《计算机应用基础》-第2章微型计算机系统

第2章微型计算机系统6思考题返回上一页2.1微型计算机的产生、发展和分类2.1微型计算机的产生、发展和分类2.1.1微型计算机的产生微处理器是将运算器和控制器集成在一起，合二为一的一个部件。20世纪70年代初，由于大规模、超大规模集成电路技术日益成熟，把本来需要由数个独立单元构成的CPU(如图2-1和图2-2所示)集成为一块微小但功能空前强大的微处理器芯片。以微处理器为核心，配合存储器、输入/输出接口电路，按照特定的总线模式架构而成的计算机被称为微型计算机，简称微机。下一页返回2.1微型计算机的产生、发展和分类微型计算机的产生和发展，一方面是由于军事工业、空间技术、电子技术和工业自动化技术的迅速发展，急需生产体积小、可靠性高和功耗低的计算机，这种社会的直接需要是促进微处理器和微型计算机产生和发展的强大动力;另一方面是由于大规模集成电路技术和计算机技术的飞速发展，以及计算机架构的确立，为研制微处理器和微型计算机打下了坚实的理论基础和技术基础。1971年Intel公司研制成功世界上第一台用于搭建微型计算机的4位微处理器一Intel4004，后来又陆续开发出80286,80386,80486以及奔腾等芯片，从而奠定了它在计算机界的霸主地位。上一页下一页返回2.1微型计算机的产生、发展和分类2.1.2微型计算机的发展按CPU字长和功能来划分，微处理器可分为四代，亦即微型计算机的发展经历了四代的演变。第一代(19711973年):4位或低档8位微处理器和微型机代表产品是Intel公司研制的4004微处理器以及由它组成的MCS-4微型计算机(集成度为1200晶体管/片)。4004含有2300个晶体管，功能相当有限，而且速度较慢，但它是划时代的一个产品。随后Intel公司又制成8008微处理器及由它组成的MCS-8微型计算机。第一代微型机采用了PMOS工艺，基本指令时间约为10~20，字长4位或8位，指令系统比较简单，运算功能较差，速度较慢，软件主要采用机器语言或简单的汇编语言，其价格相对低廉。上一页下一页返回2.1微型计算机的产生、发展和分类第二代(1974~1978年):中档的8位微处理器和微型机1974年美国Intel公司研制成功8080，与此同时Motorola公司也研制成功了MC6800处理器芯片，与第一代芯片相比，集成度提高1~2倍(Intel8080)集成度为4900管/片)，运算速度提高了一个数量级。1976年美国ZILOG公司研发的Z80和Intel公司研发的8085，集成度和速度又提高了一倍以上(Intel8085集成度为9000管/片)。这些芯片的字长达到8位，主要用于控制智能仪器。总的来说，第二代微型机的特点是采用NMOS工艺，集成度提高1~4倍，运算速度提高10~15倍，基本指令执行时间约为1~2，指令系统比较完善，已具有典型的计算机系统结构以及中断和DMA等控制功能，寻址能力也有所增强，软件除采用汇编语言外，出现了BASIC、FORTRAN和PL/M等高级语言及其相应的解释程序和编译程序，并在后期开始配上操作系统。返回上一页下一页2.1微型计算机的产生、发展和分类第三代(19781981年):16位微处理器和微型机代表产品是Intel8086(集成度为29000管/片)、28000(集成度为17500管/片)和MC68000(集成度为68000管/片)。这些CPU的特点是采用HMOS工艺，基本指令时间约为0.05，从各个性能指标评价，都比第二代微型机提高了一个数量级，已经达到或超过当时的中、低档小型机(如PDP11/45)的水平。这类16位微型机通常都具有丰富的指令系统，采用多级中断系统、多重寻址方式、多种数据处理形式、段式寄存器结构，电路功能大为增强，并都配备了强有力的系统软件。IBMPC/XT是这一时期微机的典型代表。它所确立的微机架构是开放的，后来把按照这种架构生产的微机统称为兼容机。返回上一页下一页2.1微型计算机的产生、发展和分类第四代(1985年以后):32位微型机随着科学技术的突飞猛进，计算机应用的日益广泛，现代社会对计算机的依赖已经越来越明显。原来的8位、16位机已经不能满足广大用户的需要，因此，1985年以后，Intel公司在原来的基础上又发展了80386和80486。其中，80386有工作主频达到25MHz，有32位数据线和24位地址线。以80386为CPU的COMPAQ386、AST386,IBMPS2/80等机种相继诞生。同时随着内存芯片的发展和硬盘技术的提高，出现了配置16MB内存和1000MB外存的微型机，微机已经成为超小型机，可执行多任务、多用户作业。由微型机组成的网络、工作站相继出现，从而扩大了用户的应用范围。1989年，Intel公司在80386的基础返回上一页下一页2.1微型计算机的产生、发展和分类上，又研制出了80486。它是在80386的芯片内部增加了一个8KB的高速缓冲内存，同时集成了协处理器芯片80387，提高了微处理器的浮点运算能力。1993年3月22日，Intel公司发布了它的新一代处理器Pentium(奔腾)。它采用0.8的BicMOS技术，集成了310万个晶体管，工作电压也从5V降到3V。1998年3月，Intel公司在CeBIT贸易博览会展出了一种速度高达702MHz的奔腾芯片。随着Pentiun:新型号的推出，CPU晶体管的数目增加到500万个以上，工作主频率从66MHz增加到333MHz。此后短短几年，Intel公司又先后推出了奔腾、奔腾等系列微处理器，CPU的频率按照摩尔定律飞速上升，集成度也越来越高，今天的微处理器主频已达到3GHz，加工工艺达到0.45nm，晶体管个数突破了5000万个。双核处理器、2GB内存、500GB硬盘、21寸LCD(LED)显示器的微机，已经进入百姓家庭。返回上一页下一页2.1微型计算机的产生、发展和分类2.1.3微型计算机的分类微型机由于结构简单、通用性强和价格便宜的特点，已成为现代计算机领域中一个极为重要的分支，并呈现多样化的发展方向。微型计算机的分类标准较多，以下列举一些常见的分类方法。1.按字长分①8位微机。②16位微机。③32位微机。④64位微机。2.按CPU类型分①8088及8086微机。返回上一页下一页2.1微型计算机的产生、发展和分类②80286微机。③80386微机。④80486微机。⑤80586微机机。⑥奔腾微机(Intel公司)、雷鸟微机(AMD公司)。⑦奔腾微机。⑧奔腾微机。⑨奔腾微机。⑩酷睿双核微机。3.按物理结构①兼容机:与IBMPC/XT系列计算机的架构相同的微机。返回上一页下一页2.1微型计算机的产生、发展和分类市场上绝大多数厂家生产的微机都是兼容机。②非兼容机:有自己独特的架构且不开放其协议的计算机，如苹果机，由苹果公司(AppleInc.，简称Apple)生产。4.按生产商分①原装机(品牌机):由生产厂家生产的成套产品，有专门的商标和型号。②组装机:由个人根据喜好或工作需要选择不同配件组装而成(DIY)的计算机。5.按外形分如图2-3所示，按外形可分为以下4种。返回上一页下一页2.1微型计算机的产生、发展和分类①台式机:主机、显示器和输入设备等相对独立，一般需要放置在电脑桌或者专门的工作台上，因此被称作台式机。根据机箱的放置方式又可分为立式和卧式两种。②笔记本电脑:主机、显示器和键盘等集成在一起，便于携带的一种微型机。③便携式机:高度集成并且体积很小，携带方便的一种计算机，如口袋式、掌上型、膝上型电脑设备、手持式电脑PDA等。它们的功能比笔记本电脑要弱一些，可满足简单的记事、数值计算、影音娱乐、通信和上网查询资料等需求。④一体机:指将传统分体台式机的主机与显示器集成在一起，节约空间的一种新型微机。返回上一页2.2微型计算机的硬件2.2微型计算机的硬件微型计算机是由多个部件组装而成的。这些部件可以通过插座、接口、线缆等联系起来，形成一个完整的系统。微机的主要部件如图2-4所示。