1、大學計算機基礎第三章 微型計算機微型計算機主要內容 微型計算機概述 微型計算機硬件系統 微型計算機主要性能指標3.1 微型計算機概述計算機分為巨型計算機、大型計算機、小型計算機和微型計算機微型計算機性能飛速提高，不同種類計算機之間界限變得模糊，大、小、微型計算機的工作原理和系統結構相類似微型計算機可分為IBM-PC兼容機和蘋果機兩大類1.PC兼容機（Personal Computer） IBM-PC兼容機占絕對主導地位（PC開放標準）. 由IEEE組織制定技術標準（標準PC） 習慣上稱正規廠家生產的有注冊商標的計算機為品牌機,如HP、Dell、聯想、方正、同方等;自己或商家組裝的計算機稱為兼容

2、機 所有兼容機之間硬件和軟件都是通用的1981年8月12日IBM公司正式推出第一臺個人電腦 IBM 5150，處理器用的是Intel公司的Intel 8088，操作系統采用的是微軟公司的IBM硬盤操作系統，價格是2665美元。1. 主板2. CPU3. 存儲器4. 總線與接口5. 輸入設備6. 輸出設備7. 微型計算機與藍牙技術3.2 微型計算機硬件系統微機主板結構圖內存插槽總線插槽CPU插座并行接口USB接口串行接口鼠標插口鍵盤插口芯片組電池主板上的芯片組芯片組：是在微機系統中與微處理器配套的輔助電路，CPU通過這些芯片組完成系統的輔助功能。是主板的核心。北橋芯片：負責與CPU的聯系，并控制

3、內存、AGP數據在北橋內部傳輸，提供對CPU的類型和主頻、系統的前端總線頻率、內存的類型和最大容量、AGP插槽等支持。發熱量大，常裝有散熱片。南橋芯片：負責I/O總線之間的通信，如PCI總線、USB、LAN、ATA、音頻控制器、鍵盤控制器、實時時鐘控制器、高級電源管理等 。 CPU插槽是用于將CPU芯片插入主板，與主板連接的接口。 CPU插槽分為Slot架構和Socket架構。Slot 1、Slot 2 Slot A AMD K7（Anthon 速龍）Socket 423Socket 478Socket 775 組裝電腦或對電腦CPU進行升級時，選擇的CPU類型與主板的CPU插座必須匹配。 S

4、ocket 478插槽Socket 775插槽主板上的CPU插座BIOS芯片BIOS：Basic Input/Output System（基本輸入輸出系統），是被固化到計算機主板上的ROM芯片（主板上一塊長方型或正方型芯片）中的一組程序，存放與該主板匹配的基本輸入/輸出系統程序。為計算機提供最底層的、最直接的硬件設置和控制，是連通軟件程序和硬件設備之間的樞紐。系統信息設置、開機上電自檢程序和系統啟動程序等，為計算機提供最低級的、最直接的硬件控制。 BIOS設置程序是儲存在BIOS芯片中的，只有在開機時才可以進行設置?，F在的主板BIOS幾乎都采用Flash ROM。 CMOSCMOS：互補金屬氧

5、化物半導體存儲器，是微機主板上的一塊可讀寫的RAM芯片，主要用來保存當前系統的硬件配置和操作人員對某些參數的設定。CMOS RAM芯片靠后備電池供電，關機或系統掉電，CMOS信息都不會丟失。 CMOS RAM芯片中主要保存著系統基本情況、CPU特性、軟硬盤驅動器、顯示器、鍵盤等部件的信息。 CMOSBIOS設置和CMOS設置的區別與聯系 BIOS是主板上的一塊ROM芯片，存有系統的重要信息和設置系統參數的設置程序（BIOS Setup程序)；CMOS是主板上的一塊可讀寫RAM 芯片，存放著關于系統配置的具體BIOS參數，其內容可通過設置程序進行讀寫。CMOS RAM是系統參數存放的地方，而BI

6、OS中系統設置程序是完成參數設置的手段。因此，準確的說法應是通過BIOS設置程序對CMOS參數進行設置。 主板上的總線插槽PCI總線插槽聲卡,網卡等AGP插槽顯卡ISA總線插槽可插顯卡,聲卡,網卡等,現在基本不用硬盤接口 是硬盤和光驅等設備與主機系統間的連接部件，作用是在硬盤緩存和主機內存之間傳輸數據。不同的硬盤接口決定著硬盤與計算機之間的連接速度。（1）IDE接口標準 IDE（Integrated Device Electronics，電子集成驅動器）：把“硬盤控制器”與“盤體”集成在一起的硬盤驅動器，減少了硬盤接口的電纜數目與長度，增強了數據傳輸的可靠性。其后發展分支出更多類型的硬盤接口，

