微型计算机硬件组成.ppt

第三章 微型计算机硬件组成,3.1 微型计算机 3.2 微型计算机硬件系统,3.1 微型计算机 3.1.1 微型计算机概述,20世纪70年代诞生的微型计算机，是发展最为迅猛、变化最为迅速的高新科技之一。微型计算机的发展方向 ：, 高速化 CPU速度越来越快。 超小型化 典型的标志是笔记本电脑和PDA的流行。 多媒体化 全新的多媒体处理芯片、多媒体和超媒体系统的开发和标准化、虚拟现实技术和发展多媒体通信等。 网络化 网络计算机、具有联网功能的PDA以及各种类型的个人计算机等正在飞速发展。 隐形化 今后将摆脱显示屏、键盘加主机的传统形象，电视计算机、影音计算机等将大量出现。,3.1.2 微型计算机的分类,1 按组成结构分类 单片机 主要组成部分集成在一个超大规模芯片上，广泛用于控制、仪器仪表、通信、家用电器等领域。 单板机 各组成部分装配在一块印刷电路板上，常用于过程控制或作为仪器仪表的控制部件 。 多板机 各组成部分装配在多块印刷电路板上，如台式、便携式PC 机。,2 按用途分类 微型计算机按用途可分为台式、便携式、手持式等。,微型计算机的主要性能指标,CPU指标 主要包括CPU字长、时钟频率。 运算速度 计算机的运算速度通常指平均运算速度，即每秒钟所能执行的指令条数。 内存容量 内存容量反映了内存储器存储数据的能力。存储容量越大，其处理数据的范围就越广，并且运算速度一般也越快。,3.2 微型计算机硬件系统,微型计算机硬件系统基本结构：显示器、键盘、主机。主机箱内通常有：,系统主板（又称母板） CPU 内存 硬盘驱动器 光盘驱动器 软盘驱动器 显卡 声卡 网卡 电源,PC99规范要求主板各接口必须采用有色识别标识，方便识别,3.2.1 系统主板,系统主板是微型计算机中最大的一块电路板，是微型计算机中各种设备的连接载体。 主板在结构上主要有AT、ATX、NLX、EATX、WATX以及BTX等类型。它们的区别主要在于板上各元器件的布局排列方式、尺寸大小、形状以及所使用的电源规格和控制方式的不同。ATX是目前最常用的主板结构，扩展插槽较多，配合ATX电源，可以实现软关机和Modem远程遥控开关机等功能。,系统主板,芯片组,芯片组决定了主板的结构及CPU的使用。根据芯片的功能，一般分为南桥芯片和北桥芯片。也有单芯片和多芯片的。,南桥芯片主要负责I/O接口控制、IDE设备（硬盘等）控制以及高级能源管理等；北桥芯片负责与CPU的联系并控制内存、AGP、PCI数据在北桥内部传输。 有的集成主板将显示核心GPU集成到北桥芯片中，也有将显示核心集成到CPU中的。,3.2.2 CPU, CPU字长：内部各寄存器之间一次能够传递的数据位 位宽 与外部设备之间一次能够传递的数据位 x位CPU 通常用CPU字长和位宽来称呼CPU。 CPU外频：主板为CPU提供的基准时钟频率。 CPU主频：CPU内核电路实际工作频率，等于外频乘上倍频数。 生产工艺技术：IC内电路间的距离，通常用纳米（nm)来描述。,微型计算机一般采用通用CPU，常见的有Intel和AMD系列产品。从1971年的第一片4位CPU Intel 4004，到目前已推出64位的、多核心的CPU。,内部存储器 访问速度快 信息暂时性 相对价格高,外部存储器 访问速度慢 信息永久性 相对价格低,3.2.3 存储器,微型计算机存储器分内部存储器和外部存储器,（1）随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM) 通常所说的计算机内存是指RAM，CPU对它们既可读出又可写入数据。断电后RAM中信息将全部丢失。 微型计算机上广泛采用的RAM有SDRAM、DDRRAM、DDRIIRAM 、 DDRIIIRAM ，制作成内存条形式出现，有128M、256M、512M、1G、2G等规格。,内部存储器,用于笔记本电脑内存条,用于台式机内存条,（2）只读存储器(Read only Memory，简称ROM) CPU对它们只取不存，其信息一般情况下无法修改。