微型计算机硬件组成(3)
微型计算机硬件组成
微型计算机硬件组成微型计算机是一种小型的个人计算机,通常由以下几个主要硬件组成:中央处理器(CPU)、内存(RAM)、硬盘(HDD或SSD)、图形处理单元(GPU)、主板、电源、输入设备和输出设备。
下面将对这些硬件进行详细介绍。
1.中央处理器(CPU):中央处理器是计算机的核心部件,负责执行计算机的指令并处理数据。
它包含控制单元和算术逻辑单元,用于控制计算机的操作和执行各种运算。
2.内存(RAM):内存是计算机的临时存储器,用于存放当前正在使用的程序和数据。
它比硬盘速度更快,可以快速读写数据,提高计算机的运行速度。
常见的内存类型包括DRAM(动态随机存取存储器)和SRAM(静态随机存取存储器)。
3.硬盘(HDD或SSD):硬盘是用于永久存储数据的设备,包括操作系统、应用程序和用户文件等。
传统的硬盘(HDD)采用机械旋转的磁盘和读写磁头来存储和访问数据,而固态硬盘(SSD)使用闪存芯片来实现数据存储和读写,速度更快。
4.图形处理单元(GPU):GPU是用于处理图形和图像相关计算的专用芯片。
它可以并行处理大量的图形运算,用于游戏、图像处理和科学计算等领域,提供更高的图形性能和渲染速度。
5.主板:主板是微型计算机的主要电路板,其中集成了各种硬件设备和连接器。
它连接并支持CPU、内存、硬盘、GPU等其他硬件,实现它们之间的通信和数据交换。
6.电源:电源是提供微型计算机所需电能的设备。
它将交流电源转换为计算机所需的直流电,为各个硬件组件提供稳定的电力供应。
7.输入设备:输入设备用于将人类的指令和数据输入到计算机中。
常见的输入设备包括键盘、鼠标、触摸屏、扫描仪等。
8.输出设备:输出设备用于将计算机处理后的结果显示或输出给用户。
常见的输出设备包括显示器、打印机、音响等。
此外,微型计算机还包括其他硬件部件,如扩展卡(例如显卡、声卡、网卡等)、风扇(用于散热)、散热器(用于散热)以及各种接口和连接器等。
总结起来,微型计算机的硬件组成包括中央处理器、内存、硬盘、图形处理单元、主板、电源、输入设备和输出设备等。
微型计算机基本硬件
微型计算机基本硬件微型计算机是目前计算机中使用最广泛,市场占有率最高的一类计算机。
微型计算机硬件系统由主机和常用外部设备两大部分组成。
主机由中央处理器和内存储器组成,用来执行程序、处理数据,主机芯片都安装在一块电路板上,这块电路板称为主板(Motherboard)。
为了与外围设备连接,在主机板上还安装有若干个接口插糟,可以在这些槽上插入与不同外围设备连接的接口卡,用来连接不同的外部设备。
1.4.1 微处理器CPU是微机硬件系统的核心,一般由高速电子线路组成。
目前的CPU都集成在一块芯片上,称为微处理器MP(Micro processor)。
同CPU一样,MP由运算器、控制器组成,它在很大程度上决定了微型计算机的性能。
微处理器不等于微型计算机,它只是组成微机的一个核心器件。
由于CPU在微机中的关键作用,人们往往将CPU的型号作为衡量和购买机器的标准,如586、PII、PIII、P4等微处理器都成为机器的代名词。
世界上第一块微处理器于1971年Intel公司研制成功,称为Intel 4004,字长为4位;在以后短短的30年中,Intel公司又相继推出了字长为8位、16位、32位的微处理器8080(1973)、8086(1978)、80286(1982)、80386(1985)、80486(1989)、Pentium(奔腾,又称586)(1993)、Pentium Pro(与Pentium统称P5)(1995)、PentiumII(1997)、PentiumIII (1999)、以及现在的 Pentium 4(2000)。
一般认为微处理器芯片的位数越多,其处理能力会越强。
除Intel公司外,AMD 公司、Cyrix公司、Motorola公司也生产微型计算机的微处理器。
1.4.2微型机的存储器微机的存储器是由主存储器(内存)和辅助存储器(外存)组成。
在主机内部,直接与CPU交换信息的存储器称主存储器或内存储器。
03微型计算机硬件组成
微型计算机系统也由硬件和软件两大部分组成3.1 微型计算机3.1.1 微型计算机概述1)微型计算机与大、中、小型计算机的区别在于微型计算机的CPU采用了大规模和超大规模集成电路技术。
2)通常将微型计算机的CPU芯片称作微处理器(Micro ProcessingUnit,MPU),微型计算机的发展是与微处理器的发展同步的。
3)摩根定律:计算机的CPU性能每18个月,集成度将翻一番,速度将提高一倍,而其价格将降低一半。
4)微型计算机的发展方向:高速化超小型化多媒体化网络化隐形化3.1.2 微型计算机分类1)按组成结构分类根据微型计算机的CPU、内存、I/O接口和系统总线组成部件所在的位置可分为:①单片机:组成部分集成在一个超大规模芯片上,具有体积小、功耗低、控制能力强、扩展灵活、微型化和使用方便等有点,广泛用于控制、仪器仪表、通信、家用电器等领域。
②单板机:各组成部分装配在一块印刷电路板上,单板机结构简单、价格低廉、性能较好,常用于过程控制或作为仪器仪表的控制部件。