7、如ATA、Ultra ATA、DMA、Ultra DMA等接口都屬于IDE硬盤。IDE 硬盤轉速 5400、7200rpm 主板IDE接口 SATA接口標準SATA（Serial ATA）口的硬盤又叫串口硬盤，串行連接方式。結構簡單、支持熱插拔，提高了數據傳輸的可靠性。SATA硬盤僅用四支針腳就能完成所有的工作，分別用于連接電纜、連接地線、發送數據和接收數據，同時這樣的架構還能降低系統能耗和減小系統復雜性。起點高、發展潛力更大，是未來PC機硬盤的趨勢。 Serial ATA 1.0定義的數據傳輸率可達150MB/s，Serial ATA 2.0的數據傳輸率達到300MB/s，最終SATA將實現

8、600MB/s的最高數據傳輸率。 主板上的SATA接口主板的板載功能 隨著主板技術的發展，主板已經不單一的是搭載CPU、內存、硬盤以及外設的平臺，而是可以附加許多原來由各種類型的卡所承擔的功能。這些功能稱為板載功能。 目前，主板的板載功能有顯卡、聲卡、網卡、1394卡等。CPU（Central Processing Unit)中央處理器，也稱中央處理單元、微處理器. CPU是微機中運算器+控制器+高速緩存組成的一塊集成電路芯片，是組成微型計算機的核心部件，承擔著的運算和控制任務。 CPU的性能大致反映了微機的性能和檔次結構：運算器、控制器和寄存器。功能：實現運算功能和控制功能2.CPUCPU的

9、性能指標 主頻：CPU內核電路的實際工作頻率，主頻是CPU的工作頻率，也稱時鐘頻率，用來表示CPU的運算速度。主頻僅僅是CPU性能表現的一個方面，而不代表CPU的整體性能。 CPU字長：單位時間內一次處理的二進制數的位數。 高速緩存（Cache）：是可以進行高速數據交換的存儲器。分一級緩存和二級緩存。 內部緩存:封閉在CPU芯片內部的高速緩存,暫存CPU運算過程中需要的指令和數據,存取速度與CPU主頻一致. 外部緩存:成本高,為降成本,奔2后取消. 生產工藝技術：通常用微米數字來描述（目前0.065um，連接線寬度） 世界上兩大主要CPU生產廠商： Intel 1971年推出全球第一個微處理器

10、,（Pentium、Celeron系列） AMD公司（Athlon、Sempron、Opteron Duron系列）CPU產品（1）奔騰（Pentium）系列 Pentium 是Intel公司于1993年開始推出的第五代CPU，先后推出了Pentium MMX、Pentium 、Pentium ，目前主要在使用的有3種：即用于臺式機的普通的奔騰CPU-Pentium 4；專門用于筆記本電腦設計的移動式CPU-Pentium M；雙核64位處理器Pentium D。 CPU產品（2）賽揚（Celeron）系列 Celeron 系列是Pentium的廉價版本，主要用于低端的臺式機和筆記本。 使用與

11、Pentium相同的技術，二級緩存僅有Pentium的一半或更少。微處理器基本結構演示3.存儲器 存儲系統是計算機的重要組成部分,用來存儲計算機工作時使用的各類信息（程序和數據）。正是因為有了存儲器，計算機才有信息記憶的功能。存儲器分為：內存、外存、高速緩存。 （1） 內存（主存）：包括RAM和ROM兩部分速度快、容量小，價格較高；可由CPU直接訪問，直接為CPU提供數據和指令，并存入由運算器送來的數據。 內存儲器的特點和分類 只讀存儲器（ROMRead Only Memory） ROM: 存放內容只能讀不能寫。（用特殊方法寫入） 特點：ROM中的數據斷電后仍然保存。 隨機存取存儲器（RAM

12、Random Access Memory RAM：存放用戶數據和程序，斷電后內容丟失，其中內容可隨時讀寫。（2）高速緩沖存儲器 Cache 高速緩沖存儲器Cache（緩存）：分為L1 Cache（內部）,L2 Cache（內外部、外部速度減半），是位于CPU與主存間的一種容量小、速度快、造價高的存儲器，可由CPU直接訪問。 作用：解決CPU運算速度與內存讀寫速度不匹配的矛盾。在CPU中加入緩存是一種高效解決方案，整個內存儲器（緩存+內存）就變成了既有緩存的高速度，又有內存大容量的存儲系統。 工作原理：緩存中的數據是內存中的一小部分，但這一小部分是短時間內CPU即將訪問的。當CPU要讀取一個數據