返回下一页2.2微型计算机的硬件2.2.1CPUCPU是一块高度集成的部件，陶瓷封装，带有几十到数百个接脚，是一个独立配件。CPU是计算机中的核心配件，连同封装在内也仅几个平方厘米大小，但它却是一台计算机的运算核心和控制核心。计算机中所有运算和处理指令都由CPU完成。不管是什么样的微处理器，其内部结构都是由控制单元、算术逻辑运算单元和寄存器组等3个基本单元以及内部总线组成。CPU的主要性能技术指标有以下几个。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件1.CPU字长在CPU中一般以字为单位进行处理，字长指CPU内部各寄存器之间通过数据总线一次能够完成二进制数传递的位数，该指标反映出CPU内部运算处理的速度和效率，字长越大，运算速度越快，处理能力越强。Pentium4CPU字长一般为32位。2.CPU外频外频是系统总线的工作频率，是CPU的基准频率，单位是MHz。外频是CPU与主板之间同步运行的速度，而且目前绝大部分计算机系统中的外频也是内存与主板之间同步运行的速度。3.CPU主频返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件主频也叫工作频率，指CPU的时钟频率。CPU的主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度，与CPU实际的运算能力没有直接关系。所以在某些情况下，很可能出现主频较高的CPU而实际运算速度较低的现象。CPU的主频一外频X倍频系数，倍频系数与CPU型号有关。但在实际使用过程中，当允许用户为CPU设置的工作频率与CPU的标定频率不一致时，就是通常讲的CPU超频。4.运算速度计算机的运算速度通常指平均运算速度，即CPU每秒能执行多少条命令，运算速度越快，处理能力越强。运算速度的单位为MIPS，即每秒百万次。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件5.地址总线宽度地址总线宽度决定了CPU能访问内存的最大物理地址空间。设地址总线宽度为，则CPU能访问内存的最大物理地址空间为2"，如8086CPU地址线为20条，220=1024KB，即1MB，所以8086CPU能访问内存的最大物理地址空间为1MB。6.数据总线宽度数据总线宽度它决定了CPU与缓存、内存及输入输出设备之间一次传输的信息量，与CPU的字长是两个不同的概念。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件7.内部缓存(L1cache)封闭在CPU芯片内部的高速缓存，用于暂时存储CPU运算时的部分指令和数据，存取速度与CPU主频一致，L1缓存的容量单位一般为KB。L1缓存越大，CPU工作时与存取速度较慢的L2缓存和内存间交换数据的次数就越少，相对计算机的运算速度就可以提高。外部缓存(L2Cache)是CPU外部的高速缓存。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件2.2.2主板主板，又叫主机板(Mainboard)、系统板(Systemboard)或母板(Mother-board)，是微型计算机主机箱内的一块平面集成电路板，是微机最基本也是最重要的部件之一，如图2-5所示。它安装在机箱的侧面(立式机箱)或底部(卧式机箱)，是其他各种设备的连接载体。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件主板上集成了CPU插座、内存条插槽、控制芯片组、BIOS(BasicInput-outputSystem,基本输入输出系统)芯片、电源插座、软盘接口插座、硬盘接口插座、光盘接口插座、扩展插槽、并行接口、串行接口、USB接口、多媒体与通信设备接口以及一些连接其他部件的接口等。主板几乎与主机内的所有设备都有连接关系，微型计算机通过主板上的总线及接口将CPU等器件与外部设备有机地连接起来，形成一个完整的系统。主板以总线结构来布局，对计算机的性能影响重大。微型计算机在正常运行时的各种操作都离不开主板，因此微机的整体运行速度和稳定性在相当程度上取决于主板的性能。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件主板从结构上可大体分为AT主板、ATX主板、NLX主板3大类型。AT主板是一种最基本板型，其特点是结构简单、价格低廉，一般的低价位主板都采用这种结构，目前已被淘汰。而ATX主板形状则像一块横置的大AT板，这样便于ATX机箱的风扇对CPU进行吹风散热，而且板上的很多端口都“竖立”起来直接与外界“沟通”。ATX主板是Intel公司新型主板结构规范，目前大多数主板采用这种结构。NLX主板比较受品牌机厂商青睐，其外形像是插了一块显示卡的主板，它由两部分构成，一部分是布有逻辑控制芯片和基本输入输出端口的基板，另一部分具有AGP,PCI,ISA等插槽的附加板，像显示卡一样插在基板的特殊端口中。这样做可以使一些很“高大”的板卡能够躺在主板上，不仅使机箱变矮，而且抽取起来更加方便，那些超薄的原装机机箱一般都采用了NLX主板。虽然主板的生产厂商及品牌较多，主板上各器件的布局方式、尺寸大小、形状以及所使用的电源规格等不同，但基本组成和使用是一致的。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件主板结构比较复杂，为了便于用户组装或维修计算机，PC99技术规格规范了主板设计要求，提出主板各接口必须采用有色识别标志，以方便用户识别。在不同的发展时期，提出过不同的PC机主板的分类法，较有影响的是以下几种。按主板尺寸规格分类，有AT,BabyAT、ATX,一体化(Allinone)主板和NLX等。按印制电路板的工艺分类又可分为双层结构板、四层结构板和六层结构板等，目前以四层结构板的产品为主。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件按主板上I/O总线的类型分类，有PC/XT,ISA、EISA和PCI等总线类型。按主板芯片分类，有Intel系列、AMD系列和威盛系列等。按CPU插座分类，如Socket7主板和Slot1主板等。按元件安装及焊接工艺分类，有表面安装焊接工艺板和DIP传统工艺板。按主板集成的存储器容量分类，如16MB主板、32MB主板和64MB主板等。按系统总线的带宽分类，如66MHz主板和100MHz主板等。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件计算机系统的时钟速度是以频率来衡量的。晶体振荡器控制着时钟速度，在石英晶片上加上电压，其就以正弦波的形式震动起来，这一震动可以通过晶片的形变和大小记录下来。晶体的震动以正弦调和变化的电流的形式表现出来，这一变化的电流就是时钟信号。而好多部件本身并不具备晶体振荡器，因此它们工作时的时钟信号是由主板芯片组的北桥或直接由主板的时钟发生器提供的。一块好的主板，应该具备工作稳定、兼容性好、功能完善、扩充力强、使用方便、做工精细和性价比高等特点。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件2.2.3内存存储器的种类在微机中，有一个很重要的部分，就是存储器。存储器是用来存储程序和数据的部件，对于计算机来说，有了存储器，才有记忆功能，才能保证正常工作。存储器按其用途可分为主存储器和辅助存储器。主存储器又称内存储器，简称内存。内存是CPU能直接寻址的存储空间，由半导体器件制成。内存是暂时存储程序以及数据的地方，CPU要运行的程序指令和要处理的数据都由此“供应”，程序运行中所产生的中间数据及最后数据都存储在这里。其特点是存取速度快，在电脑关闭时，存于其中的数据就会消失。