2.1微型計算機概述2.2微型計算機主板簡介2.3微處理器2.4微型機系統存儲器2.5微型計算機總線結構與接口2.6微型計算機常用外部設備2.7微型計算機常用軟件介紹第二章微型計算機組成及應用2.1微型計算機概述

自1971年第一塊微處理器問世以來，微處理器獲得了驚人的發展速度，約二三年就推出一代新型微處理器。

微機具有體積小、重量輕、功耗低、可靠性高、價格便宜、使用方便、和軟件豐富等優點，已經得到普及應用。2.1.1

微型計算機系統層次及分類

1.微型計算機系統層次(分為3個層次)①微處理器(Microprocessor):主要由運算器、控制器和寄存器組3個基本部件及通信線路構成。③微型計算機系統（MicroComputerSystem）：是以微型計算機為核心，再配以相關的外部設備、電源、輔助電路及控制微型計算機運行的軟件而構成的完整計算機系統。②微型計算機（MicroComputer）：是以微處理器為核心，另由存儲器、輸入/輸出接口和系統總線組成。2.1.1

微型計算機系統層次及分類2.微型計算機分類按功能及復雜程度,可以將微型計算機系統分為3類。

①單片機：組成部件集成在一個超大規模芯片上，用于控制儀器儀表等。③個人計算機：各組成部件裝配在多塊電路板上，如臺式微型計算機、便攜式PC機。②單板機：各組成部件裝配在一塊電路板上，通常用于機床、高溫爐和機車駕駛等控制或檢測。2.1.2微型計算機的配件主機是包含電源、存儲設備和電路板的機箱，其中電路板上有計算機的主處理器和內存。監視器是計算機的主要輸出設備，它將來自計算機顯卡的電信號轉換為屏幕上的彩色亮點，從而形成圖像。鼠標是一種輸入指示設備，幫助用戶操作對象并選擇菜單項。鍵盤作為多數計算機的主要輸入設備。CD-ROM和DVD驅動器采用激光技術從光盤上讀取數據。硬盤驅動器一般安裝在系統單元內，當其工作時，機箱上的指示燈會亮。軟盤驅動器將數據寫到軟盤上，當其工作時，其指示燈就亮，警告用戶此時不要取出軟盤。聲卡位于系統單元內，提供到揚聲器、麥克風和耳機的連接。2.2微型計算機主板簡介

微型計算機硬件由系統主板、微處理器、存儲器和輸入／輸出（I/O）接口電路組成，采用總線結構將各部件連接起來，實現與外界信息交換。

2.2.1

系統主板

系統主板是一塊連接組裝其它器（部）件的母板。微型計算機通過主板將CPU等各種器件和外部設備有機地結合起來，形成一套完整系統。2.2.1

系統主板2.2.2主板中主要部件及其作用

主板上布有控制芯片組、CPU插座、BIOS芯片和內存條插槽，主板上也集成了軟盤接口、硬盤接口、并行接口、串行接口、USB（UniversalSerialBus，通用串行總線）接口、AGP（AcceleratedGraphicsPort，加速圖形接口）總線擴展槽、PCI（PeripheralComponentInterconnect）局部總線擴展槽、鍵盤和鼠標接口、多媒體和通信設備接口以及一些連接其他部件的接口等。

2.2.2主板中主要部件及其作用①CPU插座：目前CPU大多采用AM2接口，擁有940個針腳，在CPU插座上有相對應的940個孔，采用ZIF（零插拔力）設計，安裝方便。

③南橋芯片（SouthBridge）：負責I/O總線之間的通信，如PCI總線、USB、LAN、ATA、SATA、音頻控制器、鍵盤控制器、時鐘控制器和高級電源等管理。②北橋芯片（NorthBridge）：是主板芯片組中的核心部件，用于協調和控制數據在CPU、內存和各部件之間的傳輸。北橋芯片的數據處理量非常大，避免發熱在北橋芯片上加有散熱片。

