微型计算机基本结构

微型计算机系统

学习目的：jfl

微型计算机是大规模或超大规模集成电路

和计算机技术结合的产物，自美国IBM公司

于‘1981年推出它的微型计算机系统后，在短

短的20多年，微型计算机以其体积小、功能

强、价格低、使用方便等优点迅猛发展，现已

成为国内外应用最广泛、最普及的一类计算机

通过这次学习，使大家初步了解微型计算

机硬件系统。

1、微型计算系统的组成

・微型计算机也称微机、电脑(更多的

用户将“电脑”作为薇型计算机的代

名词)、个人计算机、PC(Personal

Computer)ZMC(Microcomputer)

等，是计算机家族中g员。普通用

户日常所见到的和接触的大多都是微

型计算机，如台式机、一体机、笔记

本和平板电脑。

笔记本电脑

MacBookAir

pels

•微型计算机和其他计算机一样，也是

由运算器、控制器、存储器、输入和

输出设备5大部件组成的。随着大规

模和超大规模集成电路技术的迅猛发

展；将运算器和控制器集成在一片据

小的半导体芯片上，这种芯片称为微

处理器（CPU）。以微处理器为基础,

配以存储器、I/O设备、连接各部件的

总线和足够的软件就构成了微型计算

机系统。

微型计算机系统结构图

控制的纹

•简单地说，微型计算机系统是

由硬件系统和软件系统两大部

分组成Q其中硬件系统主要包

括CPU、主板、存储器和输入

输出设备等；软件系统主要AI

括系统软件和应用软彳k，

也包括了若干种分类。

-运算器

「CPU

控制器“只读存储器（ROM）

「硬主板r内存储雷

件＜存储器［随机存储器（RAM）

系机箱外存储器（硬盘、光盘、辘等）

、，不「6、•

徽lili.统电源「输入设备〈穗盘、鼠标、扫场仪等）

型输入输出设备V

计……I输出设备（显示器、打印机等）

S

机'操作系统（DOS、Windows、UNIX、Linux等）

系「机器语言

「系统软件J语言处理程序・汇编语曹

统

软高级语言（C%C-H-SFortran、Pascal）

件YI诊新程序

系

统'文字处理软件（MicrosoftWord、WPS等）

、应用软件J表格处理软件（MicrosoftExcel、金山表格等）

福助设计软件（AutoCAD、Maskrcam等）

2、微型计算机硬件系统

•计算机硬件是指看得里摸得着的物

理装置，即机械器件：电子线路等

设备，它是计算机系统的物质基

础，也是软件系统得以正常运行的

十口o

•从外观上看，微型计算机硬件主要包

括主机箱、显示器、常用I/O设备（如

鼠标、键盘等）。其中，主机箱里装

着微型计算机的大部分重要硬件设备，

如CPU、主板、内存、硬盘、光驱、

软驱、各种板卡，电源及各种连线存。

•如果再配置声卡、音箱里,F构的

一台多媒体计算机。为了特殊用途，

还需配置打印机、扫描仪等常用设备。

2.1主机箱与电源

・主机箱是指计算机硬件系统中用于放置主

板及其他主要部件的钿珞mainframe）。

通常包括CPU、内存、g、光驱、电源

’以及其他输入输出控制器和接口，如USB

控制器、显卡、网卡、声卡等等。位于主

机箱内的通常称为内设，而位于主机箱之

外的通常称为外设（如显示器、键盘、鼠

标、外接硬盘、外接光驱等）。

・主机箱保护这些组件不受到碰撞，减少灰

尘吸附，减小电磁辐射干扰。

内部结构图

先要位

手动■经

后板风席位

前板风扇位

底板风扇位

PCI扩展槽硬盘位

・计算机电源是一种安装在主机箱内

的封闭式独立部件，它的作用是将

交流电通过一个开关电源变压器换

为5V,-5V,+12V,-12V,+3,3V

等稳定的直流电，以供应主机箱［内

CPU、主板、光驱、硬盘驱动及各

种适配器扩展卡等件使用o

其性能的好坏，直接影响到其他设

备工作的稳定性，进而会影响整机

的稳定性。

9

•,

电源

2.2CPU

CPU(CentralProcessingUnit)