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件辅助存储器又称外存储器，简称外存。外存储器不能直接与CPU交换信息，存储在其中的信息要调入内存才能与CPU交换。内存中的数据如果需要永久保本，就必须在退出程序或关机前转移到外存中。电脑运行所需要的系统软件、应用软件等，也都是存储在外存中，启动电脑或运行程序时才调入内存。外存有软盘、硬盘、光盘、U盘等类型。内存一般采用半导体存储单元，按其工作性质又可划分为只读存储器(ROM)、随机存储器(RAM)以及高速缓存(Cache)。只读存储器:英文简称ROM(ReadOnlyMemory)，在制造ROM的时候，信息(数据或程序)就被存入并永久保存。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件这些信息只能读出，一般不能写入，即使机器停电，这些数据也不会丢失。ROM一般用于存放计算机的基本程序和数据，如ROMBIOS，其中就存放了电脑启动所必不可少的基本程序。ROM的物理外形一般是双列直插式(DIP)的集成块。随机存储器:英文简称RAM(RandomAccessMemory)，表示既可以从中读取数据，也可以写入数据，即能存能取。它是计算机中主要的存储器，容量也比较大，在计算机运行的过程中始终参与工作。内存条是最为典型的RAM存储器。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件高速缓冲存储器:英文简称Cache。它位于CPU与内存之间，是一个读写速度比内存更快的存储器。当CPU向内存中写入或读出数据时，这个数据也被存储进高速缓冲存储器中。当CPU再次需要这些数据时，CPU就从高速缓冲存储器读取数据，而不是访问较慢的内存。当然，如果需要的数据在Cache中没有，CPU会再去读取内存中的数据。根据Cache的地位和作用，还可以划分成若干级别，也就是平常看到的一级缓存(L1Cache)、二级缓存(L2Cache)、三级缓存(L3Cache)等。现在，工作速度与系统速率不相称的部件，都会配置缓冲存储器，如硬盘、光驱等。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件2.内存条早期的内存芯片直接焊装在计算机主板上，后来，为了便于扩容和升级，出现了内存条，如图2-6所示，插接在主板的内存插槽上。内存条先后出现过EDO,SDRAM,RDRAM,DDR,DDR2,DDR3等规格。不同规格的内存条，其运行参数不同，外形和插槽也不相同，不能混用。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件内存的主要指标有容量、工作频率等。单个内存条的容量已经从几兆字节发展到了几千兆字节。一般主板都会有多个内存条插槽，微机可以根据需要安装多个内存条以扩充内存容量。内存主频代表着该内存所能达到的最高工作频率。内存主频是以MHz(兆赫)为单位来计量的。内存主频越高在一定程度上代表着内存所能达到的速度越快。内存主频决定着该内存最高能在什么样的频率下正常工作。目前较为主流的内存频率是800MHz的DDR2内存，以及频率更高的DDR3内存。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件2.2.4硬盘硬盘(HardDiscDrive)，简称HDD，是计算机主要的存储媒介之一，由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成，如图2-7所示。这些碟片外覆盖有铁磁性材料，信息即是由这些磁性材料来存储的。存储于其中的信息通过一个叫磁头的装置来读取。绝大多数硬盘都是固定硬盘，被永久性地密封在硬盘驱动器中。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件1956年，世界上第一块硬盘IBM350RAMAC问世。其后硬盘由单碟向多碟发展，由单面存储变为双面存储。尺寸规格逐渐被确立为3.5英寸和2.5英寸两种，其中前者用于台式机，后者用于笔记本电脑。随着磁盘上的记录密度的提高和磁头灵敏度的提升，硬盘的容量不断扩大。IBM、昆腾(Quantum)、希捷(Sseagate)、迈拓(Maxtar)、西部数据(WesternDigital)、日立环球储存科技公司(HitachiGlobalStorageTechnologies,HitachiGST)等先后推出一系列技术，使硬盘的容量和读取速度成倍增长，安全性和稳定性越来越高。硬盘与主板之间通过接口相连。硬盘的接口主要有ATA、IDE,SATA、SATAII和SCSI等。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件1.硬盘的物理结构(1)磁头磁头是硬盘中最昂贵的部件，也是硬盘技术中最重要和最关键的一环。传统的磁头是读写合一的电磁感应式磁头，但是，硬盘的读、写却是两种截然不同的操作，为此，这种二合一磁头在设计时必须要同时兼顾到读/写两种特性，从而造成了硬盘设计上的局限。而MR磁头(Magnetoresistiveheads)，即磁阻磁头，采用的是分离式的磁头结构:写入磁头仍采用传统的磁感应磁头(MR磁头不能进行写操作)，读取磁头则采用新型的MR磁头，即所谓的感应写、磁阻读。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件这样，在设计时就可以针对两者的不同特性分别进行优化，以得到最好的读/写性能。另外，MR磁头是通过阻值变化而不是电流变化去感应信号幅度，因而对信号变化相当敏感，读取数据的准确性也相应提高。而且由于读取的信号幅度与磁道宽度无关，故磁道可以做得很窄，从而提高了盘片密度，达到200MB/英寸，而使用传统的磁头只能达到20MB/英寸，这也是MR磁头被广泛应用的最主要原因。目前，MR磁头已得到广泛应用，而采用多层结构和磁阻效应更好的材料制作的CMR磁头(GiantMagnetoresistiveheads)也逐渐普及。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件(2)磁道当磁盘旋转时，磁头若保持在一个位置上，则每个磁头都会在磁盘表面划出一个圆形轨迹，这些圆形轨迹就称为磁道。这些磁道用肉眼是根本看不到的，因为它们仅是盘面上以特殊方式磁化了的一些磁化区，磁盘上的信息便是沿着这样的轨道存放的。相邻磁道之间并不是紧挨着的，这是因为磁化单元相隔太近时磁性会相互产生影响，同时也为磁头的读写带来困难。一张1.44MB的3.5英寸软盘，一面有80个磁道，而硬盘上的磁道密度则远远大于此值，通常一面有成千上万个磁道。(3)扇区返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件磁盘上的每个磁道被等分为若干个弧段，这些弧段便是磁盘的扇区，每个扇区可以存放512个字节的信息。磁盘驱动器在向磁盘读取和写入数据时，要以扇区为单位。1.44MB容量的3.5英寸的软盘，每个磁道分为18个扇区。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件(4)柱面硬盘通常由重叠的一组盘片构成，每个盘面都被划分为数目相等的磁道，并从外缘的“0”开始编号，具有相同编号的磁道形成一个圆柱，称之为磁盘的柱面。磁盘的柱面数与一个盘单面上的磁道数是相等的。无论是双盘面还是单盘面，由于每个盘面都有自己的磁头，因此，盘面数等于总的磁头数。所谓硬盘的CHS,即Cylinder(柱面)、Head(磁头)和Sector(扇区)，只要知道了硬盘的CHS的数目，即可确定硬盘的容量，硬盘的容量一柱面数X磁头数X扇区数X512B。硬盘在首次使用之前，必须进行格式化的操作，即划分磁道和扇区，然后才能存储信息。