2.2.2主板中主要部件及其作用④內存條插槽：主板的內存接口以DDR2為主。DDR2內存插槽擁有240個金屬引腳，工作電壓1.8V。⑥CMOS電池：CMOS是一塊芯片，集成在主板上，其中保存著重要的開機參數和時鐘，CMOS芯片靠系統電源和后備電池供電。⑤硬盤接口：在微型計算機中廣泛使用的硬盤接口標準是PATA和SATA：

2.2.2主板中主要部件及其作用⑦CMOS跳線：使用鍵帽跳線，大多數是三針跳線。通常短接針1和2，表示正常使用主板CMOS，而短接2和3則表示清除CMOS內容（如系統時間、開機密碼等）。

⑨PCI（PeripheralComponentInterconnect）擴展槽：是外設組件互連標準，是Intel公司1991年提出的一種局部總線標準，目前已經成為聲卡、視頻卡和Modem等設備的標準接口。⑧AGP（AcceleratedGraphicsPort）擴展槽：專門用于圖形顯示卡，是在PCI總線基礎上發展起來的，主要針對圖形顯示方面進行了優化。2.3

微處理器

目前，微型計算機CPU的主導產品是Pentium4系列，工作頻率有2GHz、2.4GHz、2.8GHz和3.2GHz等。數據總線根數與CPU數據位數相對應，CPU數據位數已從8位、16位、32位發展到64位。Pentium系列CPU還支持高速緩存、浮點處理和MMX（多媒體擴展技術）等先進技術。

2.3

微處理器雙核處理器技術已經逐步面向普通用戶，雙核處理器是將兩個功能相同的處理器集成在一起，即將兩個物理處理器整合成一個內核，其性能比單處理器增強40%左右。2.3.1微處理器及其內部結構

運算器、控制器以及寄存器組共同組成了微處理器。一般將這一結構封裝在一個集成電路芯片中，通過引腳與外部電路相連。2.3.2CPU的性能指標CPU的性能高低直接決定了一個微機系統的性能。（1）CPU的字長

CPU內部各寄存器之間一次能夠傳遞的數據位數，即在單位時間（同一時間）內一次處理二進制數的位數。

寄存器間通過內部數據總線傳遞數據，每條內部數據總線只能逐位傳遞數據。該指標反映了CPU內部運算速度和效率。（2）位寬

CPU通過外部數據總線與外部設備之間一次能夠傳遞的數據位。例如：Pentium級的CPU字長是32位，位寬是64位，稱為超32位CPU。（3）CPU主頻

CPU主頻也稱工作頻率，是CPU內核（整數和浮點運算器）電路的實際運行頻率，也稱CPU內頻。理論上，在主板上對CPU設置的工作頻率應當與它的標定頻率一致，但實際使用中，允許用戶為CPU設置的主頻與CPU的標定頻率不一致，這就是超頻使用。（4）CPU外頻

指CPU總線頻率，是由主板為CPU提供的基準時鐘頻率。CPU外頻提高后，與內存之間的交換速度也相應得到提高，對提高計算機整體運行速度影響較大。（5）倍頻

CPU主頻與外頻之間存在著一個比值關系，這個比值就是倍頻系數，簡稱倍頻。CPU主頻的計算公式為：主頻=外頻×倍頻。當外頻不變時，提高倍頻，也就提高了CPU的主頻。

（6）CPU生產工藝

通常用單位μm描述，精度越高表示生產工藝越先進，加工出的連接線越細，在同樣體積硅材料上集成元件越多，CPU工作主頻越高。2.4微型機系統存儲器存儲器是一種具有保存和存取信息（程序、數據）的設備/器件，是計算機系統不可獲缺的資源。內存是微機重要配置之一，內存容量及性能是影響微機性能的重要因素。微型機系統存儲器除第一章已講解的RAM、ROM之外，還有CMOS、高速緩存和虛擬存儲器。內存儲器（條）插在主板的內存條插槽上。