由于单板机易于使用、便于学习,所以普遍将其作为学习微型计算机院里的实验机型。
③多板机:各组成部分装配在多块印刷电路板上,如台式、便携式PC机。
2)按用途分类微型计算机按用途可分为台式、便携式、手持式等。
3)微型计算机的主要性能指标①CPU指标:主要包括CPU字长、时钟频率②运算速度:平均运算速度,即每秒钟所能执行的指令条数。
③内存容量:反映了内存储器的存储数据的能力。
存储容量越大,其处理数据的范围就越广,并且运算速度一般也越快。
3.2微型计算机硬件系统现流行的微型计算机,他们的基本结构都是由显示器、键盘、主机构成。
台式计算机的主机安装在主机箱内:系统主板(主机板/母板)、硬盘驱动器、CD-ROM驱动器、软盘驱动器、电源、显示器适配器(图形加速卡/显示卡)等。
3.2.1 主板1)主板架构系统主板是微型计算机中最大的集成电路板,是微型计算机中各种设备的连接载体。
微型计算机硬件系统
微型计算机硬件系统微型计算机是大规模集成电路发展的产物,是以中央处理器为核心,配以存储器、I/O 接口电路及系统总线所组成的计算机。
从外观上看,一台微型计算机的硬件主要包括主机箱、显示器和常用I/O设备(如鼠标、键盘等),主机箱里包含着微型计算机的大部分重要硬件设备,如CPU、主板、内存、硬盘、光驱、各种板卡、电源及各种连线。
系统主板系统主板(简称主板)是微型计算机中最大的一块集成电路板,它为CPU、内存、显卡等其他计算机配件提供插槽,并将它们组合成一个整体。
计算机整体运行速度和稳定性在相当程度上要取决于主板。
CPU(Central Processing Unit)的中文名称是中央处理器,是利用大规模集成电路技术,把整个运算器、控制器集成在一块芯片上的集成电路。
计算机处理速度的快慢主要是由CPU 决定的,人们常以它来判定计算机的档次。
内部存储器简称内存,分为只读存储器(Read Only Memory,ROM)和随机存储器(Random Access Memory,RAM)两种。
内存大小会直接影响到计算机的运行速度。
微型计算机上使用的RAM被制作成内存条的形式,一条内存芯片的容量有128MB、256MB、512MB、1GB、2GB等不同的规格。
外部存储器简称外存,用以存放系统文件、大型文件、数据库等大量程序与数据信息,它们位于主机范畴之外。
常用的外部存储器磁盘存储器、光盘存储器和闪存盘(优盘)。
1.硬盘一个硬盘一般由多个盘片组成,盘片的每一面都有一个读写磁头。
硬盘在使用时,读写磁头在盘的中心和边缘之间做径向移动,同时轴心进行转动,从而能够快速地在盘片的双面进行读写数据。
硬盘出厂时要对每面盘片格式化成若干个磁道(Track),磁道是当磁头不动时,盘片转动一周被磁头扫过的一个圆周,其中最外层的是0磁道;为了记录信息的方便,又把每个磁道分成许多等长区段,每个区段叫作一个扇区(Sector);不同盘片相同半径的磁道所组成的圆柱称为柱面;每个盘面都有一个磁头,所以硬盘的容量计算方法为:存储容量=磁头数×柱面数×扇区数×每扇区字节数。
微型计算机硬件系统的组成
微型计算机硬件系统的组成微型计算机硬件系统是由多个不同功能的硬件组件组成的,这些组件共同协作,完成计算机的各种任务和功能。
本文将从不同的角度介绍微型计算机硬件系统的组成。
一、中央处理器(Central Processing Unit,简称CPU)中央处理器是微型计算机的核心部件,负责执行各种指令和计算任务。
它由控制单元和算术逻辑单元组成,控制单元负责指令的解析和控制流程的管理,而算术逻辑单元则负责执行指令中的算术和逻辑运算。
二、主存储器(Main Memory)主存储器是计算机用于存储数据和指令的地方,也被称为随机存取存储器(Random Access Memory,简称RAM)。
它具有高速读写的特点,能够快速地存取和读取数据。
三、辅助存储器(Auxiliary Storage)辅助存储器是用于长期存储数据和程序的设备,如硬盘、固态硬盘、光盘等。
与主存储器相比,辅助存储器的容量更大,但读写速度较慢。
四、输入设备输入设备用于将外部信息输入到计算机中,常见的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、摄像头等。
这些设备能够将人类的输入信号转化为计算机能够理解的数据。
五、输出设备输出设备用于将计算机处理后的数据显示或输出到外部环境中,常见的输出设备有显示器、打印机、音响等。
这些设备能够将计算机的结果以人类能够理解的方式展现出来。
六、主板(Motherboard)主板是微型计算机的核心电路板,承载了各种硬件组件之间的连接和通信。
它包括中央处理器插槽、内存插槽、扩展插槽等,是所有硬件组件的重要连接点。
七、扩展卡扩展卡是用于扩展计算机功能的插件式设备,如显卡、声卡、网卡等。
它们通过插入到主板的扩展插槽中,与主板和其他硬件设备进行通信。
八、电源供应器(Power Supply Unit,简称PSU)电源供应器为计算机提供稳定的电力,保证各个硬件组件能够正常工作。
它将电能转化为计算机所需的直流电,并为各个硬件设备提供适当的电压和电流。
微型计算机硬件