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件2.硬盘的主要参数(1)容量作为计算机系统的数据存储器，容量是硬盘最主要的参数。信息容量的最小单位是字节(B),1字节等于8位二进制代码。同时规定了千字节(KB)、兆字节(MB)、千兆字节(GB)、太字节(TB)等，他们之间的换算关系是:1KB=1024B1MB=1024KB1GB=1024MB1TB=1024GB返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件硬盘的容量一般很大，以千兆字节(CB)为单位，1GB=1024MB。但硬盘厂商在标称硬盘容量时通常取1GB=1000MB，因此在查看硬盘容量时看到的容量会比厂家的标称值要小。硬盘的容量指标还包括硬盘的单碟容量。所谓单碟容量是指硬盘单片盘片的容量，单碟容量越大，单位成本越低，平均访问时间也越短。对于用户而言，硬盘的容量就像内存一样，永远只会嫌少不会嫌多。Windows操作系统带给我们的除了更为简便的操作外，还带来了文件大小与数量的日益膨胀，一些应用程序动辄就要吃掉上百兆的硬盘空间，而且还有不断增大的趋势。因此，在购买硬盘时适当地超前是明智的。近两年主流硬盘是320GB，而1TB以上的大容量硬盘亦已开始逐渐普及。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件(2)转速硬盘的主轴马达带动盘片高速旋转，产生浮力使磁头飘浮在盘片上方。要将所要存取资料的扇区带到磁头下方，转速越快，则等待时间也就越短。因此转速在很大程度上决定了硬盘的速度。硬盘转速以每分钟多少转来表示，单位是转/每分钟，记做RPM(RevolutionsPerMinute,RPM).RPM值越大，内部传输率就越快，访问时间就越短，硬盘的整体性能也就越好。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件家用的普通硬盘的转速一般有5400RPM,7200RPM几种，高转速硬盘也是现在台式机用户的首选;而对于笔记本用户则是4200RPM,5400RPM为主，虽然已经有公司发布了10000RPM的笔记本硬盘，但在市场中还较为少见;服务器用户对硬盘性能要求最高，服务器中使用的SCSI硬盘转速基本都采用10000RPM，甚至还有15000RPM的，性能要超出家用产品很多。较高的转速可缩短硬盘的平均寻道时间和实际读写时间，但随着硬盘转速的不断提高也带来了温度升高、电机主轴磨损加大、工作噪音增大等不利影响。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件(3)平均访问时间平均访问时间(AverageAcressTime)是指磁头从起始位置到达目标磁道位置，并且从目标磁道上找到要读写的数据扇区所需的时间。平均访问时间体现了硬盘的读写速度，它包括了硬盘的寻道时间和等待时间，即:平均访问时间一平均寻道时间+平均等待时间。硬盘的平均寻道时间(AverageSeekTime)是指硬盘的磁头移动到盘面指定磁道所需的时间。这个时间当然越小越好，目前硬盘的平均寻道时间通常在8~12ms之间，而SCSI硬盘则应小于或等于8ms.返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件硬盘的等待时间，又叫潜伏期((Latency)，是指磁头已处于要访问的磁道，等待所要访问的扇区旋转至磁头下方的时间。平均等待时间为盘片旋转一周所需的时间的一半，一般应在4ms以下。(4)传输速率传输速率(DataTransferRate):硬盘的数据传输率是指硬盘读写数据的速度，单位为兆字节每秒(MB/s)。硬盘数据传输率又包括了内部数据传输率和外部数据传输率。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件内部传输率(InternalTransferRate)也称为持续传输率(SustainedTrans-ferRate)，它反映了硬盘缓冲区未用时的性能。内部传输率主要依赖于硬盘的旋转速度。外部传输率(ExternalTransferRate)也称为突发数据传输率(BurstDataTransferRate)或接口传输率，它标称的是系统总线与硬盘缓冲区之间的数据传输率，外部数据传输率与硬盘接口类型和硬盘缓存的大小有关。目前FastATA接口硬盘的最大外部传输率为16.6MB/s，而UltraATA接口的硬盘则达到33.3MB/s.返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件使用SATA(SerialATA)口的硬盘又叫串口硬盘，是未来PC机硬盘的趋势。2001年，由Intel、APT,Dell,IBM、希捷、迈拓这几大厂商组成的SerialATA委员会正式确立了Serial司ATA1.0规范。2002年，虽然串行ATA的相关设备还未正式上市，但SerialATA委员会已抢先确立了SerialATA2.0规范。SerialATA采用串行连接方式，串行ATA总线使用嵌入式时钟信号，具备了更强的纠错能力，与以往相比其最大的区别在于能对传输指令(不仅仅是数据)进行检查，如果发现错误会自动矫正，这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。串行接口还具有结构简单、支持热插拔的优点。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件(5)缓存缓存(CacheMemory)是硬盘控制器上的一块内存芯片，具有极快的存取速度，它是硬盘内部存储和外界接口之间的缓冲器。由于硬盘的内部数据传输速度和外界界面传输速度不同，缓存在其中起到一个缓冲的作用。缓存的大小与速度是直接关系到硬盘的传输速度的重要因素，能够大幅度地提高硬盘整体性能。当硬盘存取零碎数据时需要不断地在硬盘与内存之间交换数据，有大缓存，则可以将那些零碎数据暂存在缓存中，减小外系统的负荷，也提高了数据的传输速度。3.硬盘数据保护技术硬盘容量越做越大，在硬盘里存放的数据也越来越多。那么，这么大量的数返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件据存放在这样一个铁盒子里究竟有多安全呢?虽然，目前的大多数硬盘的无故障运行时间(MTBF)已达300000小时以上，但这仍不够，一次故障便足以造成灾难性的后果。因为对于不少用户，特别是商业用户而言，数据才是PC系统中最昂贵的部分，他们需要的是能提前对故障进行预测。正是这种需求与信任危机，推动着各厂商努力寻求一种硬盘安全监测机制，于是，一系列的硬盘数据保护技术应运而生。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件(1)S.M.A.R.T.技术S.M.A.R.T.技术的全称是Self-Monitoring,AnalysisandReportingTechnolo-gy，即“自监测、分析及报告技术”。在ATA-3标准中，S.M.A.R.T.技术被正式确立。S.M.A.R.T.监测的对象包括磁头、磁盘、马达、电路等，由硬盘的监测电路和主机上的监测软件对被监测对象的运行情况与历史记录及预设的安全值进行分析、比较，当出现安全值范围以外的情况时，会自动向用户发出警告，而更先进的技术还可以提醒网络管理员的注意，自动降低硬盘的运行速度，把重要数据文件转存到其他安全扇区，甚至把文件备份到其他硬盘或存储设备。通过S.M.A.R.T.技术，确实可以对硬盘潜在故障进行有效预测，提高数据的安全性。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件但我们也应该看到，S.M.A.R.T.