2.4.1

BIOS芯片BIOS（BasicInput/OutputSystem，基本輸入輸出系統）全稱是ROM－BIOS，是只讀存儲器基本輸入／輸出系統的簡寫，由一組固化的程序組成，這組程序為硬件提供最低層、最直接的控制，是一組其他軟件與硬件之間的接口程序。

早期的主板由EPROM存儲BIOS；新的主板采用FlashROM芯片存儲BIOS。

2.4.1

BIOS芯片①CMOS設置程序：為系統配置提供操作界面，允許用戶設置磁盤驅動器格式及容量、系統日期和時間等參數，并將這些參數保存到CMOSRAM中。③系統自舉裝載程序：在自檢成功后將磁盤上的操作系統引導程序裝入內存并運行，以便裝入和運行操作系統。②自診斷程序：通過讀取CMOSRAM中的硬件配置參數，對系統自檢和初始化。

BIOS芯片中主要包含內容：2.4.2CMOS

微型計算機中CMOS是“小隨機存儲器”，靠電池供電。用于保存系統當前配置，如系統日期和時間、硬盤格式和容量、內存容量等。這些信息既是系統啟動時必讀信息，也是更新硬件時要修改的信息。因此這些信息既不能存于普通隨機存儲器，也不能存于只讀存儲器。2.4.3高速緩存Cache

Cache是介于CPU和內存之間的一種可高速存取信息的芯片，是CPU和RAM之間的橋梁，用于解決它們之間的速度沖突問題。它存取速度比內存快，但容量不大，主要用于存放當前使用最多的程序段和數據塊，并以接近CPU的速度向CPU提供程序指令和數據。

2.4.4虛擬存儲器

“虛擬存儲技術”是通過軟件方法，將主存和一部分外存空間構成一個整體，提供一個比實際物理內存儲器大得多的存儲空間，稱之為“虛擬存儲器”。程序只有調入內存后才能執行，要運行大程序或者同時運行多道程序，就需要較大內存。虛擬存儲器技術有效地解決了物理內存儲器不足的問題，但需要占用機器時間，實際上是用時間換取空間。

指令執行速度依賴于內存讀寫速度，所以高速CPU需配置高速內存現代微型計算機的存儲系統結構主存外存寄存器SRAMDRAM硬盤、光盤、U盤等Mn外存2外存1...外存nCPU高速緩存MM21...

高速緩存--主存--外存矛盾為什么采用這種結構？綜上所述

大軟件需配置大容量內存高速度大容量低成本2.5微型計算機的總線結構與接口總線是微型計算機內部件之間、設備之間傳輸信息的公用信號線。將總線信號連接到某個部件或設備的電路稱為接口。微型計算機基本結構

采用總線結構。用大規模集成電路技術將運算器和控制器集成在一起，構成微型計算機的核心─微處理器，配以大規模集成電路的主存儲器芯片。微處理器通過總線及接口電路連接輸入、輸出設備，組成微型計算機的硬件結構。微型計算機結構圖2.5.1

總線基礎知識

微型計算機采用開放體系結構，由多個模塊構成一個系統。一個模塊往往就是一塊電路板。為方便總線與電路板的連接，在主板上提供多個總線擴展槽與插座，任何插入擴展槽的電路板（如顯示卡、聲卡）均可通過總線與CPU連接，這為組合可選設備提供了極大方便。1總線的性能指標①總線位寬：總線由多條通信線路組成，每一條線路都能傳輸二進制信號（0或1）。將總線上同時能傳輸二進制數據的位數（總線中通信線路的條數）稱為總線位寬。③總線工作頻率：是指單位時間內總線能傳輸數據的次數（時鐘信號頻率），也稱總線時鐘頻率，通常以MHz為單位。總線帶寬=總線位寬×總線工作頻率÷8。②總線帶寬：是指單位時間內總線上能傳輸的數據量，也稱總線最大傳輸率，通常用字節數/秒（B/s）表示。指標主要有總線位寬、帶寬和工作頻率3個方面。2總線的級別①內部總線：是指CPU內各部件的連線，因CPU不同而異，也稱為CPU總線。

