第四節微型計算機系統天津醫科高校計算中心微型計算機系統計算機硬件系統計算機軟件系統限制線數據線CPU內存輸入設備輸出設備運算器限制器程序數據輸出結果主機計算機的基本結構微型計算機系統組成微機硬件系統結構計算機由五大部分組成：運算器、限制器、存儲器、輸入設備和輸出設備基本工作原理都是存貯程序限制，基本結構屬馮·諾依曼（JohnvonNeumann美籍匈牙利科學家）型計算機指令和數據均以二進制數的形式存儲總線（BUS）所謂總線，就是一組公共信息傳輸線路依據總線傳輸信息的信息的類別，可以把總線分為數據總線、地址總線和限制總線。數據總線用于傳送程序或數據；地址總線用于傳送主存儲器地址碼或外圍設備碼；限制總線用于傳送各種限制信息。微機中常見總線ISA：16位標準總線，數據傳輸率8MB/s主要用于IBM-PC/XT、AT及兼容機MCA總線：32位標準總線，數據傳輸率40MB/s，適用于PC386、486等EISA總線：32位標準總線，數據傳輸率33MB/s，適用于32位微處理器VESA總線：為486微機開發的32位標準總線，數據傳輸率132MB/s，可擴充至64位微機中常見總線（Ⅱ）PCI總線：32/64位標準總線，數據傳輸率132MB/s，主要用于Pentium機微型計算機的硬件系統主機：包括CPU和內存儲器外存儲器輸入設備輸出設備CPU：(CentralProcessingUnit)--中心處理器是微型計算機的核心部件賽揚(CELERON)Ⅳ代2.4GHzAMDAthlon2.0GHzCPU:由運算器和限制器構成運算器又稱算術邏輯部件（ArithmeticLogicUnit）簡稱ALU限制器(Controller)是微型計算機的指揮和限制中心。它負責從內存中取指令，確定指令類型并對指令進行譯碼；按時間的先后依次，向微機的各個部件發出限制信號，使整個計算機系統各個部件協調一樣地工作，從而一步一步地完成各種操作CPU的功能和主要性能指標CPU的主要功能:ALU實現各種算術和邏輯運算限制器對全機進行限制CPU的主要性能指標:主頻:運算速度,例PentiumIII500MHz字長:處理數據的位數存儲器功能:用于存放各種程序和數據,是計算機中各種信息存放和溝通的中心。分類:內存(主存儲器)-----半導體存儲器外存(協助存儲器)-----磁盤、磁帶、光盤關系:CPU內存外存主機RAM(RandomAccessMemory)隨機存儲器。①存放正在執行的程序和數據②CPU隨時可存取RAM中的內容③關機后信息丟失ROM(ReadOnlyMemory)只讀存儲器。①其內容只能讀出,不能寫入②存放常運用但不允許修改的程序③關機后信息不丟失存儲器由存儲單元組成每個存儲單元有一個地址每個單元存放一個數據見下頁內存分為Cache(高速緩沖存儲器)與CPU速度接近。功能:加快CPU的讀寫速度內存儲器只讀存儲器有以下幾類一般ROMPROM(ProgrammableROM):可編程ROMEPROM(ErasablePROM):可擦除PROM電可改寫ROM(ElectricallyAlterableRead-OnlyMemory):其中的信息可用電而不用紫外燈擦除，但它的編程及擦除要運用特殊的儀器隨機存儲器從制造工藝上可分為兩類雙極型RAM:用一般的晶體管構成，存取速度快，但集成度低、功耗大、成本高MOS型RAM:它由MOS型場效應管組成，集成度高、功耗小、成本低，速度比雙極型RAM低靜態RAM(SRAM):只要電源不切斷，信息可以長時間穩定地保存，不需刷新，速度較快.常用于CACHE動態RAM(DynamicRAM即DRAM)：由于電容上的電荷會隨時間延長而泄漏，因此要定時刷新所存信息，如100次/s內存圖片三星Rambus256MBDDR現代256MB短暫不用的程序和數據以文件形式存放在外存,須要時調入內存。微機常用外存:5.25英寸軟盤3.5英寸軟盤硬盤(主機箱內)光盤磁盤寫愛護后,其中的信息只能讀出,不能寫入.外存儲器軟磁盤存儲器返回扇區末磁道0磁道一個扇區有512個字節軟盤存儲容量的計算：容量=面數×磁道數×扇區數×每個扇區字節數一個磁道有若干個扇區硬磁盤存儲器(P37)一個硬磁盤由多個盤片組成，每個盤片的每面各對應于一個磁頭，運用時要將盤片劃分為磁道（因由多個盤片組成，稱為柱面Cylinder）硬盤容量分檔較多，常見的有40GB、60GB、80GB、160GB等多種硬磁盤存儲器(Ⅱ)新硬盤必需經過低級格式化、分區和FORMAT格式化后方能運用低級格式化的作用是設置硬磁盤的工作參數分區：將硬磁盤劃分為幾個不同的存儲區域FORMAT格式化的作用是對硬磁盤進行初始化，使記錄格式能夠為DOS所接受，檢查是否有壞道，建立書目、文件安排表等光盤存儲器光盤存儲器使一種利用激光技術存儲信息的裝置。由光盤片和光盤驅動器組成用于微機的光盤可分為以下幾種：只讀光盤（CD-ROM）一次性寫入光盤（CD-R）:700MB左右可改寫光盤（CD-RW）DVD-ROM與DVD-ROM驅動器：4.7GB留意事項：以輻射方式擦拭，切記用循環旋轉方式清潔光盤表面。U盤（優盤）U盤是一種接受Flash芯片為存儲介質，通過USB接口與計算機交換資料的新一代可移動存儲盤。和傳統的軟盤不一樣的是，U盤存儲容量大、體積小、資料保存期特長而且平安。移動硬盤朗科艾美家輸入輸出設備介紹計算機內存將程序和數據通過輸入設備將計算機中運算結果和其他內容通過輸出設備供應應人輸入:輸出:見下頁微機常用輸入輸出設備鍵盤鼠標器掃描儀光筆條形碼讀入器等顯示器打印機繪圖機等輸入設備輸出設備鍵盤：歷史上最愚蠢的獨創之一最初，打字機的鍵盤是依據字母依次排列的，但假如打字速度過快，某些鍵的組合很簡潔出現卡鍵問題，于是克里斯托夫·拉森·授斯（ChristopherLathamSholes）獨創了QWERTY鍵盤布局，他將最常用的幾個字母安置在相反方向，最大限度放慢敲鍵速度以避開卡鍵。授斯在1868年申請專利，1873年運用此布局的第一臺商用打字機成功投放市場。這就是為什么有今日鍵盤的排列方式。比QWERTY鍵盤快得多的DUORAK鍵盤1930年奧格斯特·多冉柯(AugustDvorak)獨創了一種更優越的DUORAK鍵盤系統，將9個最常用的字母放在鍵盤中列。這種設計使打字者手指不離鍵就能打至少3000多個字。而QWERTY只能做到50個字。DUORAK是通過削減手指的運動量來降低工作強度、提高工作效率的。運用DUORAK，打字者的手指平均每日運動1英里，而QWERTY則是12到20英里。鼠標的誕生1968年12月9日，世界上第一款鼠標誕生于加利福尼亞，它的獨創者是DouglasEnglebart博士。它是一款真正意義上的機械鼠標。鼠標確定稱得上是計算機歷史上里程碑式的產品。它的出現成為奠定GUI的重要基礎之一，并且為此后計算機行業的發展產生了深遠影響。鼠標的分類按結構可分為機械式、光電機械式和光電式鼠標按接口分，有串行通信口鼠標器、總線式鼠標器和PS/2鼠標器按按鍵的多少來分可分為兩鍵鼠標器和三鍵鼠標器鼠標的主要性能指標辨別率（Resolution）指每移動一英寸所能檢測出的點數（ppi）微軟的無線鍵盤、鼠標微機常用輸入輸出設備鍵盤鼠標器掃描儀光筆條形碼讀入器等顯示器打印機繪圖機等輸入設備輸出設備顯示器顯示器由監視器（Monitor）和顯示限制適配器(顯卡)組成監視器分為陰極射線管(Cathode-RayTube)監視器和LCDCRT監視器比較便宜顯示器的主要性能指標辨別率：每屏的像素數低辨別率：300×200左右中辨別率：640×350左右高辨別率：640×4801024×768等點距：0.28mm0.22mm0.21mm屏幕尺寸：15寸、17寸、18寸、19寸等顯卡按總線類型分ISA、VESA、PCI、AGP按顯示卡發展的過程分MDA、CGA、EGA、VGA、SVGA、XG、8514A等打印機按印字方式：可分為串行式打印機、行式打印機、頁式打印機按印字原理：可分為擊打式打印機：針式打印機非擊打式打印機：激光打印機、噴墨打印機、熱敏打印機打印機的主要性能指標打印速度:高速中速低速cps>200 30--200 <30lpm>600 150--600 <150ppm>8 4--8 <4辨別率(dpi):按辨別率,印字質量分為三個等級:草稿質量(<180dpi)、仿信函質量（180--300dpi）、印刷質量（>400dpi）噪音:國家標準<55dB繪圖儀是一種輸出圖形硬拷貝的輸出設備，在繪圖軟件的支持下，可繪出各種困難、精確的圖形，是CAD不行缺少的設備。軟件系統操作系統語言處理程序數據庫管理系統網絡通信管理程序系統軟件應用軟件①面對問題的各種應用程序②便利用戶運用而開發的各種工具軟件程序軟件系統軟件系統:計算機程序和相關文檔資料操作系統是系統軟件中最重要的軟件。用來管理和限制計算機系統的硬件資源和軟件資源。操作系統的五大基本功能處理機管理存儲管理設備管理文件管理作業管理操作系統(OS)：