技术并不是万能的，它只能对渐发性的故障进行监测，而对于一些突发性的故障，如盘片突然断裂等，硬盘再怎么S.M.A.R.T.也无能为力了。因此不管怎样，备份仍然是必须的。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件(2)DFT技术DFT(DriveFitnessTest，驱动器健康检测)技术是IBM公司为其PC硬盘开发的数据保护技术，它通过使用DFT程序访问IBM硬盘里的DFT微代码对硬盘进行检测，可以让用户方便快捷地检测硬盘的运转状况。据研究表明，在用户送回返修的硬盘中，大部分的硬盘本身是好的。DFT能够减少这种情形的发生，为用户节省时间和精力，避免因误判造成数据丢失。它在硬盘上分割出一个单独的空间给DFT程序，即使在系统软件不能正常工作的情况下也能调用。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件DFT微代码可以自动对错误事件进行登记，并将登记数据保存到硬盘上的保留区域中。DFT微代码还可以实时对硬盘进行物理分析，如通过读取伺服位置错误信号来计算出盘片交换、伺服稳定性、重复移动等参数，并给出图形供用户或技术人员参考。这是一个全新的观念，硬盘子系统的控制信号可以被用来分析硬盘本身的机械状况。DFT软件是一个独立的不依赖操作系统的软件，它可以在用户其他任何软件失效的情况下运行。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件2.2.5移动硬盘移动硬盘(MobileHardDisk)顾名思义是以硬盘为存储介质，计算机之间交换大容量数据，强调便携性的存储产品。市场上绝大多数的移动硬盘都是以标准硬盘为基础的，而只有很少部分的是以微型硬盘(1.8英寸硬盘等)为基础，但价格因素决定着主流移动硬盘还是以标准笔记本硬盘为基础。因为采用硬盘为存储介质，因此移动硬盘在数据的读写模式与标准IDE硬盘是相同的。移动硬盘多采用USB,IEEE1394等传输速度较快的接口，可以较高的速度与系统进行数据传输。截至2009年，主流2.6英寸品牌移动硬盘的读取速度约为15~16MB/s，写入速度约为8~15MB/s.移动硬盘如图2-8所示。移动硬盘有如下一些特点。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件①容量大。移动硬盘可以提供相当大的存储容量，是一种较具性价比的移动存储产品。在大容量“闪盘”价格还无法被用户所接受的情况下，移动硬盘能在用户可以接受的价格范围内，提供给用户较大的存储容量和不错的便携性。市场中的移动硬盘能提供80GB,120GB,160GB,320GB,640GB等，最高可达5TB的容量。②体积小。移动硬盘(盒)的尺寸分为1.8、2.5寸和3.5寸三种。2.5寸移动硬盘盒可以使用笔记本电脑硬盘，2.5寸移动硬盘盒体积小、重量轻，便于携带，一般没有外置电源。3.5寸的硬盘盒使用台式电脑硬盘，体积较大，便携性相对较差。3.5寸的硬盘盒内一般都自带外置电源和散热风扇。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件③传输速度高:移动硬盘大多采用USB,IEEE1394,eSATA接口，能提供较高的数据传输速度。不过移动硬盘的数据传输速度还在一定程度上受到接口速度的限制，尤其在USB1.1接口规范的产品上，在传输较大数据量时，将考验用户的耐心。而USB2.0,IEEE1394,eSATA接口就相对好很多。USB2.0接口传输速率是60MB/s,IEEE1394接口传输速率是50~100MB/s，而eSATA达到1.5~3GB/s之间。高速接口使移动硬盘在与主机交换数据时，读取一个GB数量级的大型文件只需几分钟，特别适合视频与音频数据的存储和交换。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件④使用方便。USB接口已成为个人计算机中的必备接口，主流的PC基本都具备USB扩展能力，主板通常可以提供2~8个USB口。USB设备在大多数版本的Windows操作系统中，都可以不需要安装驱动程序(Windows98需要)，具有真正的“即插即用”特性，使用起来灵活方便。⑤可靠性提升。数据安全一直是移动存储用户最为关心的问题，也是人们衡量该类产品性能好坏的一个重要标准。移动硬盘以高速、大容量和轻巧便捷等优点赢得许多用户的青睐，而更大的优点还在于其存储数据的安全可靠性。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件这类硬盘与笔记本电脑硬盘的结构类似，多采用硅氧盘片。这是一种比铝、磁更为坚固耐用的盘片材质，并且具有更大的存储量和更好的可靠性，提高了数据的完整性。采用以硅氧为材料的磁盘驱动器，以更加平滑的盘面为特征，有效地降低了盘片可能影响数据可靠性和完整性的不规则盘面的数量，更高的盘面硬度使USB硬盘具有很高的可靠性。另外还具有防震功能，在剧烈震动时盘片自动停转并将磁头复位到安全区，防止盘片损坏。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件2.2.6软盘存储器软盘存储器曾经是微机上广泛使用的一种便携式移动存储设备，它是磁性存储器，包括软盘驱动器和软盘两部分。软盘驱动器固定在机箱中，而盘片可以插入和拨出，从而实现不同微机之间的信息交换。软盘驱动器及软盘如图2-9所示。世界上第一个5.25英寸的软驱，是1976年的时候由ShugartAssociates公司为IBM的大型机研发的，后来才用在IBM早期的PC中。1980年，索尼公司推出了3.5英寸的磁盘。随着计算机技术的发展，软盘驱动器的缺点逐渐凸现:容量太小，读写速度慢，软盘的寿命和可靠性差，数据易丢失等，因此目前软驱已被其他移动存储设备(如U盘、光盘、移动硬盘等)取代。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件2.2.7光存储器光存储器是由光盘驱动器和光盘片组成的光盘驱动系统，光盘驱动器及光盘如图2-10所示。光存储技术是一种通过光学的方法读写数据的一种技术，它的工作原理是改变存储单元的某种性质的反射率，反射光极化方向，利用这种性质的改变来写入存储二进制数据。在读取数据时，光检测器检测出光强和极化方向等的变化，从而读出存储在光盘上的数据。由于高能量激光束可以聚焦成约0.8的光束，并且激光的对准精度高，因此它比硬盘等其他存储技术具有较高的存储容量。光存储器用激光读取存储在媒质中的数据，凹面表示1，凸面表的面0。因为需要机械电气部件，所以光存储器单元比起半导体存储来读写速度慢，体积大，但它们比较便宜而且存储容量大。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件几种常用的光存储器。常用的光盘系统有:CD(光盘)，CD-ROM(光盘只读存储器)，CD-R(可刻录光盘)，CD-RW(可重写光盘)，DVD(数字视盘)，DVDR(可刻录DVD),DVD-RW(可重写DVD)CD:存储数字音频信息的不可擦光盘，标准系统采用12厘米大小，能记录连续播放60分钟以上的信息。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件CD-ROM:是由音频光盘(简称CD)发展而来的一种小型只读存储器，用于存储计算机数据的不可擦只读光盘，标准系统采用12厘米大小，能存储大于650M字节的内容。DVD数字化视频盘:制作数字化的，压缩的视频信息以及其他大容量数字数据技术。可擦写光盘:使用光技术，但容易擦去和重复写入的光盘，有CD-R(可刻录CD-ROM光盘)、CD-RW(可重写CD-ROM光盘)、DVD-R(可刻录DVD>,DVD-RW(可重写DVD)等。