微型计算机系统发展史

1、第一章绪 论本章主要介绍计算机的系统组成和计算机的分类，以及微型计算机的发展；讲解了微型计算机系统的基本结构组成。 第一节微型计算机的基本知识自从世界上第一台电子数字计算机“埃尼阿克（ENIAQ ” 1946年诞生于美国。此后，电子计算机随其主要部件的发展，先后经历了电子管、晶体管、小规模集成电路、大规模集成电路及超大规模集成电路的演变。微型计算机具有体积小、价格低、使用方便、可靠性高等优点，因此广泛用于国防、工农业 生产和商业管理等领域。由于微处理器高速度发展，微型计算机应用渗透到人类生活的各个 领域，从而给人们的生活带来深刻的变革。微型计算机系统基本结构微型计算机在基本结构和基本功能上与计

2、算机大致相同，但由于微型计算机采用了大规模和超大规模集成电路组件及特定的总线结构，微型计算机具有了更简单、更规范的系统结构和易于扩充的特点。典型的微型计算机硬件基本结构包括中央处理器CPU存储器和输入/输出子系统三个主要组成部分，它们三者由系统总线连接，构成一个有机的整体。中央处理器（微处理器）主要包括运算器、控制器，集成于一块半导体芯片上。中央处理器是微型计算机的核心，其基本功能是进行数据的算术运算和逻辑运算、暂存数据、控制和指挥其它部件协调一致的工作。图1-1微型计算机的基本结构中央处理器CFU微型计算机系统基本结构存储器：微型计算机的内存储器采用集成度高、容量大、体积小、功耗低的半导体存

3、储器。内存储器根据信息存取方式不同分为随机存取存储器（RAM 和只读存储器（ROM两类；随机存取存储器又称读写存储器， 存储器中的信息按需要可以随机地读出，也可随机地写入和修改，但在断电后不再保留原信息，它一般是用来存放用户程序和数据；只读存储器的信息在一般情况下只能读出，不能写入和修改，在断电后仍保存原信息，是非易失性存储器，主要用来存放系统必须的基本程序。I/O （输入/输出）子系统一般包括I/O接口电路与I/O设备。输入输出接口电路是介于 计算机和外部设备之间的电路，I/O接口电路具有以下基本功能：对数据的缓存作用，使各种速度的外部设备 与计算机速度相适配；对信号的变换作用，使各种电气特

4、性不同的外部设备与计算机相联接； 联络作用，使外部设备的输入输出与计算机操作同步。目前微型计算机的接口普遍采用大规模集成电路芯片，大多数接口芯片是可编程的，以命令来灵活地选择接口功能和工作模式。 I/O设备是指与计算机的外部通信用的输入/输出设备，如键盘、打印机、软盘、硬盘、光盘。由于计算机内存容量有限，计算机用外部存储器（磁盘、磁带和光盘）作为内存的辅助 设备，只有在运行时，才通过I/O接口电路把它们从外部存储器传送到内存的某个区域，供中央处理器CPU控制执行使用。总线是一组公共的信息传输线，用以连接计算机的各个部件。内部总线位于芯片内部的总线称为内部总线。外部总线是微处理器与存储器、输入输

5、出接口之间的总线。外部总线通常称为系统总线。系统总线把CPU存储器和I/O设备连接起来，用来传送各部件之间的通讯信息。微型计算机的总线按功能分为数据总线、地址总线和控制总线三组，称为三总线。 数据总线用于各部件之间传送数据信息，是双向总线，数据流可朝两个方向传送，数据总线用以实现微处理器、存储器和I/O接口之间的数据交换；地址总线用于传送通讯所需的地址， 用以指明数据的来源或目的地，是单向总线，信息流只朝一个方向传送；控制总线传送CPU对存储器或I/O设备的控制命令和I/O设备对CPU的请求信号，使微型计算机各部件协调工 作。系统总线的工作由 CPU控制器中总线控制逻辑负责指挥。微型计算机采用

6、标准总线结构，使整个系统中各功能部件之间相互关系变为面向总线的 单一关系；凡符合总线标准的功能部件可以互换，符合总线标准的设备可以互连，提高了微机系统的通用性和可扩性。微型计算机系统发展历程简介微机的主要核心部件是中央处理器CPU因此微机均以CPUpe划分档次。个人计算机采用美国Intel公司的“x86”系列微处理器或其他公司生产的兼容微处理器作为CPU从第一代个人微机问世到今天，微处理器已经发展到第七代产品，产生了相应的7代个人微机系列产品。.第一代第一代PC机采用16位8088为CPU以IBM公司的 旧M PC和PC/XT机为代表，诞生于 1981 年。由此，出现了许多兼容机及制造商。通常

