微型计算机的硬件组成

第4章微型计算机的硬件组成

4.1 微型机系统

微型计算机包括多种系列，多种档次、型号的计算机。一个完好的微机系统同样也是由硬件系统和软件系统组成的。微型机的核心局部是由一片或几片超大规模集成电路组成的，称为微处理器。例如英特尔公司的Pentium IV。所谓微型机就是以微处理器为核心，配上大规模集成电路制成的存储器、输入输出接口电路，以及系统总线所组成的计算机。下面我们介绍微型机的硬件构成。

微型机的根本构成都是由显示器、键盘和主机构成。在主机箱内有主板、硬盘驱动器、CD ROM驱动器、软盘驱动器、电源、显示适配器〔显示卡〕等。

1. 主板

主板也叫系统板或母板，在个人电脑诞生的20多年来，主板一直是个人电脑的主要组成局部。其中主要组件包括：CMOS、根本输入输出系统〔BIOS〕、高速缓冲存储器、内存插槽、CPU插槽、键盘接口、软盘驱动器接口、硬盘驱动器接口、总线扩展插槽〔ISA，PCI 等扩展槽〕、串行接口〔COM1，COM2〕、并行接口〔打印机接口LPT1〕等。如下图。

图微型机主板

2. 中央处理器〔Central Processing Unit，简称CPU〕是一个体积不大而集成度非常高、功能强大的芯片，也称为微处理器〔Micro Processor Unit，简称MPU〕，是微型机的核心，

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中央处理器主要包括运算器和控制器两大部件。计算机的所有操作都受CPU控制，所以它的品质直接影响着整个计算机系统的性能。如下图。

图1.4.2中央处理器

3. 内存储器

目前，微型机的内存储器由半导体器件构成。而半导体器件存储器件由只读存储器ROM〔Read Only Memory〕和随机存储器RAM〔Random Access Memory 〕两局部构成。

只读存储器ROM的特点是只能读出不能写入信息，在主板上的ROM里面固化了一个根本输入/输出系统，称为BIOS〔根本输入输出系统〕。其主要作用是完成对系统的加电自检、系统中各功能模块的初始化、系统的根本输入/输出的驱动程序及引导操作系统。

RAM随机存储器可以进展任意的读或写的操作，它主要用来存放操作系统、各种应用程序、数据等。数据、程序在使用时从外存读入内存RAM中，使用完毕后在关机前再存回外存中，由于RAM是用半导体器件构成，断电时信息将会丧失。如下图。

内存储器〔主存〕的技术指标主要有：

●存储容量这个指标是衡量存储器存储信息的才能。主存容量越大，存放的信息越多，计算机的处理才能也就越强。主存容量通常用字节数〔例如主存容量64KB〕，或者单元数 位数〔例如64K 16位〕表示。

图只读存储器ROM与随机存储器RAM

●存取周期用来衡量存储器的工作速度，它是指访问一次存储器所需要的时间。

●读写时间用来衡量存储器的读写速度。

4. 外存

在计算机系统中，除了有主存外，一般还有外存储器，用于存储暂时不用的程序和数据。常用的有软盘、硬盘、光盘和磁带存储器。它们和内存一样，存储容量也是以字节为根本单位。外存储器与内存储器之间频繁交换信息，而不能被计系统的其它部件直接访问。

●软磁盘存储器

一个完好的软盘存储系统是由软盘、软盘驱动器组成。软盘记录的信息是通过软盘驱动器进展读写的。软盘只有经过格式化后才可以使用。格式化是为存储数据做准备，在此过程中，软盘被划分为假设干个磁道，磁道又被划分为假设干个扇区。目前常使用3.5英寸，

1.44MB软盘。

●硬盘

硬盘作为微机系统的外存储器成为微机的主要配置，它由硬盘片、硬盘驱动电机和读写磁头等组装并封装在一起成为温彻斯特驱动器。硬盘工作时，固定在同一个转轴上的数张盘片以每分钟数7200转甚至更高的速度旋转，磁头在驱动马达的带动下在磁盘上做径向挪动，寻找定位点，完成写入或读出数据工作。

