计算机硬件组成解析

1、计算机硬件组成,微型计算机硬件系统,1.1系统主板与总线,1.系统主板,（1）BIOS芯片,用来存放硬件驱动程序及简单测试程序，早期使用只读式内存（ROM），现在为了升级方便，大多采用可读写的快闪式内存（FlashROM）。目前市场的BIOS芯片主要以AWARD和AMI两家厂商的产品为主。,微机主板上的一块可读写的RAM芯片。计算机本身的许多数据。,（2）CMOS芯片,（3）芯片组,芯片组是计算机主板上除了CPU以外最重要的部件之一，是区分主板的一个重要标志，如图所示。可以说，芯片组就是主板的大脑，人的大脑分为左脑和右脑，而芯片组也是由北桥芯片与南桥芯片所组成的。其中北桥芯片控制的是系统总线，

2、南桥芯片则是负责大部分的I/O（输入和输出）,（4）降压元件,传统的AT电源供应器只能提供5V和12V电压，ATX电源供应器则提供3.3V电压，然而CPU的工作电压越来越低，已从5V降低到1.5V，并还在继续下降，因此，主板上势必要有降压元件。由于在降压的过程中，会伴随着热量的产生，因此在这些元件上常会安装散热片以降低温度。,（5）CPU插座,CPU插座是放置和固定CPU的地方，中间放置CPU，外围的支架可固定CPU的散热风扇，如图所示。CPU的插座多为Socket架构，呈白色，根据支持的CPU不同，CPU的插座也不同，主要是针脚数不同。,目前的主流处理器大多采用针脚式接口，称为Socket，

3、如图3.9所示。因针脚数的不同而有Socket478、Socket775、Socket754、Socket939等接口类型。P4系列的Socket775和AMDAthlonXP系列的SocketA即Socket754是现在处理器市场中的主流。目前普遍采用的是LGA封装的P4Prescott核心处理器采用无针脚设计，将处理器的针脚转移至主板插座中。,2.总线,PCI总线,PCI是PeripheralComponentInterconnect（外设部件互连）的缩写，是由Intel公司1991年推出的一种局部总线。它为显卡，声卡，网卡，MODEM等设备提供了连接接口，它的工作频率为33MHz/66M

4、Hz。它是目前个人电脑中使用最为广泛的接口，几乎所有的主板产品上都带有这种插槽。,AGP总线,是在PCI图形接口的基础上发展而来的，它是一种与PCI总线迥然不同的图形接口，直接把显卡与主板控制芯片联在一起，使得3D图形数据省略了越过PCI总线的过程，从而很好地解决了低带宽PCI接口造成的系统瓶颈问题。目前已基本上被PCI-E总线所取代。,是采用点对点的串行连接方式的总线，和PCI总线的并行通道不同，它实现了传输方式从并行到串行的转变。它允许和每个设备建立专用的数据传输通道，不需要向整个总线请求带宽，而且可以把数据传输率提高到一个很高的频率。,PCI-E总线,通用串行总线USB（Universa

5、lSerialBus）是一种新型接口标准，如图所示。它基于通用连接技术，实现外设的简单快速连接，达到方便用户、降低成本、扩展PC连接外设范围的目的。它可以为外设提供电源，而不像普通的使用串、并口的设备需要单独的供电系统。,USB总线,IEEE1394总线,IEEE1394是一种外部串行总线标准，它可以达到400MB/s的数据传输速率，十分适合视频影像的传输。标准的1394接口可以同时传送数字视频信号以及数字音频信号，相对于模拟视频接口，1394技术在采集和回录过程中没有任何信号的损失，正是由于这个优势，1394卡更多地是被人们当做视频采集卡来使用，如图所示。,2中央处理器CPU,在微型计算机中

6、，运算器和控制器被制作在同一块半导体芯片内，被称为中央处理器，也称微处理器，如图3.8所示。CPU是整个微机硬件系统的核心，是计算机的重要部件，负责对信息和数据进行运算和处理，并实现本身运行过程的自动化。其作用相当于人的大脑，控制着整台电脑的运行。,衡量CPU性能的主要技术指标有：CPU字长单位时间内能一次处理的二进制数的位数。位宽CPU通过外部数据总线与外部设备之间一次能够传递的数据位数。CPU外频也就是CPU总线频率，是由主板为CPU提供的基准时钟频率。CPU主频也叫CPU工作频率，是CPU内核(整数和浮点运算器)电路的实际运行频率，所以也叫做CPU内频。CPU的生产工艺技术通常用单位m来