7、称该类微机为 PQ 1981年8月 旧M PC发布。该机有64K内存、单色显示器 、可选的盒式磁带驱动器、两个 160KB单面软盘驱动器。1983春季 旧M XT机发布，增加了 10兆的硬盘，128K RAM 一个软 驱、单色显示器、一台打印机、可以增加一个8087数字协处理器。该机使用 DOS 1.0操作系统。.第二代第二代PC机采用16位80286为CPU以 旧M公司的 旧M PC/AT机为代表，诞生于 1984年， 其数据处理和存储管理能力都大大提高。通常把采用80286作为CPU的微机都统称为286微机或简称286,是20世纪80年代末的主流机型。1984年8月旧M AT发布，采用IS

8、A标准，支持大硬盘和 1.2M高密软驱。使用 DOS 3.0操作系统。 3.第三代第三代PC机采用32位80386为CPU以Compaq旧M公司的Deskpro PC、IBM PS/2机为 代表，诞生于1986年。80386微处理器是第一块 32位CPU该档次的彳机称为 386。1987年4月旧M推出PS/2系统。开始使用3.5英寸1.44MB软盘驱动器和20兆硬盘驱动器。 引进了微通道技术。开始使用VG破术。使用DOS 3.3操作系统。微型计算机系统发展历程简介4.第四代第四代PC机采用32位80486为CPU由Dell公司首先生产整机，诞生于 1989年。80486 微处理器采用了 RIS

9、C技术并内置协处理器。该档次的微机称为486。DELL425E 使用 4MB RAM 高分辨率 16 位显示卡、 VGAB视器、5.251.2MB 或 3.51.44MB 软驱、101键键盘，支持190MB IDE硬盘和650MB ESDI硬盘。使用 DOS 3.31操作系统。 5.第五代1993年，Intel公司推出了 Pentium （中文名“奔腾”）微处理器。1996年，Intel公司推出了多功能Pentium MMX。相应的还有 AM必司的K5、Cyrix公司的6x86等兼容的CPU 采用此类CPU的计算机使用16MB以上RAM 540MB硬盘，PCI总线的显示卡和14英寸的VGA 彩

10、色显示器。. 第六代1998 年，Inte1 公司推出了 Pentium n、Ce1eron, 1999 年推出了 Pentium 出、2000 年推 出了 Pentium IV。第六代 CPU中Pentium IV是目前最流行的档次。相应的还有AM必司的K6 系歹h Athlon 和 AthlonXP。此代计算机变化较大， 内存从最初的32MB到现在的512MB甚至有的达到1GB;硬盘从最初 的几个GBJ现在的1百多GB;显示系统使用了专用的 AGP总线及显示卡，显示器经历了 14、 15、17的更新换代。.第七代这一代微机刚刚起步，2003年AM必司发布Athlon64 ,是首枚桌面应用级

11、的 64位处理器，既可执行64位应用程序，又兼容现有的32位应用程序，用户可平稳地由32位计算机应用过度到64位计算机应用。此代计算机的内存容量基本在512MB以上；硬盘容量在 80GB以上；显示系统中使用 AGP总线显示卡，显示器为 17寸CR似15寸以上的LCD显示器。第二节微型计算机系统组成微型计算机系统一般可以分为硬件系统和软件系统。微型计算机硬件系统组成微机的硬件系统由主机箱、输入设备键盘、鼠标和输出设备显示器、打印机等组成。整个硬件系统采用开放式结构，各部件之间通过接口互相连接，组成一个有机整体。用户使用输入设备将外界的数据信息送入主机，主机进行处理，然后再通过输出设备输出给用户。

12、.主机箱主机是计算机的核心部分，由主机箱、电源、主板、显示卡、声卡、网卡、硬盘、光驱和软驱等设备组成。主机外部有大量的接口可与其它设备相连，主机内部由各种板卡、设备紧密相连而成。(1)主机箱外观主机外观主要为机箱外观，机箱分为立式和卧式两种，结构基本相同，仅机箱内部各部件的安放位置不同。机箱面板位于主机前部，包括驱动器仓、开关和指示灯，用于对计算机进行操作和显示计算机运行状态：驱动器仓：5.25寸用于安装光盘驱动器等设备；3.5寸用于安装软磁盘驱动器。 电源开关：用于接通或关闭计算机的电源。硬盘指示灯：用于显示硬盘运行状态，指示灯亮表示硬盘正在进行读写操作。电源指示灯：用于显示计算机运行状态，

13、指示灯亮表示电源接通。Reset开关：用于重新启动计算机，相当于关机后重新开机的效果。一般仅在计算 机死机的情况下使用。图1-2机箱面板国13机箱背板微型计算机硬件系统组成机箱背板由各种接口组成，用于主机和外部设备的连接，接口种类不同，其颜色不同：PS/2接口：用于连接鼠标或键盘。键盘接口:用于连接键盘，多在 AT结构主板。USB接口：用于连接 USB接口的设备，如键盘、鼠标。并行接口:用于连接打印机等并行设备。串行接口:用于连接鼠标或调制解调器等串行设备。视频接口:用于连接显示器信号电缆。电源插座：位于电源上，用于连接电源线。适配器窗口：用于插接各种功能板卡。其它接口: RJ45网卡接口、