中文名称是中央处诲黑，微型计算

机的CPU又称为微处理器，是计

算机的核心部件，负责计算机系统

中最重要的算术运算和厕运算：

CPU是判断计算机性能高低的首要

标准，它一般安插在主板的CPU

插座上。

•CPU的主要性能指标有芯片型号，如

PentiumPIII；时钟频率，如

800MHZ；字长，即计算机一次能处

理的二进制位数，通甯计算机的字长

为16位（早期），32位、64位，字长

越长，计算机的运算速度和效率越揖

•CPU目前主要生产厂商有美国的

Intel（英特尔）、AMD（超微）

公司等，Intel公司是CPU市场的

老大。

2.3主板

•主板（Mainboard或Mothergard,简称M/B）

实际上就是丁块电路板：靠计算机最基本

也是最重要的部件之一。主板上集成了各

式各样的电子零件并布满力量的电子线

路。主板是整个计算机内部结构的基础，

无论是CPU、内存、显卡还是鼠标、键盘、

声卡、网卡都是靠主板来协调工作的。因

此，主板的好坏，将直接影响计算机性能

的发挥。

①CPU插座⑧主板电

源插座

②内存插⑨CPU电源

槽插座

③AGP插槽⑩I/O接

④PCI插槽口

⑤软驱接⑪BIOS芯

口片

⑥IDE接口⑫电池

⑦STAT接⑬北桥芯

□片

⑭南桥芯

片

2.4I/O接口

•I/O接口即输入（由Rjt）、输］

出（Output）接口：是主机与

外部设备交换信息的渠道。例如,

显示器通过显卡接入盂机，打印

机通过LPT（并口）接入主机，

鼠标通过COM（串口）、PS/2

或USB接口接入主机等。

•I/O接口是计算机的重要组成部

分，其主要功能一是承担主机

与外设之间数据类型的转换，

例如:显示罂使用的是模拟信

号，而主机使用的是数字信号，

显卡使二者实现转换；二是协：

调主机与外部设备之间数据传

输速度不匹配的矛盾，使之能

同步地工作。

音

后置-+

频

环绕g/

低

重

输

喇叭

喇

音

入

接头

接

叭

端

义

斗

口

VGA接口

USB2.0接口RJ45接口

USB2.0接口

HDMI数字eSATAUSB3.0®麦

音

PS/2接口数字克

JDVI视频/首频接口

〔口频

视频接口J风

输

、____7端

出

Spdif数口

字音频接端

口

2.5总线

•总线是连接微型机CPU、内存储愀

和外部设备(I/O设备)的公共信息

通道；在总线上传送数据、地址和控

制三种信号。传送数据信号的线称为

数据总线DB(DataBus).传送地址

信号的线称为地址总线AB(Address

Bus)，传送控制信号的线称为控制总

线CB(ControlBus),目前微型计算

机的总线由这三种总线构成。

・微型计算机常用的总线有以下几

种：

•ISA总线—―

ISA(lndustryStandard

Architecture)总线，简称AT总

线。为工业标准体系结确部

是二种16位总线，用于80286

微机。

•EISA总线

EISA(ExtensionIndustry

StandardArchitecture)总线,

为扩展工业标准体系结构总线,

是ISA总线的扩展，是一种32

位总线，目前这种总线用在服

务器系统板上。

•VESA总线

VESA(VideoElectronics

StandardArchitectre)总线,

简称VL总线,是一种32位总

线，主要用于386、486微型

机。.

•PCI总线'

PCI(PeripheralComponent

Interconnect)总线,是一种32位

总线二也支持*64位数据传送。这

种总线具有一个管理层,*3来协调

数据传输，可以支持3〜4个击鹿

槽，数据传送率较高，目前主要用

在服务器和Pentium微型机系统板

上。

•USB总线

USB(UniversalSerial

Bus)总线,它是由Intel公司

提出的21种新型接口桶隹。利

用它可以将一些低速设备(如

键盘、鼠标、打印机、由制仪)

连接在一起。USB总线支持多

个并行操作，能为设备提供电

源。

2.6存储器

・存储器（Memory）是计算机系统中的记忆设

备，用来存放程用取数据。计算机中全部信息,

包括输入的原始数据、计算疝程序、中间运行

结果和最终运行结果都保存在存储器中。它根

据控制器指定的位置存入和取出信息。有了存

储器，计算机才有记忆功能，才能保证正常工

作。按用途存储器可分为主存储器（内存）和

辅助存储器（外存），也有芬切卜部存储器和内

部存储器的分类方法。外存通常是磁性介质或

光盘等，能长期保存信息。内存指主板上的存

储部件，用来存放当前正在执行的数据和程序,

但仅用于暂时存放程序和数据，关闭电源或断

电，数据会丢失。

2.61内部存储器

•内部存储器即内存，辐在主板上。।

是具有“记忆”'功能俯物理部件，周

一组高集成度的COM混争体集成电

路组成，用来存放数据和程序。互图

为内存储器的一般外用

,11Liiii.nj.niL

•内存储器通节分为.读存储器

(ReadOnlyMemory简称

ROM)和随机存储器_.

