微型计算机的硬件基础

第三章微型计算机的硬件基础本章主要内容微型计算机的系统总线结构微型计算机硬件组成微型计算机的性能指标§1微型计算机的系统总线结构

微型计算机又称为个人计算机，它同样是由控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备组成，控制器和运算器组合构成中央微处理器（简称CPU）。 微型计算机硬件结构的最重要的特点是总线（Bus）结构。

系统总线结构

1.总线 总线是计算机各部件之间传输信息的公共通道。 总线又分为分内部总线和系统总线。内部总线用于在CPU内部连接运算器、控制器和寄存器。系统总线用于连接CPU与内存、外存、I/O外部设备。2．总线的分类

系统总线上有三类信号：数据信号、地址信号和控制信号。系统总线也分为数据总线（DataBus）、地址总线（AddressBus）和控制总线（ControlBus）三类3．常用的总线结构ISA总线：工业标准总线，16位，8MHz，数据传输率8Mb/s，寻址空间1MB，常用于80286至80486微处理器PCI总线：外部设备互联总线，Intel公司1991年推出，32或64位，33MHz，数据传输率133Mb/s，常用于Pentium微处理器AGP是Intel公司推出的新一代图形显示卡专用总线，AGP显示卡同主板芯片组直接相连，大幅提高了电脑对3D图形的显示能力，32位，66.6MHz，其视频信号的传送速率可以从PCI总线的133MB/s提高到266MB/s、533MB/s、1.064GB/s和2.128GB/s。4．总线的主要技术参数总线的主要技术参数有总线的类型、总线的位数（又称数据宽度）。总线的位数或称总线的宽度，一般为8-64bit，总线的宽度愈宽，它的工作频率及传输速度就越高。计算机与外部设备接口 接口就是外部设备与计算机的连接端口，微型计算机常用的接口有串行接口、并行接口USB（UniversalSerialBus）通用串行总线接口、IEEE1394接口、硬盘接口等。串行端口1．串行接口：串行接口主要用于连接鼠标和调制解调器。串行接口在系统中，被赋予专门的设备名Com1、Com2……。

2．并行接口：并行接口简称并口，在系统中被赋予专门的设备名LPT

，一般用来连接打印机、扫描仪等。3．USB（UniversalSerialBus）通用串行总线接口USB接口的主要特点是：即插即用，可热插拔。4．IEEE1394接口：IEEE1394接口是苹果公司开发的串行标准接口，中文译名为火线接口（Firewire）

5．硬盘接口：硬盘接口是硬盘与主机系统间的连接部件，其作用是在硬盘缓存和主机内存之间传输数据。

（1）IDE接口标准（2）SATA接口标准（3）SCSI接口标准（4）光纤通道§2微型计算机硬件组成主机

1．系统主板 主机、显示器、键盘和鼠标是微型计算机最基本的组成。 系统主板（MotherBoard）是计算机的关键部件之一，也是计算机中最大的一块集成电路板。 主板上有控制芯片组、CPU插座、内存条插槽、各种外设（BIOS）控制芯片、键盘和鼠标控制插座、软硬盘接口、一个并行接口、两个串行接口、两个通用串行总线接口、各种总线扩展槽以及机箱面板的控制开关及指示灯连接插座等相关器件。微型计算机的主机板CPU插座内存条插槽串行接口AGP扩展槽PCI扩展槽北桥芯片南桥芯片2．中央处理器CPU

常用的微处理器有Intel公司的奔腾(Pentium)、赛扬(Celeron)、安腾（Itarnium）系列和AMD公司的K6和K7等系列。CPU的主要性能指标包括字长和时钟主频率。 字长是指计算机在单位时间内，CPU内部各寄存器之间一次能直接处理的二进制数的最大位数。 字是由整数倍字节组成，通常1个字=4个字节，1个双字=8个字节。一般来说，字长越长，计算机处理数据的精度越高。 时钟主频率是主板上时钟发生器产生的频率（即外频）与倍频的乘积。时钟频率以兆赫兹（MHz）为度量单位。3．存储器 分为内存储器和外存储器。（1）内存储器内存又称主存，分为ROM和RAM，用于存放当前正在使用的或随时要使用的程序或数据。CPU可以直接访问内存。内存由半导体存储器组成，存取速度较快。内存中每个单元可存放一个字节(8位二进数)。只读存储器ROM，只能读出而不能写入数据，断电不丢失。随机存储器RAM，它是一种可读可写的存储器，断电后信息全丢失，内存中绝大部分为RAM。高速缓冲存储器（Cache）。