③系統級總線：是多臺微型計算機或微型計算機與外部設備之間的總線，也稱之為外部總線。通常又分并行總線和串行總線。

②內部擴展總線：是微型計算機內部用于擴展I/O模塊的總線，利用它將主板和主板上的模塊（部件或插件板）連接成微型計算機。一般可以分為3級3總線的分類①數據總線：CPU與內存或I/O接口之間交換數據的雙向總線，通過數據總線（DB）CPU既可以從內存或輸入設備讀入數據，又可以將內部數據送入內存或輸出設備。

③控制總線：主要用于傳輸CPU向其他部件發出的控制信號（指令）、其他部件向CPU發出的定時信號和中斷請求信號等，它是雙向總線。

②地址總線：用于傳輸CPU發出的地址信息，是單向總線，即用于指明數據總線上數據的源地址或目標地址。按傳輸信息的性質可分為地址、數據和控制總線2.5.2內部擴展總線微型計算機上常見內部擴展總線結構有：ISA總線ISA（IndustryStandardArchitecture）總線是工業標準結構總線，又稱AT總線。用于16位體系結構的微型計算機，工作頻率為8MHz，數據傳輸率可達8Mb/s，尋址空間為1MB。PCI總線PCI（PeripheralComponentInterconnect）的中文意思是外設組件互連標準，是由Intel公司在1991年推出的一種局部總線標準，成為聲卡、視頻卡、Modem等設備的標準接口（主板上白色擴展槽是PCI插槽）。由于主板的整合度越來越高，目前大多數主板上都配有PCI-E接口，即高速外設部件互連標準。PCI-E總線能夠運行在很高的頻率下，以提供遠高于PCI總線的帶寬。AGP總線AGP（AdvancedGraphicsPort）是Intel公司配合Pentium處理器開發的總線標準，是一種可自由擴展的圖形總線結構，能增大圖形控制器的可用帶寬，并為圖形控制器提供必要的性能，有效地解決了3D圖形處理的瓶頸問題，總線位寬為32位。PCMCIA總線PCMCIA（PersonalComputerMemoryCardInternationalAssociation）總線：最初是PCMCIA協會為內存卡制定的總線標準，由于它比較適合便攜式計算機，所以目前成為筆記本電腦的內部擴展總線標準。2.5.3外部總線接口

計算機與外部設備接口是一組電器連接和信號交換標準。接口就是外部設備與計算機連接的端口。目前主板集成COM串行口、PS/2鼠標鍵盤接口、LPT并行口、USB接口等，少數主板上集成IEEE1394接口。USB接口PS/2鼠標接口PS/2鍵盤接口串口（COM1/COM2）MDI和手柄接口音頻輸入/輸出接口并行接口計算機與外部設備接口串行接口也將串行接口稱為異步通信適配器接口（RS-232-C），是美國電子工業協會（EIA—ElectroniclndustryAssociation）制定的一種接口標準。串行接口插座分為9針或25針兩種，設備名為COMl、COM2，一次只能傳輸一位二進制數據。計算機與外部設備接口并行接口并行接口插座上有25個導電孔，常用于連接打印機，也稱為打印口或并行打印機適配器口，賦予專用設備名LPT。并行接口可同時傳輸8路信號，因此能夠一次并行傳送一個字節的數據。計算機與外部設備接口USB通用串行總線接口USB接口是一種新型通用串行總線接口，USB接口近年有快速發展和普遍應用趨勢。采用USB接口的設備支持熱插拔（帶電插、拔）。USB接口為外設提供電源，能同時連接多個外設，可同時支持高速和低速設備訪問。目前可以通過USB接口連接的設備有顯示器、鍵盤、鼠標、掃描儀、光筆、數字化儀、數碼照相機、打印機、繪圖儀、調制解調器、MP3、U盤和移動盤等。它同時可以提供500毫安電流，一些耗電量比較小的設備可以不必外接電源。計算機與外部設備接口IEEE1