特点:ROM中的数据断电后仍然保存。 (2)随机存取存储器(RAM —Random Access Memory )
RAM:存放用户数据和程序。断电后内容丢失,RAM中的内容 可随时读写。
系统对内存的识别是以Byte(字节)为单位,每个字节由8位二进制数组成。
CPU插槽 芯片组 内存插槽 系统BIOS,提供最基本的硬件控制功能板的板载功能 随着主板技术的发展,主板已经不单一的是搭 载CPU、内存、硬盘以及外设的平台,而是可以附加 许多原来由各种类型的卡所承担的功能。这些功能 称为板载功能。
限变得模糊,大、小、微型计算机的工作原理和系 统结构相类似。
微型计算机可分为IBM-PC兼容机和苹果机两大类。
微型计算机硬件
微机系统结构示意图
微型计算机硬件系统是由中央处理器、存储器、 I/O (输入/输出)设备及其接口电路和总线组成。
中 央 处 理 器 内存插槽 主存储器 外存接口 硬盘等 I/O接口 键盘显示 其他I/O 各种外设
CPU
Cache
RAM
外存
(3)外部存储器(硬盘、光盘、移动盘)
外存特点:顺序存取/块存取,容量大,速度慢,价格低;不能 由CPU直接访问,存放暂时不用的数据和程序。 1)硬盘 硬盘存储器的基本组成是硬盘盘片和硬盘驱动器,硬盘盘片由 涂有磁性材料的铝合金构成。 磁道 柱面
扇区
特点:工作速度较快、存储容量大,已超过 1TB,一般配置的硬盘容量为几百GB。 硬盘驱动器:常用字母C:、D: ……来标识。 柱面:磁盘上同一编号的磁道构成柱面
学习的重点是理解和掌握计算机硬件系统的组
成,了解和认识微型计算机的各部分设备。初步掌 握微型计算机硬件设备的正确连接方法及购机常识。
大学计算机基础第三章-微型计算机硬件组成
外部设备
大学计算机基础
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3.2 微型计算机硬件系统
3.2.1 CPU 3.2.2 主板 3.2.3 存储器 3.2.4 总线与接口 3.2.5 输入/输出设备
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3.2.1 CPU
1. CPU分类 CPU组成:运算器、控制器和寄存器组,通过内部数 据总线传送信息。 CPU有通用CPU和嵌入式CPU。其区别主要在于应 用模式的不同。
- ④ 外存储器容量 指硬盘容量
- ⑤ 配置的外部设备
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3. 微型计算机的发展方向
–① 高速化 处理器主频 –② 超小型化 典型的标志是笔记本电脑和PDA
的流行。 –③ 多媒体化 全新的多、虚拟现实技术 和发展多媒体通信等。 –④ 网络化 网络计算机、具有联网功能的 PDA以及各种类型的个人计算机等正在飞速发展。 –⑤ 隐形化 今后将摆脱显示屏、键盘加主机 的传统形象,电视计算机、影音计算机等将大量 出现。
• 通用CPU追求高性能,功能比较强,能运行复杂的 操作系统和大型应用软件;
• 嵌入式CPU则强调处理特定应用问题的高性能,主 要用于运行面向特定领域的专用程序,配备轻量级操 作系统,在功能和性能上有很大的变化范围。
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2.衡量CPU性能的主要技术指标
1. CPU字长 CPU内部各寄存器之间一次能够传送的数据位。即同一时间能一次处理的 二进制数的位数。下一步的主流CPU是64位。
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微机主板结构图 CPU插槽
内存插槽
芯片组 电池 总线插槽
鼠标插口 键盘插口
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图3-2.2 微机主板图
并行接口
USB接口
串行接口
1. CPU插槽
微型计算机的结构
微型计算机的结构微型计算机,是指由微处理器作为CPU的计算机。
由大规模集成电路组成的、体积较小的电子计算机。
接下来小编为大家整理了微型计算机的结构。
希望对你有帮助哦!In Chinese,a computer is popularly known as an " electrical brain",for the working process of a computer is similar to a human brain very much.In appearance, a microcomputer has three simple and apparent parts:the main frame, the keyboard and the monitor. In other words, if you own these parts, you would exactly have a computer. A computer system is composed of software and hardware in the light of