可擦写光盘存储已经成广大用户最喜欢使用的移动存储方式了。光存储器主要应用在计算机中进行信息的存储，已经是计算机用来存储信息的一种不可缺少的器件了。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件2.2.8显卡和显示器1.显卡显卡全称显示接口卡(VideoCard,GraphicsCard)，又称为显示适配器(VideoAdapter)，是个人计算机最基本的组成部分之一。显卡的用途是将计算机系统所需要的显示信息进行转换驱动，并向显示器提供行扫描信号，控制显示器的正确显示，是连接显示器和个人计算机主机的重要元件。显卡作为电脑主机里的一个重要组成部分，承担输出显示图形的任务。对于从事专业图形设计的人来说，配置一块高档显卡非常重要。显卡如图2-11所示。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件显卡上有两个重要的芯片，即显示芯片和显示存储器(显存)芯片。显示芯片决定了屏幕图像的渲染速度和质量，显存则决定数据的交换效率。显示芯片的工作频率越高，所支持的指令集越丰富，显存容量越大，显卡的性能就越强。民用显卡图形芯片供应商主要包括AMD(ATI)和Nvidia(英伟达)两家。2.显示器显示器是计算机是重要的输出设备，是人机交互的界面。显示器有阴极射线液晶和LED等类型。阴极射线管显示器与电视机一样，经历了球面~柱面~超平~纯平的发展历程，尺寸越做越大，分辨率和刷新率越来越高，色彩还原越来越好。但因其先天不足，行将退出市场。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件液晶显示器:液晶显示器LCD(LiquidCrystalDisplay)，对于许多的用户而言可能是一个并不算新鲜的名词了，不过这种技术存在的历史可能远远超过了我们的想象。早在19世纪末，奥地利植物学家就发现了液晶，即液态的晶体，也就是说一种物质同时具备了液体的流动性和类似晶体的某种排列特性。在电场的作用下，液晶分子的排列会产生变化，从而影响到它的光学性质，这种现象称为电光效应。利用液晶的电光效应，英国科学家在上世纪制造了第一块液晶显示器即I,CD。今天的液晶显示器中广泛采用的是定线状液晶，如果从微观去看它，会发现它特像棉花棒。与传统的CRT相比，I,CD不但体积小，厚度薄(目前14.1英寸的整机厚度可做到只有5厘米)，重量轻，耗能少(1~10)，工作电压低(1.5~6V)且无辐射，无闪烁并能直接与CMOS集成电路匹配。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件由于优点众多，LCD从1998年开始进入台式机应用领域。发光二极管显示器:LED显示屏(LEDpanel)，是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，用来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频和录像信号等各种信息的显示屏幕。最初，LED只是作为微型指示灯，在计算机、音响和录像机等高档设备中应用。随着大规模集成电路和计算机技术的不断进步，LED显示器迅速崛起，近年来逐渐扩展到证券行情股票机、数码相机、PDA以及手机领域。LED显示器集微电子技术、计算机技术、信息处理于一体，以其色彩鲜艳、动态范围广、亮度高、寿命长、工作稳定可靠等优点，成为最具优势的新一代显示媒体。目前，高档显示器均为LED显示器，一些大品牌的笔记本电脑也开始配备LED显示器。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件显示器是一种输出设备，但近年来，随着触摸屏技术的发展，显示器也兼具了输入设备的功能。在广场、交易大厅、体育场馆、广告资讯、城建交通等领域作用的查询系统往往使用触摸屏。平板电脑和手持设备普遍采用触摸屏。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件2.2.9机箱和电源机箱作为计算机配件中的一部分，它起的主要作用是放置和固定各计算机配件，起到一个承托和隔离、保护的作用。此外，电脑机箱还具有屏蔽电磁辐射的作用。机箱如图2-12所示。机箱一般包括外壳、支架、面板上的各种开关、指示灯等。外壳用钢板和塑料结合制成，硬度高，主要起保护机箱内部元件的作用;支架主要用于固定主板、电源和各种驱动器。机箱有很多种类型。现在市场比较普遍的是AT,ATX,MicroATX以及最新的BTX。AT机箱主要应用到只能支持安装AT主板的早期机器中。ATX机箱是目前最常见的机箱，支持现在绝大部分类型的主板。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件MicroATX机箱是在ATX机箱的基础之上建立的，为了进一步节省桌面空间，因而比ATX机箱体积要小一些。各个类型的机箱只能安装其支持的类型的主板，一般是不能混用的，而且电源也有所差别。最新推出的BTX(BalancedTechnologyExtended,BTX)的简称，是Intel定义并引导的桌面计算平台新规范。BTX架构，可支持下一代计算机系统设计的新外形，使行业能够在散热管理、系统尺寸和形状以及噪音方面实现最佳平衡。机箱的选择，主要看它的结构、材质、散热措施、安全性和个性化等方面。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件电源是给主机供电的设备。计算机工作在直流状态，所以必须将220V的市电转换为直流，并向主机板和硬盘驱动器、光盘驱动器等提供5V和12V的两种工作电压。输出电压的稳定性和功率是电源最重要的指标。电源盒中一般还装有散热风扇用以降温。电源的外壳和内部是绝缘的，如果绝缘性差，将造成漏电，导致微机不能正常工作，甚至损坏计算机。电源的选择，要和主机的需求相匹配，考虑接口、功率、输出电压及其稳定性等方面。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件2.2.10鼠标和键盘键盘和鼠标如图2-13所示。1.鼠标鼠标的全称是显示系统纵横位置指示器，因形似老鼠而得名“鼠标”。鼠标的标准称呼应该是“鼠标器”，英文名"Mouse"。鼠标是一种点取式输入设备，配合可视化的用户界面，使计算机的操作更加简便。鼠标上有两个或三个按键。两键鼠标和三键鼠标的左右按键功能完全一致，一般情况下，用不着三键鼠标的中间按键，但在使用某些特殊软件时(如AutoCAD等)，这个键也会起一些作用。新一代的多功能鼠标将中间按键的位置设置为滚轮，可以在浏览网页或滚动框时滚动滚轮上下翻页。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件(1)鼠标的工作原理鼠标按其工作原理的不同可以分为机械鼠标和光电鼠标。机械鼠标主要由滚球、辊柱和光栅信号传感器组成。当你拖动鼠标时，带动滚球转动，滚球又带动辊柱转动，装在辊柱端部的光栅信号传感器产生的光电脉冲信号反映出鼠标器在垂直和水平方向的位移变化，再通过程序的处理和转换来控制屏幕上光标箭头的移动。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件光电鼠标器是通过检测鼠标器的位移，将位移信号转换为电脉冲信号，再通过程序的处理和转换来控制屏幕上的鼠标箭头的移动。光电鼠标用光电传感器代替了滚球。这类传感器需要特制的、带有条纹或点状图案的垫板配合使用。光学鼠标是最新式的光电鼠标。光学鼠标器是微软公司设计的一款高级鼠标。它采用NTELLIEYE技术，在鼠标底部的小洞里有一个小型感光头，面对感光头的是一个发射红外线的发光管，这个发光管每秒钟向外发射1500次，然后感光头就将这1500次的反射回馈给鼠标的定位系统，以此来实现准确的定位。