7、描述，精度越高表示生产工艺越先进，所加工出的连接线也越细，则可以在同样体积的硅材料上集成更多的元件，CPU工作主频可以做得更高。,3存储器,1.内存储器,随机存取存储器（RandomAccessMemory，RAM）,RAM又可称为读写存储器，CPU既可读出也可写入数据。RAM中的信息在断电后即消失。一台计算机内存容量（计算机的主存）就是指RAM存储器的容量。,DRAM：是用MOS电路和电容作为元件的RAM。由于电容的绝缘不是绝对的，电荷会经泄露放电，因此为了维持存储内容必须不断定时充电，即“刷新”，所以称之为动态存储器。DRAM的特点是功耗小、集成度高、速度较慢。SRAM：即是用双极性电路或

8、MOS电路的触发器作为元件的RAM，只要电源正常供电，触发器就能稳定地工作，不存在刷新的问题，因而称之为静态存储器。SRAM的特点是功耗高、集成度低、速度快。,（2）只读存储器（ReadOnlyMemory，ROM）,CPU对ROM只取不存，它里面存储的信息一般由主板制造商写入并固化处理，普通用户是无法修改的，即使断电，ROM中的信息也不会丢失。ROM一般存储主板的BIOS程序，BIOS（BasicInput/OutputSystem，基本输入输出系统），是只读存储器基本输入输出系统的简写。,（3）高速缓冲存储器Cache,Cache的英文原意是“储藏”，它一般使用SRAM（静态内存）制造，它

9、与CPU之间交换数据的速度高于DRAM，所以被称作“高速缓冲存储器”，简称为“高速缓存”。在操作系统启动以后，CPU就把DRAM中经常被调用的一些系统信息暂时储存在Cache里面，以后当CPU需要调用这些信息时，首先到Cache里去找，如果找到了，就直接从Cache里读取，这样利用Cache的高速性能就可以节省很多时间。大多数CPU在自身中集成了一定量的Cache，一般被称作“一级缓存”或“内置Cache”。,2外存储器,(1)软盘存储器,软盘又叫磁盘，现在使用的软盘都是3.5英寸的，通常称为小盘。小盘都有一个塑料外壳，在塑料壳的内部含着软盘盘片，盘片上涂有一层磁性材料-氧化铁，它是记录数据的

10、介质。软盘提供了一种简单的写保护方法，3.5英寸盘是靠一个方块来实现的。拨下去打开方孔(透光)就是写保护了，反之就是打开写保护。,(2)硬盘存储器,硬盘存储器是将硬盘盘片与驱动器装在一起的，简称硬盘，如图所示。,硬盘盘片由一个或者多个铝制的碟片组成，这些碟片外覆盖有铁磁性材料。硬盘是集精密机械、微电子电路、电磁转换为一体的电脑存储设备，它存储着电脑系统资源（如操作系统、各种程序、应用软件和工具软件等）和重要的信息及数据。硬盘容量计算公式：硬盘容量=盘面数柱面数扇区数512字节,常见的硬盘接口类型主要有以下几种,IDE接口EIDE（EnhancedIDE）接口SCSI（SmallComputer

11、SystemInterface）接口，即“小型计算机系统接口”，是一种系统级的接口，可以同时挂接各种不同的设备（如硬盘、光盘驱动器、磁带驱动器、扫描仪和打印机等），用于图形用途或网络服务器的微机系统一般采用这种接口。使用SCSI接口硬盘必须购卖SCSI接口卡。,硬盘、光驱、软驱是微机中的重要存储设备，它们必须通过数据线和主板连接才能组成一个完整的系统。目前市场上的光驱和一部分硬盘大多数都采用IDEPATA接口，随着存储技术的发展，市场上采用新型SATA串行ATA接口的硬盘越来越多，因此，大部分主流主板为了支持SATA硬盘，都设计了SATA硬盘数据线接口,SATA（SerialATA）,（3）光

12、盘存储器,光盘驱动器就是我们平常所说的光驱，是读取光盘信息的设备，是多媒体电脑不可缺少的硬件。光盘存储容量大，价格便宜，保存时间长，适宜保存大量的数据，如声音、图像、动画、视频信息、电影等多媒体信息。光盘存储器是基于物理学的“光的反射”原理。当我们把带有凹凸那一面向下对着激光头，激光透过表面透明基片照射到凹凸面上，然后聚焦在反射层的凹进和凸起上。凸起面将激光按原路程反射回去，同时不会减弱光的强度；凹进面则将光线向四面发射出去，光驱就是靠光的“反射和发散”来识别数据的。,只读型光盘（CD-ROM）,CD-ROM光驱又称为只读光盘驱动器，已经成为个人电脑的基本配置。CD-ROM容量大、兼容性强、速