its working mode. If we compare the hardware to a human body, then, the software would be soul.Just as a driver can't drive a car without driving skills or the car itself,you can't control a computer without controlling techniques or the computer itself. The controlling techniques are called software,while computers themselves and related devices are called hardware.The work of a computer is just making full use of various resources by software set in the computer,and directing the hardware to realize marvelous omnipotent functions.Primary Components of a MicrocomputerThere are many types of microcomputers. Here,we will use an IBM Personal Computer (PC) to illustrate the primary components of a microcomputer. Other brands and models of microcomputers exhibit difference in appearance and operations. An IBM PC is shown in the figure. Its primary hardware components are the main frame, the monitor, the keyboard,and many peripherals such as the disk drive, hard disk, printer,and mouse, all of which are hardwired to the main frame. The main frame is the heart of a microcomputer system. It contains the Central Processing Unit (CPU), a chip that controls the major operations of the computer and the main memory.MonitorThe monitor is an essential output device of a microcomputer. Monitors,also known as video display terminals (VDTs),resemble television screens,and may be either monochrome or color. A monochrome monitor displays only one color on the screen. It is possible white or more eyepleasing green. While color monitors usually offer a wide selection of display colors.PrinterThe printer is the most commonly used output device after the monitor. Printers can create a permanent paper copy of results generated by the program being run on the computer. These printouts are sometimes referred to as hard copy. Printers can also generate listings of programs and graphic images. Three types of printers are available: wire printers,ink jet printers and laser printers.Floppy and Hard DisksThe typical secondary storage medium of a microcomputer is the floppy and hard disks. A floppy disk,or diskette,is a thin circular piece of flexible polyester coated with a magnetic