13、時，首先從緩存中查找，若找到，就立即讀取并送給CPU處理。若未找到，CPU就再從內存中讀取并處理，同時把這個數據所在的數據塊調入緩存中，以便以后對整塊數據的讀取都從緩存中進行，不必再調用內存。柱面扇區磁道特點：工作速度較快、存儲容量大，已超過1TB，一般配置的硬盤容量為幾百GB。硬盤驅動器:常用字母C:、D: 來標識。柱面：磁盤上同一編號的磁道構成柱面扇區：磁盤上分為若干個扇區，數據是按扇區存放的。 硬盤存儲器的基本組成是硬盤盤片和硬盤驅動器，硬盤盤片由涂有磁性材料的鋁合金構成。 1）硬盤（3）外部存儲器（硬盤、光盤、移動盤）外存特點：順序存取/塊存取，容量大，速度慢，價格低；不能由CPU直接

14、訪問，存放暫時不用的數據和程序。 2）光盤 特點存儲密度高、容量大、成本低便于攜帶信息保存時間長。 在光盤表面燒出小坑來記錄數據，計算機數據采用 0、1 方式記錄，有坑的就是1，沒有的地方代表0。光頭發出的激光打到這些小坑的時候反射會不一樣，以此來讀取數據。 光盤存儲器的基本組成是光盤盤片和光盤驅動器。主要類型CD-ROM：只讀存儲器，是將CD技術應用于計算機領域開發的光盤。VCD(Video CD)：也稱CD視盤。VCD采用MPEG-1壓縮編碼技術，在普通5英寸CD盤片上記錄74min的全屏幕、全動態、立體聲影片。CD-R：一次寫入(Write-once)、多次讀取的盤片。CD-RW：可重復

15、刻錄，多次寫入、多次讀取的盤片。DVD：一種跨越音響、視聽和多媒體三個領域的超高密度、大容量的光盤，全稱Digital Video Disc，即數字影碟，也被稱為數字多用途光盤。DVD光道之間的距離由原來1.6um減小到0.74um，記錄信息最小凹凸坑長度由原來0.83um減小到0.4um。一般的DVD和CD碟的最大容量分別是4.7G和700M。實際刻錄DVD約4.5GB，CD約650MB。 倍速倍速：衡量光盤驅動器數據傳輸速率的指標。單倍速數據傳輸速率： CD-ROM為150KB/s ，DVD-ROM為1350KB/s 例：50倍速的CD-ROM驅動器的數據傳輸率應為：150KB/s50=7

16、500KB/s目前CD-ROM所能達到的最大CD讀取速度是56倍速；DVD-ROM大部分為48倍速；COMBO產品基本都達到了52倍速。Combo光驅CD-RWDVD-ROM 在選購光驅時應當注意目前高倍速光驅的標稱值只是在理想情況下讀外圈的最高速度，實際應用中多數時間達不到這個理想狀態。只有在高速光驅（24速以上CD-ROM）上才能讀出CD-RW光盤的數據。3）移動存儲設備 Flash存儲設備 閃存芯片為存儲介質 采用USB的接口、無驅動器 可擦寫100萬次以上 移動硬盤 由筆記本硬盤改裝而成，便攜 采用USB、IEEE1394接口總線（BUS） 微處理器地址總線數據總線控制總線內存插槽外存

17、接口I/O接口其他I/O主存儲器硬盤等各種外設鍵盤顯示接口電路 總線是計算機中各部件之間傳輸數據的公用通道，從主機各部件之間的連接，到主機與外設之間的連接，都采用了總線結構。 總線的作用與高速公路類似。在總線結構中，各設備共享總線的帶寬。例如若總線的帶寬為10Mb/s，總線上連接了5個設備，則每個設備的帶寬為2Mb/s。當總線上連接的設備多時，每個設備的有效傳輸率就降低了?，F在計算機系統中，廣泛采用點到點的傳輸方式。每個設備獨享帶寬。4.總線與接口 連接對象內部總線：連接CPU芯片內部各個組成部件系統總線：連接計算機內部各大部件外部總線：連接計算機與外部設備傳輸對象地址總線:傳輸地址信息數據總

18、線:傳輸數據信息控制總線:傳輸控制信息通信方式并行總線:通信速度快、實時性好串行總線:簡易、方便、靈活 總線分類總線的主要參數總線位寬：總線能同時傳送的數據位數?？偩€帶寬：單位時間內總線上可傳送的最大穩態數據量，即總線本身所能達到的最高傳輸速率（MB/s）前端總線FSB：Front Side Bus，是將CPU連接到北橋芯片的總線。FSB是CPU和外界交換數據的最主要通道。前端總線頻率由CPU和北橋芯片共同決定。前端總線數據傳輸最大帶寬取決于所有同時傳輸的數據的寬度和傳輸頻率。總線帶寬（總線頻率數據位寬）8目前PC機上的前端總線頻率有266MHz、333MHz、400MHz、533MHz、80