14、MIDI接口、音频接口等。(2)主机箱内部主机内部含有主板、 内存条、CPU、显示卡、硬盘驱动器、软盘驱动器、CDROMB动器、电源和各种功能卡。主板：主板由微处理器插座、芯片组( Chipset )、内存条插槽、总线扩展槽和接 口电路等组成，用于连接和控制计算机。微处理器：微机的核心部件，完成运算处理功能，对各部件进行控制，使微型机各 部件统一协调工作。内存储器：存放程序和数据的记忆装置。由于功能不同又有许多分类，这里通常用指内存条。显示卡：用于主板和显示器之间的通信，并控制显示器工作。声卡：实现声音与数字信号的转换、播放和编辑等功能。其它功能扩展卡：主机内部经常插接一些功能扩展卡来对主机进

15、行功能扩充，如网卡、MODEM# 等。软盘驱动器：用来读写软磁盘。通过专用的电缆线与主板上的接口相连接。硬盘驱动器：主要外存储器，读写速度快、存储容量大。其读写驱动器和硬磁盘盘片为一体化封装。CDROM区动器：采用激光扫描的方法从光盘上读取信息。光盘具有存储容量大（每片可达650MB ）、读取速度快、可靠性高、使用寿命长的特点，既可以存储声音，又可以 存储文字、图形和动画等。其读取速度从单速、倍速，一直到目前的五十六倍速；根据所放 位置分为外置式和内置式。电源供应器：为计算机系统中各种部件提供工作所需要的电源；有 AT电源和ATX电源两 种常见电源。微型计算机硬件系统组成.输入设备输入设备可将

16、用户需要处理的信息转换成计算机可识别处理的数据。常用的输入设备有键 盘、鼠标、扫描仪、麦克风和数码设备（摄像机、相机）等。键盘：用户向计算机输入数据和控制计算机的操作工具。鼠标：指点型输入设备，用于增强或者代替键盘的光标移动键和其他键的功能。主要有机械 式和光电式两种类型。扫描仪：图形输入的主要设备，可将画或相片转换成图形加以存储和处理。RBi-s A体工学辅afflw 献标图卜7扫描仪微型计算机硬件系统组成.输出设备输出设备可将计算机运算处理的数据信息输出供用户使用。常用的输出设备有显示器、 音箱、打印机等。显示器：主要用于显示各种数据或画面，人与微型机之间交换信息的窗口。音箱：用于将接收到

17、的信号转变成声音。主要为有源防磁音箱， 有源指可对较小声音信号进行放大输出，防磁指防止音箱中的磁场干扰显示器等设备。打印机：用于打印图像、图形、票据和文字资料等输出信息。流行的打印机种类有 针式打印机、喷墨打印机和激光打印机。Hl-8显示静图1T音箱的工一3打印机微型计算机硬件由于用途不同，组成也略有变化、区别，一般在基本组成部件基础上，再增加针对应用的其他部件。微型计算机硬件基本组成部件有：CPU、内存（条）、主板、硬盘、光驱、软驱、显示卡、显示器、声卡、音箱、键盘、鼠标、网卡和机箱电源共十四件。本书将跟读者一起来认识计算机组成部件，掌握部件的配置与选购，完成计算机部件的组装与调试，维护计算

18、机的正常运行。微型计算机软件系统微型计算机软件系统主要包括操作系统、运行维护软件及应用软件等。.操作系统计算机硬件系统外面加载的第一道软件系统，专门用于管理计算机硬件和其它软件，响应用户对硬件和软件的操作，它是运行在计算机上的最重要的核心程序，是每一台计算机必须有的、运行其它程序的基础。操作系统执行最基本的作业任务，例如：从接收键盘输入的指令，发送到显示器去输出等。常用的操作系统有DOS、Windows98、Windows 2000 和Windows XP 等。图1-11掾作系统地作用图卜12计算机像件和软件的箕系微型计算机软件系统.驱动程序设备控制程序，每个设备都有驱动程序，如键盘、打印机、

19、磁盘驱动器等；许多驱动程序被集成到操作系统内部， 像键盘驱动程序；对于驱动程序未被集成到操作系统的其它设备，在其连接到计算机上使用时要装载相应的设备驱动程序。每一个设备都有自己独特的控制命令，相反，程序则使用通用的控制命令，驱动程序就在设备和程序之间进行命令的翻译一一接收程序的通用控制命令转换成设备专用命令。常用的驱动程序有主板芯片组驱动程序、显示卡驱动程序、声卡驱动程序、网卡驱动程序和显示器驱动程序等。.应用软件为最终用户设计的一个或一组软件，运行于操作系统之上，包括数据库及管理系统、文字处理软件、电子表格软件等。如 Office 等。.常用工具软件常用工具软件是应用软件的一类，为更好管理和利用计算机的资源编制的程序。如，PCTools、