material. The data are recorded on a series of concentric circles called tracks. The access mechanism steps from track to track,reading or writing one track at a time. A track is subdivided into sectors. To distinguish the sectors,they are sequentially addressed by natural numbers 0,1,2and so on .A sector is a primitive access unit.Most microcomputers use floppy diskettes of 5 1/4 inchesand 3 1/2inches in diameter. The following figure shows a 3 1/2 inches floppy diskette.Hard disks,or fixed disks,can be either fixed in the mainframe as a part of the internal hard disks reside permanently within the microcomputer and are removed only for servicing or replacement. External hard disks can be purchased alone and then attached to the microcomputer with cables; they are used for backing up large amounts of data or for additional storage capacity. Hard disks provide tremendous storage capacities ranging from hundreds of megabytes to several gigabytes.Keyboard and MouseA keyboard is a requisite hardware device of a computer. It is an input device most in use,and a dialogue tool between a man and a computer. We can input data needed to be processed or preserved by a computer via a keyboard.A typical includes a group of standard keys set in the center of the keyboard, many function keys and several additional keys. Function and additional keys have different roles in different software.Another popular input device is mouse. The mouse is a small,handheld object that is pushed around a desktop to move the cursor on the screen or to select choices from menus displayed on the screen. A mouse is essentially a pointing device that allows the user to do many operations more quickly than he could with the keyboard alone.在中文里,计算机有一个人所共知的雅号:"电脑".这是因为计算机的工作过程与人的大脑思维过程极为相似。
微型计算机硬件组成
3. 内存插槽
此插槽是主板 上用来安装内 存条的地方, 如图3.15所示。
图3.15 主板上的内存插槽
4.PCI 插槽 PCI扩展槽 的长度较短, 呈白色,一 般有2个至6 个,通常用 来安装声卡、 网卡、电视 卡等等,如 图3.16所示。
图3.16 主板上的PCI插槽
5.IDE 驱动器和软驱接口 6.SATA 硬盘数据线接口
图3.4 液晶一体 机
图3.5 准系统机
图3.6 笔记本电脑 图3.7 平板电脑
主机系统
主机系统是微机的主要组成部件,一般包括中 央处理器、主板、内存、硬盘、软驱、光驱等。
中央处理器CPU
在微型计算机中,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。
总线与接口