所以，这种鼠标可在任何地方无限制地移动。光学鼠标因为其定位准确、反应灵敏、轻巧耐用和携带方便等特点，已逐渐取代了机械鼠标。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件(2)鼠标的接口类型鼠标按接口类型可分为串行鼠标、PS/2鼠标、总线鼠标和USB鼠标四种。串行鼠标是通过串行口与计算机相连，有9针接口和25针接口两种;PS/2鼠标通过一个六针微型DIN接口与计算机相连，它与键盘的接口非常相似，使用时注意区分;总线鼠标的接口在总线接口卡上;USB鼠标通过一个USB接口，直接插在计算机的USB口上。(3)鼠标的最新发展无线鼠标。传统的鼠标都是有线的，通过一根连线与主机板上的接口相连。所谓无线鼠标，即没有电线连接，通过RF无线传输，接收范围在1.8m以内。它采用电池供电，有自动体眠功能，电池可用上一年。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件3D振动鼠标。是一种新型的鼠标器，它不仅可以当作普通的鼠标器使用，而且具有以下几个特点:①具有全方位立体控制能力。它具有前、后、左、右、上、下六个移动方向，而且可以组合出前右、左下等的移动方向。②外形和普通鼠标不同。一般由一个扇形的底座和一个能够活动的控制器构成。③具有振动功能，即触觉回馈功能。玩某些游戏时，当你被敌人击中时，你会感觉到你的鼠标也振动了。①是真正的三键式鼠标。无论在DOS或Windows环境下，鼠标的中间键和右键都大派用场。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件2.键盘键盘是最常见的计算机输入设备，它广泛应用于微型计算机和各种终端设备上。计算机操作者通过键盘向计算机输入各种指令、数据，指挥计算机的工作。计算机的运行情况输出到显示器，操作者可以很方便地利用键盘和显示器与计算机对话，对程序进行修改、编辑，控制和观察计算机的运行。键盘是微机最传统的输入设备，PCXT/AT时代的键盘主要以83键为主，并且延续了相当长的一段时间，但随着Windows系统近几年的流行已经淘汰。取而代之的是101键和104键键盘，并占据市场的主流地位。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件键盘上排布有英文字母、数字键和功能控制键等。用户用少量的时间进行观察，就可能操作键盘直接输入英文和数字等信息。当然，在不同的软件控制下，键盘可以完成任何信息的输入。当前流行的人体工学键盘和多媒体键盘，得到了广大用户的认可。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件2.2.11声卡和音箱1.声卡声卡(SoundCand)也叫音频卡(港台称之为声效卡)，是多媒体技术中最基本的组成部分，是实现声波/数字信号相互转换的一种硬件，如图2-14所示。声卡从话筒中获取声音模拟信号，通过模数转换器(ADC)，将声波振幅信号采样转换成一串数字信号，存储到计算机中。重放时，这些数字信号送到数模转换器(DAC)，以同样的采样速度还原为模拟波形，放大后送到扬声器发声，这一技术称为脉冲编码调制技术(PCM)。声卡的主要作用如下:返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件①它可录制数字声音文件。通过声卡及相应的驱动程序的控制，采集来自话筒、收录机等音源的信号，压缩后被存放在计算机系统的内存或硬盘中。②将硬盘或激光盘压缩的数字化声音文件还原成高质量的声音信号，放大后通过扬声器放出。③对数字化的声音文件进行加工，以达到某一特定的音频效果。④控制音源的音量，对各种音源进行组合，实现混响器的功能。⑤利用语言合成技术，通过声卡朗读文本信息，如读英语单词和句子，演奏音乐等。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件⑥具有初步的音频识别功能，让操作者用口令指挥计算机工作。⑦提供MIDI功能，使计算机可以控制多台具有MIDI接口的电子乐器。另外，在驱动程序的作用下，声卡可以将MIDI格式存放的文件输出到相应的电子乐器中，发出相应的声音，使电子乐器受声卡的指挥。声卡上主要有以下一些器件。(1)声音控制芯片声音控制芯片是把从输入设备中获取的声音模拟信号，通过模数转换器，将声波信号转换成一串数字信号，采样存储到计算机中。重放时，这些数字信号送到一个数模转换器还原为模拟波形，放大后送到扬声器发声。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件(2)数字信号处理器(DSP)DSP芯片通过编程实现各种功能。它可以处理有关声音的命令，执行压缩和解压缩程序，增加特殊声效和传真MODEM，等等。大大减轻了CPU的负担，加速了多媒体软件的执行。但是，低档声卡一般没有安装DSP，高档声卡才配有DSP芯片。(3)FM合成芯片低档声卡一般采用FM合成声音，以降低成本。FM合成芯片的作用就是用来产生合成声音。(4)波形合成表(ROM)在波表ROM中存放有实际乐音的声音样本，供播放MIDI使用。一般的中高档声卡都采用波表方式，可以获得十分逼真的使用效果。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件(5)波表合成器芯片该芯片的功能是按照MIDI命令，读取波表ROM中的样本声音合成并转换成实际的乐音。低档声卡没有这个芯片。(6)跳线跳线是用来设置声卡的硬件设备，包括CD-ROM的T/O地址、声卡的I/O地址的设置。声卡上游戏端口的设置(开或关)、声卡的IRQ(中断请求号)和DMA通道的设置，不能与系统上其他设备的设置相冲突，否则，声卡无法工作甚至使整个计算机死机。①I/O口地址:PC机所连接的外设都拥有一个输入/输出地址，即I/O地址。每个设备必须使用唯一的I/O地址。声卡在出厂时通常设有默认的I/O地址，其地址范围为220H~260H。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件②IRQ(中断请求)号:每个外部设备都有唯一的一个中断号。声卡SoundBlaster的默认IRQ号为7，而SoundBlasterPRO的默认IRQ号为5。③DMA通道:声卡录制或播放数字音频时，将使用DMA通道，在其本身与RAM之间传送音频数据，而无须CPU干预，以提高数据传输率和CPU的利用率。16位声卡有两个DMA通道，一个用于8位音频数据传输，另一个则用于16位音频数据传输。(7)声卡接口返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件线型输入接口，标记为“LineIn"。LineIn端口将品质较好的声音、音乐信号输入，通过计算机的控制将该信号录制成一个文件。通常该端口用于外接辅助音源，如影碟机、收音机、录像机及VCD回放卡的音频输出。线型输出端口，标记为“LineOut"。它用于外接音箱功放或带功放的音箱。话筒输入端口，标记为“MicIn"。它用于连接麦克风(话筒)，可以将自己的歌声录下来实现基本的“卡拉OK功能”。扬声器输出端口，标记为“Speaker”或“SPK"。它用于插外接音箱的音频线插头。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件MIDI及游戏摇杆接口，标记为“MIDI”。几乎所有的声卡上均带有一个游戏摇杆接口来配合模拟飞行、模拟驾驶等游戏软件，这个接口与MIDI乐器接口共用一个15针的D型连接器(高档声卡的MIDI接口可能还有其他形式)。该接口可以配接游戏摇杆、模拟方向盘，也可以连接电子乐器上的MIDI接口，实现MIDI音乐信号的直接传输。