS、符合PnP标准的操作系统、符合PnP标准的设备和符合PnP标准的驱动程序。第四十七页，共五十四页，编辑于2023年，星期六主讲：XX老师第1章微机类型与结构第48页共54页1.5微机设计规范1.5.3PnP设计规范实现PnP的基本条件：符合PnP标准的BIOS、符合PnP标准的操作系统、符合PnP标准的设备和符合PnP标准的驱动程序。第四十八页，共五十四页，编辑于2023年，星期六主讲：XX老师第1章微机类型与结构第49页共54页1.5微机设计规范1.5.3PnP设计规范即插即用工作过程第四十九页，共五十四页，编辑于2023年，星