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4接口IEEE1394接口是一種連接外部設備的機外總線標準，按串行方式通信，帶寬可以達到400Mb/s。IEEE1394接口有比USB更強的性能，傳輸速度更高，主要用于主機與硬盤、打印機、掃描儀、數碼攝像機、和視頻電話等連接。其他常用接口計算機與外部設備接口①視頻連接器接口：常用于筆記本外接顯示器或投影設備。②PS/2接口：常用于連接鼠標、鍵盤。③Modem接口（內置Modem）：可以連接電話線，進行撥號上網。除上述接口外，微型計算機還經常配有其他接口：④以太網（卡）接口：可以將計算機直接連入網中。

2.6微型計算機常用外部設備微型計算機外設包括輸入/輸出設備和輔助存儲器。常用外部設備有鍵盤（Keyboard）、鼠標（Mouse）、顯示器（Monitor）、軟磁盤驅動器（Floppydiskdriver）、硬盤（Harddisk）、光盤驅動器（CD-ROMdriver）、打印機（Printer）、掃描儀（Scanner）、調制解調器（Modem）和網卡（Networkadapter）等。2.6.1

輸入設備

輸入設備接收來自用戶的數據和程序，并轉換為計算機可接受和執行的機器代碼。常見的輸入設備有：鍵盤(Keyboard)鼠標(Mouse)掃描儀(Scanner)游戲操作桿觸摸屏其他輸入設備鍵位布局分四個區:鍵盤打字鍵區功能鍵區編輯控制鍵區副鍵盤區

輸入設備

鍵盤與微型計算機之間進行信息交換的工作原理是：鍵盤內的I/O芯片以每秒鐘幾百次的頻率不斷掃描與按鍵相連的線路，以檢查因按鍵引起的電流變化，由此獲悉某按鍵何時按下或釋放。輸入設備鼠標(Mouse)

控制顯示器上光標位置、向主機輸入操縱命令的手持輸入設備。鼠標適用于圖形操作系統，常用機械式、光電式兩類鼠標，筆記本電腦有觸摸式鼠標。鼠標通過串行接口（COM1或COM2）、PS/2或USB接口與主機相連。輸入設備掃描儀(Scanner)

掃描儀是常用的圖像輸入設備，它可以將一幅圖形、圖片和文字材料快速地輸人計算機。掃描儀一般通過RS-232或USB接口與主機相連。輸入設備游戲操作桿是控制游戲程序運行的一種輸入設備。只有操作方向和簡單幾個按鈕，控制光標在X、Y坐標上移動。輸入設備觸摸屏觸摸屏是指點式輸入設備，是在計算機顯示器屏幕基礎上附加坐標定位裝置，其作用與鼠標器類似，手指觸摸屏幕一次相當于鼠標單擊；連續兩次觸摸屏幕相當于鼠標雙擊；按住屏幕上的對象再移動手指相當于鼠標拖動對象等。其他輸入設備手寫板

在手寫板的表面有一塊電路板，當電路通電后在手寫板的上方產生一定的磁場，同時，手寫筆的筆尖也有相應的磁場，由于電磁波傳導的非接觸性，筆尖沒接觸到手寫板也可借助磁場的感應來定位，當筆尖接觸到手寫板的表面時就會自動進行識別，從而達到手寫輸入的效果。輸入設備條形碼掃描器

常用商業條碼掃描器主要有：CCD掃描器，激光手持式掃描器和全角度激光掃描器三種。輸入設備磁卡讀寫器

磁卡是一種磁記錄介質卡片，一面附有磁層或磁條，具有2~3個磁道記錄有關信息。磁卡讀寫器可接入微型計算機的RS-232接口，與PC機連接方便。

輸入設備IC卡讀寫器IC卡采用射頻技術與IC卡的讀寫器進行通訊。

2.6.2輸出設備

輸出設備將計算機處理的結果轉換成人們能夠識別的數字、字符、圖像、聲音等形式顯示、打印或播放出來。常用輸出設備有：顯示器(Monitor)