系統軟件操作系統的分類單用戶操作系統：如DOS多道批處理操作系統分時操作系統：如Unix實時操作系統：網絡操作系統：如Unix、Linux、WindowsNT

系統軟件分時操作系統語言處理程序對各種程序設計語言原程序進行翻譯，使之產生計算機可干脆執行的目標程序（用二進制代碼表示的程序）的各種程序的集合。計算機語言也是在不斷發展的 機器語言、匯編語言、高級語言機器語言(MachineLanguage)001010010100101001101011指令：由操作碼和操作數（地址碼）構成機器語言就是這些指令的集合，叫指令系統用機器語言編寫的程序叫目標程序，計算機可以干脆識別并執行缺點：難學、難記、難理解；各機器間不能通用匯編語言(AssemblerLanguage)匯編語言是在機器語言的基礎上發展起來的，用一些文字、符號和數字，按規定的格式表示不同的指令，是一種用符號表示的低級程序設計語言如LD STA ADD SUB DIV HALT高級語言(HighLevelLanguage)是一種有統一的語法、獨立于機器，便于人們理解和運用的程序設計語言高級語言的基本語法成分主要有字符集、標識符、運算符、關鍵字、表達式、語句、函數等

語言處理程序：Fortran編譯程序C編譯程序Basic編譯,說明程序Pascal編譯程序各種匯編程序用戶源程序語言處理程序機器能執行的指令代碼如:

系統軟件數據庫管理系統FoxBASEFoxProAccessSQLserverOracle等

系統軟件網絡