任何一个微处理器都要与一定数量的部件和外围设备连接, 但如果将各部件和每一种外围设备都分别用一组线路与CPU直 接连接,那么连线将会错综复杂,甚至难以实现。为了简化硬 件电路设计、简化系统结构,常用一组线路,配置以适当的接 口电路,与各部件和外围设备连接,这组共用的连接线路被称 为总线。 采用总线结构便于部件和设备的扩充,尤其制定了统一的 总线标准则容易使不同设备间实现互连。按总线的功能可分为: 地址总线、数据总线、控制总线 。通常所说的总线都包括上述 三个组成部分,地址总线用来传送地址信息,数据总线用来传 送数据信息,控制总线用来传送各种控制信号。
1.硬盘的性能指标
(1)容量 (2)转速 (3)平均寻道时间 (4)单碟容量 (5)缓存 (6)数据传输率
微型计算机组成计算机硬件结构图
CPU速度与主频 系统时钟是计算机的一个特殊器件,它周期式发 出脉冲式电信号。CPU主频指CPU能够适应的时钟频 率,它等于CPU在一秒钟内能够完成的工作周期数。 工作频率单位HZ 。 80286 16—20MHZ 80486 50MHZ P4-3.4GHZ 微处理器常见品牌 INTEL 、AMD CPU的字长 字长是指CPU一次操作中能处理的最大数据单位, 如8、16、32、64位。
微型计算机组成
外存
数据、程序 输 入 设 备
数据、程序
内存
数据、程序
输 出 设 备
运 算 器
控 制 器 CPU
主机
冯.诺依 曼型计 算机
计算机硬件结构图
计算机硬件基础知识 计算机硬件基础知识
主板
中央处理器
硬盘 光盘
软盘
内存条
微 型 机 硬 件 系 统 组 成
移动存储器
机箱及主板
CPU
内存
磁盘以铝合金或塑料为基体,两面涂 一层磁性胶体材料,通过电子方法控制磁 盘表面的磁化,以达到记录信息( 0 和 1 ) 的目的。 常用软盘3.5英寸,一般1.44M ,少数 10M-21M 100M-120M软盘,存放70万汉 字。存取速度慢容量小,但携带方便。 ■
# 3.5 软磁盘容量计算
2
面
80 磁道
机箱内(硬盘) 机箱外(磁盘/ 光盘/ 散存 / 移动硬盘…)
半导体 物理介质 (电子设备) 临时存放 存储时效 断电后信息消失 快 存取速度
与CPU直接交换信息
容量
较小
磁设备 光设备 永久存储 信息不受电源影响 慢 难与CPU速度匹配 大(无限)
功能
存放系统当前正在 处理和执行的信息
微型计算机硬件组成
CPU
早期使 用过的 微处理 器
CPU
Pentium 4微处理器和 Itanium微处理器内部
结构照片
国产CPU——龙芯
标志着我国在现代通用微处 理器设计方面实现了“零” 的突破,打破了我国长期依 赖国外CPU产品的无芯的历
史。
存储器
01
内部存储器
02
访问速度快
03
信息暂时性
04
相对价格高
05
3.2.2 CPU
• CPU字长:内部各寄存器之间一次能够传递的数据位 • 位宽 与外部设备之间一次能够传递的数据位 • x位CPU 通常用CPU字长和位宽来称呼CPU。例如,Pentium CPU
字长是32位,位宽是64位,称为超32位CPU。 • CPU外频:CPU总线频率 • CPU主频:CPU内核电路的实际工作频率 • 生产工艺技术:通常用微米数字来描述
总线与接口
总线:微处理器与各部件和外围设备共用的连接线路
处理器
存储子 系统
I/O子 系统
总线分类
地址总线:传输地址信息 数据总线:传输数据信息 控制总线:传输控制信息
连接对象
内部总线:连接CPU的各个组成部 件(芯片内部) 系统总线:连接计算机中各大部件 外部总线:连接计算机和外部设备
传输对象
并行总线:通信速度快、实时性好 串行总线:简易、方便、灵活
CPU
Cache
RAM
外部存储器
软盘
用表面涂有磁性材料柔软的 聚酯材料制成 读写软盘时,磁头直接接触 盘面。常用软盘容量为 1.44MB
❖将盘片逻辑地划分成若干个同心圆,每个同心圆称为一 个磁道,最外面的一个同心圆为0磁道。 ❖磁道又等分成若干段,每段称为一个扇区。一个扇区一 般可存放512B的数据。 磁盘的存储容量可由下面的公式求出: 磁盘总容量 = 磁道数×扇区数×磁面数×扇区字节数
微型计算机硬件系统基本组成
微型计算机硬件系统基本组成一、中央处理器(Central Processing Unit,CPU)中央处理器是微型计算机的核心部件,负责执行指令、进行数据处理和控制计算机的运行。
它由控制单元和算术逻辑单元组成。
控制单元负责解析和执行指令,控制数据的流动;算术逻辑单元则负责进行各种算术和逻辑运算。
二、存储器存储器是计算机系统中用于存储数据和程序的装置。
主要包括内存和外存。
内存是指计算机直接存取数据和程序的存储器,它的容量较小但读写速度快;外存则是指辅助存储器,容量较大但读写速度相对较慢。
1. 内存(Random Access Memory,RAM)内存是计算机中用于临时存储数据和程序的地方,它具有读写功能以及随机访问的特点。
内存的容量决定了计算机能同时处理的数据量和程序规模的大小。
2. 外存(Hard Disk Drive,HDD)外存是计算机中用于长期存储数据和程序的装置,它的容量较大且价格较低。
外存通常采用硬盘驱动器来实现数据的读写,具有较长的存储寿命和较快的数据传输速度。