13、度快、盘体成本低、使用方便，是集光、电、机和磁一体化产品，是计算机上很重要的输入设备，安装软件、听CD、看电影等都要用到CD-ROM光驱，如图所示。,是一种初始状态为“空白”的存储器，用户可以根据需要在使用时一次性地写入（也称“烧录”）数据，写入后只能读取而不能更改数据。其基本原理是在聚碳酸脂制成的片基上喷涂了一层染料层，染料层分解后不能复原，因此CD-R只可写入一次。,一次写入光盘（CD-R）,是一种能够反复重写的存储器，其基本原理是使用一种特殊的相变材料来存储信息，在高温下能由低反射率的非结晶状态转变为高反射率的结晶状态，从而记录数据信息，具备热转换性，可以反复擦写。它的操作基本上和硬盘相

14、同，也称磁光盘，可以重复使用一万次左右，缺点是速度较慢，价格较贵。,可抹性光盘（CD-RW）,该存诸器产品也有两种规格，DVD-R（只读）和DVD-RW（可读写），其最大特点是存储容量大，直径为12厘米的光盘其单面单层存储容量就可达4.7GB，其双面双层的盘片存储容量可以达到17GB。所以，随着价格的不断下降，DVD-R、DVD-RW光盘逐渐成为市场上使用的主流。,数字视盘（DVD-R、DVD-RW）,(4)移动存储器,移动硬盘,移动硬盘就是以硬盘为存储介质，属于便携式的存储设备。目前市场上大多数的移动硬盘所采用的是标准的2.5英寸笔记本硬盘。还有少数采用1.8英寸超薄笔记本硬盘。它们的特性就

15、是速度较快，容量较大，可以以较快的速度与系统进行数据交换。,Flash存储设备,FlashMemory是一种新型非易失性半导体存储器，即在不供电的状态下仍能保持片内的信息，不需要特殊的高电压就可实现片内信息的擦除和重写。其名称来源于TOSHIBA公司用Flash这个词，来描述这种存储器瞬间的消除能力。,微硬盘,微硬盘的盘片面积只有1英寸，整体也不过电话卡1/3面积，主流容量却达到了1-15GB级水平，未来会有60GB的产品面世，可反复擦写30万次以上，通常能稳定工作五年,3.2.4外部设备,1常用输入设备,2输出设备,（1）显示系统,显示系统用于显示输入的程序、数据或程序的运行结果。显示系统由

16、显示器和显示适配器（也称显示卡）共同组成。,其核心部件是CRT显像管，CRT显像管使用电子枪发射高速电子经过垂直和水平的偏转线圈控制高速电子的偏转角度，最后高速电子击打屏幕上的磷光物质使其发光，通过电压来调节电子束的功率，在屏幕上形成明暗不同的光点形成各种图案和文字。,CRT阴极射线管显示器,英文通称为LCD（LiquidCrystalDisplay）是属于平面显示器的一种。液晶面板上包含了两片精致的无钠玻璃板，中间夹着一层液晶。由于液晶不但具有固态晶体的光学特性，而且具有液态流动特性，所以被称为“液态晶体”，是一种介于固态和液态之间的图物质。多数液晶分子都呈细长棒形，长约1-10nm。在不同

17、电流电场的作用下，液晶分子会做旋转90的规则排列，由此产生透光度的差别。,液晶显示器,显示器的主要技术参数有：像素显示器一般采用光栅扫描方式，即电子束从左向右，自上向下作水平扫描和垂直扫描，电子束撞击显示屏上的众多的荧光粉点使其发光，每个发光点就是一个像素。点距(DotPitch)显示屏幕上相邻两个像素中心点之间的距离称为显示器的点距。目前市场上显示器的点距（也称像素点的直径）有0.21mm,0.25mm,0.28mm,0.31mm和0.39mm等几种,其中以0.28mm的较多。点距越小图像的清晰度越高。,显示分辨率（Resolution）指屏幕像素的点阵，通常写成（水平点数）（垂直点数）的形式。常用的有800600、1024768、10241024、16001200等，目前1024768较普及，更高的分辨率多用于大屏幕做图像分析。刷新频率（RefreshRate）每分钟内屏幕画面更新的次数称为刷新频率。刷新频率越高，画面闪烁越小。一般是75200Hz。,(2）打印机,打印机是微机的传统的输出设备。打印机的