硬盘使用前要经过低级格式化、分区及高级格式化后即可使用。硬盘的低级格式化出厂前已完成。从存储容量上目前有40GB，60GB，80GB和120GB等。如下图。

●光盘

光盘是利用激光原理进展读写的设备，目前微机上装备CDROM〔只读型光盘〕驱动器。CDROM容量为680 MB。最近DVD驱动器也开场流行，它的存储容量更大。

● U盘

便携存储(USB Flash Disk)，也称为U 盘或闪存盘。是采用USB接口和非易失随机访问存储器技术结合的方便携带的挪动存储器。特点是断电后数据不消失，因此可以作为外部存储器使用。具有可屡次擦写、速度快而且防磁、防震、防潮的优点。闪盘采用流行的USB接口，无须外接电源，即插即用，实如今不同电脑之间进展文件交流，存储容量从16MB～2GB不等。

5. 微型机的系统总线

微机各功能部件互相传输数据时，需要有连接它们的通道，这些公共通道就称为总线〔BUS〕。CPU本身也由假设干个部件组成，这些部件之间也是通过总线连接。通常把CPU 芯片内部的总线称为内部总线，而连接系统各部件间的总线称为外部总线或称为系统总线。—次传输信息的位数那么称为总线宽度。

总线从功能上分为：数据总线〔DB〕，用于传输数据信息，它是CPU同各部件交换信息的通道。数据总线都是双向的。

地址总线〔AB〕用来传送地址信息，CPU通过地址总线把需要访问的内存单元地址或外部设备的地址传送出去。通常地址总线是单方向的。地址总线的宽度与寻址的范围有关，即：它决定了寻址的范围，例如寻址1MB的地址空间，需要有20条地址线。

控制总线用来传输控制信号，以协调各部件的操作，它包括CPU对内存储器和接口电

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路的读写信息、中断响应信号等。

目前微型机总线标准中常见的是ISA总线，它具有16位的数据宽度，工作频率8MB/s，最高数据传输率8MB/s。PCI总线，32位数据宽度，传输速率可达132～264MB/s。

6. 微型机的接口

通常，我们把两个部件之间的交接部件称为接口，或称为界面。这里的部件即可以指硬件，也可以指软件。主机实际上是通过系统总线连接到接口，在通过接口与外部设备相连接。例如磁盘接口位于磁盘驱动器和系统总线之间，而显示器通过显示接口〔俗称显卡〕和系统总线连接。这些接口常以插件形式插在系统总线的插槽上。各设备公用的接口逻辑如中断控制器、DMA控制器等往往集成在主板上。

4.2 微处理器、微型机和微型机系统

1. 微处理器是微型机控制和处理的核心。微处理器的全部电路集成在一块大规模集成电路中。它包括算术逻辑部件〔ALU〕、存放器、控制部件，这3个根本局部经内部总线连接在一起。微处理器把一些信号通过存放器或缓冲器送到集成电路的引线上。以便与外部的微型机总线相连接。

2. 微型机它是以微处理器为核心，配上外围控制电路、存储模块电路、输入输出接口电路并通过微型机的系统总线的连接就组成了微型机。

3. 微型机系统微型机系统是在微型机的根底上，配置所需的外部设备、电源和辅助电路，以及系统软件和应用软件而构成的。

4.3 常用外部设备

1. 键盘

键盘是计算机系统中最根本的输入设备，通过一根电缆线与主机相连接。它用来键入命令、程序、数据。按键的开关类型看，一般可分为：机械式、电容式、薄膜式和导电胶皮四种。如下图。

2. 鼠标器〔Mouse〕

是一种“指点〞设备〔Pointing Device〕，如今多用于Windows操作系统环境下，可以取代键盘上的光标挪动键挪动光标，定位光标于菜单处或按钮处，完成菜单系统特定的命令操作或按钮的功能操作。鼠标器操作简便、高效。

目前按照按键的数目，可分为两键鼠标、三键鼠标及滚轮鼠标等。按照鼠标接口类型，可分为PS/2接口的鼠标、串行接口的鼠标、USB接口的鼠标。鼠标按其工作原理，可分为机电式鼠标、光电式鼠标、无线遥控式鼠标等。如下图。

鼠标的主要性能指标是其分辨率〔指每挪动1英寸所能检出的点数，单位是ppi〕，目18