三、输入输出设备输入输出设备用于与计算机进行信息交互,将外部输入的数据传输给计算机,或将计算机处理后的结果输出给外部。
常见的输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪等;输出设备包括显示器、打印机、音响等。
1. 键盘键盘是一种常见的输入设备,用于输入字母、数字、符号等信息。
它通过按下不同的键,触发对应的电信号,将输入的信息传输给计算机。
2. 鼠标鼠标是一种常用的指针设备,用于控制光标在计算机屏幕上移动以及进行各种点击和拖拽操作。
它通过感应手的移动和点击动作,将相应的信号传输给计算机。
3. 显示器显示器是一种输出设备,用于将计算机处理后的图像和文字等信息显示在屏幕上。
它通过将电信号转化为可见的光信号,实现图像的显示。
4. 打印机打印机是一种输出设备,用于将计算机处理后的信息打印出来。
常见的打印机有喷墨打印机和激光打印机等,它们通过喷墨或激光等方式将文字和图像打印到纸张上。
微型计算机系统的组成
微型计算机组成仍然遵循冯•诺伊曼结构,它由微处理器、内存储器、输入输出接口和系统总线组成,它采用总线(Bus)结构,如图1所示。
微处理器的性能决定了整个微型计算机的各项关键指标,输入输出接口电路是主机与外部设备连接的逻辑控制部件,总线为CPU和其他部件之间提供信息传输通道,包括数据总线(Data Bus,DB)、地址总线(Address Bus,AB)和控制总线(Control Bus,CB)。
图1微型计算机的总线结构1.地址总线AB传送CPU发出的地址信息,用于传送内存、输入输出接口地址信号,CPU按此地址寻找数据,是单向总线。
地址总线的位数决定了CPU可直接寻址的内存空间大小,一般来说,若地址总线为n位,则可寻址空间为2n字节。
2.数据总线DB传送数据信号,是CPU与内存及输入输出接口之间传输数据的通道,是双向总线,CPU既可通过DB从内存或输入设备接口电路读入数据,又可通过DB将CPU内部数据送至内存或输出设备接口电路。
3.控制总线CB用来传送控制信号和时序信号。
控制信号中,有的是CPU向内存及外设I/O接口电路发出的信息,如读/写信号、片选信号、中断响应信号等;有的是外设等其他部件发送给CPU信息的。
因此,控制总线的传送方向由具体控制信号而定,一般是双向的,控制总线的位数要根据系统的实际控制需要而定。
实际上控制总线的具体情况主要取决于CPU。
由于把大规模集成电路技术引入微型计算机的设计中,使得微型计算机中的器件高度集成,器件功能相对独立。
特别要提到的是微型计算机的总线结构,它是一个独特的结构。
有了总线结构以后,系统中各功能部件之间的相互关系变为各个部件面向总线的单一关系,一个部件只要符合总线标准,就可以连接到采用这种总线标准的系统中,使系统功能得到扩展。
以微型计算机为主体,配上系统软件和外设之后,就组成了微型计算机系统。
微型计算机的硬件主要有:1.主板主板(Main board)又称系统板(System board)或母板(Mother board),是微机系统中最大的一块电路板。
微型计算机硬件组成
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操作码译码器
地址码形成部件
操作码
操作数地址
指令码
可编辑版
13
4. CPU产品 1. Intel 2. AMD 3. 国产龙芯
可编辑版
14
3.2.3 存储器
功能:用来存放数据和程序的部件。 包括:主存储器、辅存储器(又称内存和外存)。
存储器
地址总线
地 址
地
译址
码
器
存储单元 存储单元
… 存储单元
数 数据总线 据 至CPU
– 内容:集成电路上可容纳的晶体管数目,约每隔18个月便 会增加一倍,性能也将提升一倍。或可简单表述为“集成 电路的集成度每18个月翻一番”, 即“三年翻两番”
– 这一定律揭示了信息技术进步的速度。也可简单表述为 “集成电路的集成度每18个月翻一番”,或者说“三年翻 两番”
计算机的硬件和软件朝着相互融合、相互渗透的方 向发展。
可编辑版
9
3.2.2 中央处理器(CPU)
1. CPU概述
主要功能:按照程序给出的指令序列分析指令、执行指 令,完成对数据的加工处理。计算机所发生的全部动作 都受CPU的控制。 CPU划分:通用CPU以及嵌入式CPU之分
可编辑版
10
2. CPU结构
–控制器 –运算器 –寄存器
3. CPU主要技术指标
寄 存 器
读、写控制电路 可编辑版
读、写命令
15
3.2.3 存储器
1.内存储器 随机存取存储器(Random Access Memory, RAM)
– 随机存取器既能读出数据又可以写入数据 – 但是一旦计算机断电,RAM中存储数据随之消失。 – 随机存取存储器可以分为静态RAM(SDRM)和动态
RAM(DRAM)两种。
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RAM
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高速缓冲存储器工作过程