打印機(Printer)

繪圖儀CPU將需要顯示的內容送到顯示卡（也稱為圖形適配器），顯示卡工作在CPU和顯示器之間，控制圖像輸出。顯示卡和顯示器構成計算機的顯示系統。屏幕上的每個點為一個像素（pixel）。屏幕分辨率是指構成圖像像素的總數；色彩數目是指屏幕能顯示出的顏色數目。分辨率和色彩數目由顯示卡的顯示模式控制和設置，實際上是由顯示卡的顯示內存決定。其關系式為：水平分辨率×垂直分辨率×色彩位數／8＝顯示存儲空間。目前計算機顯示器主要有兩種：陰極射線管顯示器（CRT）和液晶顯示器（LCD）。LCD顯示器以前只用于筆記本電腦，現在也開始用于臺式機。LCD非常顯著的特點是：超薄、完全平面、無電磁輻射、功耗小，符合環保概念。打印機是在紙上形成硬拷貝的輸出設備。目前使用的打印機主要有三類：

①針式打印機②噴墨打印機③激光打印機

繪圖儀是一種常用的圖形輸出設備。常見繪圖儀有兩種類型：平板型和滾筒型。繪圖儀常用于機械設計和建筑設計圖紙。

2.7微型計算機常用軟件介紹在Windows環境下可以安裝和使用各種軟件。軟件的啟動方法有多種，通常點擊“開始”→“程序”菜單即可啟動相關軟件。2.7.1Windows操作系統啟動與關機

對微型計算機加電后，自動啟動Windows；在使用完系統后，應該立即關機。Windows的啟動

Windows的啟動過程是自動的，現以WindowsXP為例說明一般步驟：①順序打開外部設備電源開關和主機開關②計算機執行硬件測試，測試無誤后開始系統引導③操作系統正常啟動后顯示WindowsXP桌面Windows的關閉

按以下步驟可安全退出WindowsXP系統：①關閉正在運行的應用程序②單擊“開始”按鈕，從菜單中選擇“關機”命令④若選擇“關閉”，系統會保存設置并關閉計算機③可選擇“關閉”、“重新啟動”或“待機”注意：因為Windows是多任務操作系統，非正常關閉系統，可能造成程序和數據的丟失，甚至系統的損壞。另外，Windows運行時占用大量的磁盤空間以保存臨時信息，這些保存在特定文件夾中的臨時文件在正常退出Windows時會被自動清除，釋放磁盤空間；若非正常退出，將使臨時文件無法清除。不可在Windows運行時關閉電源！2.7.2中文辦公（Office系列）軟件

Office套裝軟件（如：Word、Excel、PowePoint、Access等）通過OfficeDLL（動態鏈接庫）共享代碼、共享應用程序工具，在文字、表格、圖形、圖象和聲音等多媒體處理及網絡應用方面的基本原理、基本方法有許多相同或相似之處。在信息表達和操作方式、操作技巧方面既有其本身特色，又有著較多的如出一轍。Word文字處理軟件

中文Word是Microsoft公司推出的Office重要組件之一，它集文字編輯和排版、表格和圖表制作、圖形和圖象處理等功能為一體。其圖文并茂，高度智能，賞心悅目的操作界面，充分體現所見即所得的特點。Word還可以將強大文字處理功能與Internet結合起來，在信息社會中極大地提高辦公效率。目前已成為廣為普及和流行的文字處理軟件。Excel電子表格軟件

Excel是目前普遍應用的電子表格軟件，將數據輸入到單元格后，可以利用公式進行算術運算，對數據進行分析匯總，輸出相關統計圖表。Excel具有強大的數據處理與分析能力，豐富的圖表功能，在統計分析中有著廣泛的應用。Powerpoint電子演示文稿軟件

PowerPoint是專門制作幻燈片和演示文稿的應用軟件。可以通過計算機播放文字、圖形、圖像和聲音等