它是介于CPU和内存之间的一种高速存取数据的芯片，是CPU和RAM之间的通信桥梁。

（2）外存储器外存也称辅存，用来存放一些暂时不用而又需长期保存的程序或数据。外存上的程序和数据以文件的形式存储。当需要执行外存中的程序或处理外存中的数据时，必须通过CPU输入／输出指令，将其调入内存RAM中才能被CPU执行处理。常见外存设备有：1）软盘2）硬盘3）光盘4）U盘和移动硬盘内外存储器比较外部存储器访问速度慢容量很大永久性价格低存储器是计算机的记忆装置我记住了内部存储器访问速度快

容量较小

暂时性价格高主存或内存辅存或外存可直接与CPU交换信息存储器是计算机的记忆装置可直接与CPU交换信息主存或内存存储器是计算机的记忆装置可直接与CPU交换信息内部存储器访问速度快

容量较小

暂时性价格高主存或内存存储器是计算机的记忆装置可直接与CPU交换信息外部存储器访问速度慢容量很大永久性价格低内部存储器访问速度快

容量较小

暂时性价格高主存或内存存储器是计算机的记忆装置可直接与CPU交换信息辅存或外存外部存储器访问速度慢容量很大永久性价格低内部存储器访问速度快

容量较小

暂时性价格高主存或内存存储器是计算机的记忆装置可直接与CPU交换信息我记住了辅存或外存外部存储器访问速度慢容量很大永久性价格低内部存储器访问速度快

容量较小

暂时性价格高主存或内存存储器是计算机的记忆装置可直接与CPU交换信息4．电源 电源有内部电源和外部电源之分，内部电源安装在机箱内部，外部电源指UPS电源。

UPS电源（UninterruptiblePowerSupply），又称为不间断电源。是一种在市电间断时，利用后备电池通过逆变供电的装置。

输入输出设备

1．输入设备 输入设备是将外部可读数据转换成计算机内部的数字编码的设备，即向计算机输入程序、数据及各种信息的设备。（1）键盘（2）鼠标（3）扫描仪（4）触摸屏（5）数码相机2．输出设备 输出设备是将计算机内部的数字编码转换成可读的字符、图形或声音的设备。（1）显示器

显示器的性能指标是由分辨率、刷新率、显示内存以及颜色的位数来决定的。（2）打印机 打印机分为击打式和非击打式两大类。击打式打印机主要有点阵式针击打印机和高速宽行打印机；非击打式有喷墨式和激光打印机。点阵式打印机主要由走纸机构、打印头和色带组成。打印头通常由24根针组成，这些针击打在色带上。从而，在下面的纸张上印出字符。点阵式针击打印机价格便宜，但噪声大、字迹质量不高。喷墨打印机是使用喷墨来代替针击，它靠墨水通过精致的喷头喷射到纸面上而形成字符和图形。喷墨打印机价格便宜、体积小、噪声低、打印质量高，但对打印纸的要求高、墨水消耗量大、打印速度慢。激光打印机是激光技术和电子照相技术的复合产物。它将计算机的输出信号转换成静电磁信号，磁信号使磁粉吸附在纸上形成有色字符。激光打印机打印字符质量高，字符光滑美观，打印速度快，打印时噪声小，但价格较贵。§3微型计算机的性能指标计算机的性能指标是衡量一个计算机系统优劣的标准。微型计算机主要有以下几个重要的性能指标。1．字长(字长是指计算机在单位时间内，CPU内部各寄存器之间一次能直接处理的二进制数的最大位数。

)越长越好2．内存容量(内存容