(RandomAccessMemory简

称RAM)o

•只读存储器用于存储由计算机

厂家为该机编写好的一些基本

的检测.、控制、引导程序和系

统配置等，如系统的BIOS即

为ROM存储器。只读存储器的

特点是存储的信息■只慌覆而「

不能写入，断电后信息不会丢

失。

•随机存储器的特点是既可以读

出数据，也可以写入数据，因

此随机存储器又称为可读写存

储器。用于存放当前正在使用

或常要使用的程序和数据。限

机存储器只能在加电后保存数

据和程序，一旦断电则其内所

保存的所有信息将自然消失。

•存储器的容量单位有：位(Bit)、字节

(Byte)、千字节(KB)、兆字节

(MB)、吉字节(GB)和太字节

(TB)o'Bit是最小的存储单位，可

存放一位二进制数，8个Bit组成一

个Byte,一个Byte可存放一个&位

的二进制数或一个英文孽符的编码；

两个字节存放一个汉字编码。目前一

般微型计算机的内存配置为：512M、

1G、2G、4G等。

•存储容量的换算关系是：

•1B=8bit

•1KB=210B=1024rB

•1MB=210X1KB=1024KB

=210X210B)

•1GB=210X1MB=1024MB

=210X210X210B

•1TB=210X1GB=1024GB

2.62外部存储器

•外存储器又称辅助存储器，它既是输

入设备、又是输出设备，用于存放等

待运行或处理的程序或文件，存放在

外存储器中的程序必须调入内存僮器

才能执行，因此外存储器主要用于和

内存储器交换信息。与内存相比，外

存储器的主要特点是：存储容量大，

价格便宜，断电后信息不会丢失，但

存取速度慢。

•硬盘是计算机中不可缺少的存储设备

一台独立运行的计算机如果没有硬盘

无论是操作系统、应用软件还是用户

的文件都将无处保存：'近年来，硬盘

的技术进展速度比其他存储设备要快

容量越来越大，速度越来越快，位招

却越来越低。如今在系统软件和应用

程序的功能越来越多、占用存储空间

越来越大的情况下，硬盘的这种发展

趋势无疑给用户带来了很大的好处。

•机械硬盘由金属磁片制成，而磁片

有记功能，所以储到磁片上的数据,

不论在开机，.还是关机，都不会丢

朱；硬盘容量很大，目前已达TB

级，尺寸有3.5、2.5、“电1.0英

寸等，接口有IDE、SATA7SCSI

等，目前SATA接口的硬盘最普遍。

•使用硬盘时要注意以下几点:

・①保持使用环节的清洁。

•②使用环境：温度1QJC〜40℃,

湿度20%〜80%o”r

•③避免震动与冲击。

•④不要随意拆卸硬盘。■I

•⑤避免频繁的开关引源。,

・⑥计算机在运行时，不要随意移动

计算机。

・移动硬盘是以硬盘为存储介质，强调便携

性的存储产品。目前市场上绝大多数的移

动硬盘都是以标准硬盘为基础的，而只有

很少部分的是以微型硬盘（1.8英寸硬盘

等），但价格因素决定着主流移动硬盘还

是以标准笔记本硬盘为基础。因为采用硬

盘为存储介质，因此移动硬盘在数据的读

写模式与标准IDE硬盘是箱葡的。移前梗盘

多采用USB、eSATA等传输速度较快的接

口，可以较高的速度与系统进行数据传输。

■固态硬盘用固态电子存储芯片阵列

而制成的硬盘，由控制单元和存储

单元（FLASH芯片下组成。固态硬

盘在产品外形和尺寸上也完全与普

通硬盘一致但是固态硬盘比机械硬

盘速度更快。—

固态硬盘

硬盘容量•.[

再列',；：0801300312

•软驱即软盘驱动器，与主板用FDD

接口连接。其基本作用是存取数据,

也是数据交换的传递媒体。所使用

的软驱主要是144IUB软驱，软盘

为3.5英寸软盘。现已淘汰。

od/br/B5f

•光驱是电脑用来读写光碟内容的机

器，也是在台式机和笔记本便携式

电脑里比较常见的母部件。随着

多媒体的应用越来越广泛，使得光

驱在计算机诸多配件中已经成为标

准配置。目前，光驱可分为

ROM马区动器、DVD光马区(DVD-

ROM)、康宝(COMBO)和刻录

机等。读写的能力和速度也日益提

升，4X16X32X40X48XO

2.7显卡、网卡和声卡

•显卡在工作时与显^^^合输出图形,

文字,显卡的作用是x错算机系统所

需要的显示信息进行转换驱动，并向

显示器提供行扫描信号，控制显示器

的正确显示，是连接显宗丽个人包

脑主板的重要元件，是“人机对话”

的重要设备之一。、

•现在主要有ATI和AMD两家显卡公司。

•①接口：接显示器的信号线插头。

•②芯片：在图中的风扇下面，负责图像处理工作。

•③显存：是存放图像数据的地方。

•声卡是组成多媒体电脑必不可

少的一个硬件设备，其作用是

当发出播放命令后，声卡将电

脑中的声音数字信号转换成模

拟信号送到音箱上发出声音。■

CD音频CDSPDIF

接口接口

电话应辅助设