断电时信息不会丢失。ROM中一般存放计算机系统管理程序。 BIOS是一组固化到主板上一个ROM芯片上的程序，保存着计算机系统中最重要的基本输入/输出程序、系统开机自检程序等。它负责开机时，对系统各硬件进行初始化设置和测试，以及装载操作系统到内存。在特定的条件下，可以修改和升级BIOS。 CMOS是指主板上的一块可读写的RAM芯片。它存储了计算机系统的实时钟信息和硬件配置信息等，开机时要读取CMOS信息，用于初始化设置各硬件。它靠系统电源和后备电池来供电，系统掉电后其信息不会丢失。 在开机时通常可以按下Delete键进入BIOS设置程序对CMOS参数进行设置。 （3）高速缓冲存储器（Cache） 是介于CPU和内存之间的一种可高速存取信息的芯片，用于解决它们之间的速度冲突问题，Cache一般采用静态随机存取存储器（SRAM）构成，它的访问速度是DRAM的10倍左右。,内部存储器,软盘,用表面涂有磁性材料的柔软的聚酯材料制成 读写软盘时，磁头直接接触盘面。常用软盘容量为1.44MB,将盘片逻辑地划分成若干个同心圆，每个同心圆称为一个磁道，最外面的一个同心圆为0磁道。 磁道又等分成若干段，每段称为一个扇区。一个扇区一般可存放512B的数据。 磁盘的存储容量可由下面的公式求出： 磁盘总容量 = 磁道数扇区数磁面数扇区字节数,外部存储器,硬盘片是由涂有磁性材料的铝合金构成。读写硬盘时，磁性圆盘高速旋转产生的托力使磁头悬浮在盘面上而不接触盘面。硬盘常见接口有IDE、SCSI、SATA、SATA II 、SATA III 。,硬盘,资料:硬盘图解,硬盘容量柱面数扇区数每扇区字节数磁头数,光介质存储器利用激光读/写数据。 按光盘的读/写性能，可分为只读型与可读写型。只读光盘上的数据采用压模方法压制而成，用户只能读取上面的数据，而不能写入或修改光盘上的数据。可读写型光盘中的可录式光盘（CD-R）只能写一次。可重复刻录光盘（CD-RW）可重复多次读写。 衡量光盘驱动器传输数据速率的指标叫做倍速。CD-ROM一倍速率为150KB/s。DVD-ROM一倍速率为1.3MB/s。,光介质存储器,资料:光驱和光盘,COMBO光驱集CD-ROM、DVD-ROM、CD-RW刻录功能为一体。,移动存储产品,（1）移动硬盘 移动硬盘直接由台式电脑硬盘或者由笔记本电脑硬盘改装而成，这类产品性价比非常好，通常来讲可按产品的接口类型分为USB1.1、USB2.0和IEEE 1394这三种。,移动存储产品,（2）Flash存储设备 Flash Memory是一种新型非易失性半导体存储器，即在无电源状态仍能保持片内信息，不需要特殊的高电压就可实现片内信息的擦除和重写。由于她没有机械读写装置，可重复读写，体积小巧，被广泛地应用于优盘、数字摄像机、数码相机、MP3 播放器、数字录音机、个人数字助理和计算机等方面。,资料:优盘,地址总线:传输地址信息 数据总线:传输数据信息 控制总线:传输控制信息,内部总线：连接CPU内各个组成部件 系统总线：连接CPU外各高速部件 外部总线：连接外部设备,连接对象,传输对象,并行总线:通信速度快、实时性好 串行总线:简易、方便、灵活,通信方式,3.2.4 总线与接口,总线：连接计算机各部件之间的通道。 接口：总线和外部设备之间的交接部件。,总线,微处理器,微处理器、总线、存储器、接口电路和外设的逻辑关系,常用的系统总线,ISA总线：数据传送宽度16bit，工作频率8MHz，数据传输率（带宽）8MB/s。 PCI总线：数据传送宽度32bit，工作频率33MHz（可扩展到64bit，66MHz），数据传输率（带宽）133MB/s。 AGP总线：数据传送宽度32bit，工作频率66MHz 或133MHz，8X的数据传输率（带宽） 2.1GB/s 。 PCI-E总线 ：串行连接，工作频率 2500 MHz。 X1的数据传送宽度1bit，数据传输率（带宽）500MB/s；X16的数据传送宽度16bit，数据传输率（带宽）8GB/s 。