19、0MHz等。常用的I/O總線ISA總線：工業標準結構總線。只支持16位的I/O設備，數據傳輸率約8MB/s，尋址空間為1MB。 較早期使用的低速總線，現已逐漸被淘汰。PCI總線：外圍設備互聯總線。在CPU與外部設備之間提供一條獨立的數據通道。數據傳送寬度為32位，可擴展到64位，數據傳輸率133MB/s 、266MB/S。支持“即插即用” AGP：加速圖形接口總線AGP插槽是建立在PCI基礎上，專門為提高視頻帶寬而設計的總線結構。用于將顯示卡與主板的芯片組直接相連，進行點對點傳輸。不是正規總線，只是一個接口，因它只能和AGP顯卡相連，不具通用和擴展性。提供的帶寬比PCI總線高得多。 接口：是外

20、部設備與微型計算機連接的端口。是一組電氣連接和信號交換標準。接口通過接口，可以把打印機、外置Modem、掃描儀、U盤、MP3播放機、數碼相機（DC）、數碼攝像機（DV）、移動硬盤、手機、等外設連接到計算機上。 USB：通用串行接口通用、即插即用，可支持127個外設USB 1.1標準總線傳輸速率有兩種12Mbps1.5MB/sUSB 2.0傳輸速率最高可達60MBps（高速）全速: 12MbpsUSB接口接口 IEEE 1394接口 一種外部串行總線標準，可達到400MBps的數據傳輸率。由蘋果公司創立，稱之Firewire 。1995年，IEEE將其作為正式標準，編號為1394。 常用于連接數

21、碼相機、高速外接硬盤、音響設備等。并行接口（打印機端口LPT）：可同時傳送8路信號（一個字節的數據）串行接口（COM1、COM2）：在一個方向一次只能傳送一位數據PS/2接口：連接鍵盤、鼠標的接口。 將數據、程序等轉換成計算機能接受的二進制碼，并將它們送入內存。 常用輸入設備：鍵盤、鼠標、掃描儀、光筆、數字化儀、觸摸屏等。 5.輸入設備 鍵盤：微機的基本輸入設備，分為機械式和電容式兩類,鍵盤一般由四部分組成（主鍵區、數字鍵盤、功能鍵和編輯鍵）。目前多以USB接口與主機連接。鍵盤 分為滾輪式和光電式兩種； 按功能鍵又分為單鍵（用于APPLE機）、雙鍵、三鍵鼠標 性能指標分辨率：CPI（每移動一英

22、寸能捕捉到的采樣點數），CPI越高越好。手感：好的手感不易疲勞。鼠標無線鼠標 常用于掃描圖片，也可用于文字掃描和識別。 通過USB接口連接。 分辨率：2400*4800DPI。 一種可以捕獲圖像并將之轉換為微機可以顯示、編輯、存儲和輸出的設備。掃描儀（1）CRT顯示器：采用電子槍產生圖像的陰極射線管顯示器.分辨率:顯示器所能顯示的點數(1024*768)刷新率:屏幕每秒刷新的次數(85HZ)行頻:電子槍每秒掃描的水平行數帶寬:電子槍每秒內掃描的象素個數點距:象素點之間距,越小影像越精細顯示器6. 輸出設備 將數據、程序等轉換成人們能接受的編碼輸出出來。常用輸出設備：顯示器、打印機、繪圖儀等。（2）LCD顯示器：液晶顯示器，輻射小，安全環保，節省空間，顯示效果清晰。使用廣泛。性能指標:亮度和對比度:響應時間:像素對輸入信號反應的速度,即由亮變暗或反之所需的時間?？梢暯嵌?水平或垂直偏離最大的可視角度。也有點距,分辨率,刷新率等參數。 打印機分為針式打印機，激光打印機，噴墨打印機。針式打印機：利用打印鋼針按字符的點陣打印文字和圖形。早期使用，目前個別部門仍在使用。激光式打印機：由激光發生器和機芯組成核心部件，結合磁性滾筒和碳粉打印。打印速度快、效果好、噪聲低，應用廣泛。噴墨式打印機：不使用色帶，打印時利用墨盒上的小孔將墨水噴到紙面上形成文字與圖像。價格便宜噪聲低。打