游戏杆端口:声卡上有一个游戏杆连接器，可连接游戏手柄等设备。集成式声卡:此类产品集成在主板上，具有不占用PCI接口、成本更为低廉、兼容性更好等优势，能够满足普通用户的绝大多数音频需求，可以在比较低的成本上实现声卡的完整功能。目前，集成声卡占据了主导地位，占据了声卡市场的大半壁江山。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件集成声卡是指芯片组支持整合的声卡类型，比较常见的是AC'97和HDAu-dio，板载声卡一般有软声卡和硬声卡之分。这里的软硬之分，指的是板载声卡是否具有声卡主处理芯片之分。一般软声卡没有主处理芯片，只有一个解码芯片，通过CPU的运算来代替声卡主处理芯片的作用。而板载硬声卡带有主处理芯片，很多音效处理工作就不再需要CPU参与了。返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件2.电脑音箱音箱是整个音响系统的终端，其作用是把音频电能转换成相应的声能，并把它辐射到空间去。它是音响系统极其重要的组成部分，因为它担负着把电信号转变成声信号供人的耳朵直接聆听这么一个关键任务，它要直接与人的听觉打交道，而人的听觉是十分灵敏的，并且对复杂声音的音色具有很强的辨别能力。由于人耳对声音的主观感受正是评价一个音响系统音质好坏的最重要的标准，因此，可以认为，音箱的性能高低对一个音响系统的放音质量起着关键作用。音箱按使用场合来分，可分为全频带音箱、低音音箱和超低音音箱。所谓全频带音箱是指能覆盖低频、中频和高频范围放音的音箱。全频带音箱的下限频率返回上一页下一页2.2微型计算机的硬件一般为30Hz~60Hz，上限频率为15kHz~20kHz。在一般中小型的音响系统中只用一对或两对全频带音箱即可完全担负放音任务。低音音箱和超低音音箱一般是用来补充全频带音箱的低频和超低频放音的专用音箱。这类音箱一般用在大、中型音响系统中，用以加强低频放音的力度和震撼感。使用时，大多经过一个电子分频器(分音器)分频后，将低频信号送入一个专门的低音功放，再推动低音或超低音音箱。返回上一页2.3微型计算机的主要性能指标2.3微型计算机的主要性能指标2.3.1主频、外频和倍频CPU的主频，即CPU内核工作的时钟频率(CPUClockSpeed)。通常所说的某某CPU是多少兆赫的，而这个多少兆赫就是“CPU的主频”。CPU的主频在很大程度上代表其运行速度。外频:指系统总线的频率。通常把计算机内部架构称之为总线架构，总线频率由主板的时钟发生器提供，是计算机工作的基础频率。倍频:即CPU主频与外频之比的倍数。由于CPU工作频率提升很快，而系统总线频率受电路板工艺的限制，徘徊在200MHz上下，所以采用了倍频的方法，即在一定的总线频率条件下，使CPU频率达到总线频率的若干倍。返回下一页2.3微型计算机的主要性能指标内存主频:指内存工作时的频率。内存主频和CPU主频一样，采用倍频的工作模式。目前较为主流的DDR2内存频率是667MHz和800MHz,DDR3内存频率是1333MHz。从上面可以看出，外频对系统性能起着决定性的作用:CPU的主频由倍频和外频综合决定，前端总线频率根据采用的传输技术由外频来决定，主板的PCI频率由外频和分频倍数决定，内存子系统的数据带宽也由外频决定。CPU从诞生之日起，主频就在不断地提高，如今主频之路已经走到了拐点。面对主频之路走到尽头，Intel和AMD开始寻找其他方式用以在提升能力的同时保持住或者提升处理器的能效，而最具实际意义的方式是增加CPU内处理核心的数量。返回上一页下一页2.3微型计算机的主要性能指标多内核是指在一枚处理器中集成两个或多个完整的计算引擎(内核)。多核技术的开发源于工程师们认识到，仅仅提高单核芯片的速度会产生过多热量且无法带来相应的性能改善，先前的处理器产品就是如此。他们认识到，在先前产品中若以现有CPU速率工作，处理器单位面积产生的热量很快会超过太阳表面。即便是没有热量问题，其性价比也令人难以接受，速度稍快的处理器价格就要高很多。现在，英特尔公司的工程师们开发了多核芯片，使之满足“横向扩展”(而非“纵向扩充”)方法，从而提高性能。该架构实现了“分治法”战略。通过划分任务，线程应用能够充分利用多个执行内核，并可在特定的时间内执行更多任务。返回上一页下一页2.3微型计算机的主要性能指标2.3.2字长和存储能力在同一时间中处理二进制数的位数叫字长。字长由微处理器对外数据通路的数据总线条数决定。字长是CPU的主要技术指标之一，指的是CPU一次能并行处理的二进制位数。字长总是8的整数倍，通常PC机的字长为16位(早期)、32位、64位。返回上一页下一页2.3微型计算机的主要性能指标字长与计算机的功能和用途有很大的关系，是计算机的一个重要技术指标。字长直接反映了一台计算机的计算精度，为适应不同的要求及协调运算精度和硬件造价间的关系，大多数计算机均支持变字长运算，即机内可实现半字长、全字长(或单字长)和双倍字长运算。在其他指标相同时，字长越大计算机处理数据的速度就越快。早期的微机字长一般是8位和16位，386以及更高的处理器大多是32位。目前市面上的计算机的处理器大部分已达到64位。存储能力:主要考查微机的内存容量、硬盘容量以及可扩展的存储设备容量。返回上一页下一页2.3微型计算机的主要性能指标2.3.3综合性能指标是将微机各部件的关键指标组合在一起，来反映微机的整体性能和描述电脑的配置。比如经常看到计算机的铭牌上有如下的标识:酷睿双核2.8G/2G内存/SATA500G/DVD/512M独显/24寸LED。这说明该机是酷睿双核、主频为2.8G的CPU，内存容量为2G，硬盘为SATA接口，容量500G，配备DVD光驱，显卡有512M的显存容量，24寸的LED显示器。返回上一页2.4微型计算机的软件配置2.4.1系统软件系统软件是指控制和协调计算机及外部设备，支持应用软件开发和运行的系统，是无须用户干预的各种程序的集合，主要功能是调度、监控和维护计算机系统，负责管理计算机系统中各种独立的硬件，使得它们可以协调工作。系统软件使得计算机使用者和其他软件将计算机当作一个整体而不需要顾及到底层每个硬件是如何工作的。系统软件的主要特征有以下4点。①与硬件有很强的交互性。②能对资源共享进行调度管理。③能解决并发操作处理中存在的协调问题。④其中的数据结构复杂，外部接口多样化，便于用户反复使用。返回下一页2.4微型计算机的软件配置一般来讲，系统软件是支持计算机系统正常运行并实现用户操作的那部分软件，包括操作系统和一系列基本的工具(比如编译器、数据库管理、存储器格式化、文件系统管理、用户身份验证、驱动管理和网络连接等方面的工具)。1.操作系统在计算机软件中最重要且最基本的就是操作系统(OS)。操作系统是计算机系统的控制和管理中心，从资源角度来看，它具有处理机、存储器管理、设备管理和文件管理等4项功能。它是最底层的软件，控制所有计算机运行的程序并管理整个计算机的资源，是计算机裸机与应用程序及用户之间的桥梁。没有它，用户也就无法使用某种软件或程序。返回上一页下一页2.4微型计算机的软件配置单机操作系统有DOS,Windows,Linux等，网络操作系统有Windows,Linux,DOS、UNIX、Mac等。2.程序语言设计语言是编程的工具。计算机解题的一般过程是:用户用计算机语言编写程序，输入计算机，然后由计算机将其翻译成机器语言，在计算机上运行后输出结果。程序设计语言的发展经历了五代一机器语言、汇编语言、高级语言、非过程化语言和智能语言。返回上一页下一页2.4微型计算机的软件配置3.语言处理程序计算机只能直接识别和执行机器语言，因此要在计算机上运行高级语言程序就必须配备程序语言翻译程序。翻译程序本身是一组程序，不同的高级语言都有相应的翻译程序。语言处理程序有汇编语言汇编器，C语言编译、连接器等。4.数据库管理程序数据库管理系统是一种操纵和管理数据库的大型软件，用于建立、使用和维护数据库。5.