工作时,先将内存中数据暂存于Cache中,CPU直接与 Cache进行数据交换。 当Cache中没有CPU所需数据时, –CPU一边直接访问内存, –一边将内存中当前或将来需要的数据调入Cache中,替
换Cache中不用的数据 使用Cache后,CPU对内存存取速度的要求可以降低一些, 但存储器的管理要复杂得多 Cache还可细分为一级Cache和二级Cache
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3.2 微型计算机的基本结构
3.2.1 主板 3.2.2 中央处理器(CPU) 3.2.3 .1主板
最大的一块集成电路板 是微机中各种集成芯片和插卡的载体。 功能: – 提供安装CPU、内存和其他各种功能卡的插槽; – 为各种外部设备,如键盘、鼠标、打印机等提供通用接
口
目前最常用主板:ATX结构 ATX新型主板结构规范:
优化板上元件布局 配合ATX电源,实现软关机 通过MODEM远程遥控开关机 需要配合专门的ATX机箱使用
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2.主板主要部件
(1)芯片组
芯片组 :主板的灵魂,控制着整个主板的运作。 决定了主板的性能及可用CPU的类型。 芯片组由北桥芯片和南桥芯片组成
北桥芯片 – 负责CPU与内存、显示卡、PCI数据的传
输 南桥芯片 – 负责I/O接口控制、IDE设备控制以及高级
能源管理。
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2.主板主要部件
(2) CPU插槽 (3) 内存插槽 (4) 总线扩展槽 (5) 输入/输出(I/O)接口 (6) 基本输入输出系统(Basic Input-Output System,BIOS)
计算机系统的主要技术指标及基本配置
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第3章 微型计算机硬件组成
3.1 微型计算机概述 3.2 微型计算机的基本结构 3.3 微型计算机的总线与接口 3.4 微型计算机的拆装、性能指标
与基本配置
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3.1 微型计算机概述
摩尔定律
– 由英特尔(Intel)创始人之一戈登·摩尔(Gordon Moore) 提出来的。
BIOS是一组固化在主板ROM芯片上的软件,它直接面向硬件底层, 为计算机提供最低级最直接的硬件控制,因此它是连通软件程序和 硬件设备之间的枢纽,是主板上的核心
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PCIE扩展槽
北桥
南桥
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2.主板主要部件
主板虽小,五脏俱全,可以比喻为一座城 市。 有处理器,相当于政府管理部门; 有存储器,相当于居民住宅或活动广场; 有各种接口,相当于机场、车站、码头; 有电源插座,为城市供电。
ALU 算术逻辑部件
加、减、乘、除 控制信号
累加器A
寄存器R
运算器结构框图
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第1章 计算机的基础知识
控制器
功能:识别翻译指令,安排操作次序,并向计算机各部件发出 相应的控制信号,以指挥整个计算机有条不紊地工作。
包括:指令寄存器、指令计数器PC、操作码译码器。
操作信号
操作控制部件
指令计数器PC
–CPU字长: CPU内部各寄存器之间一次能够传递的二进 制位数
–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
–时钟频率:分为主频和外频 。 –高速缓冲存储器(Cache)的容量和速度 –CPU制造工艺:通常以nm为单位来描述。
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第1章 计算机的基础知识
运算器
功能:对二进制编码进行算术运算和逻辑运算。 包括:算术逻辑部件ALU、累加器A、寄存器R。
只读存储器(Read Only Memory,ROM)
– 只读存储器只能读出数据而不能写入数据 – 只读存储器的数据是由计算机厂商写入并固化其中 – 计算机断电后,ROM中的信息不会丢失。 – ROM 常用来存放一些固定的程序、数据和系统软件等,
如BIOS 、检测程序 等。
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3.2.3 存储器
第3章 微型计算机硬件组成
【学习目标】 掌握微型计算机系统整体结构 了解微机主板的结构及其特点 掌握微机存储系统的结构特点和基本工作原理 了解微机总线结构、功能,常用输入/输出系统接口及常 用外部设备 了解微机拆装的基本步骤 掌握微机性能指标与基本配置
【能力考查要求】
计算机硬件系统的组成和功能:CPU、存储器(ROM、 RAM)以及常用的输入输出设备的功能
高速缓冲存储器(Cache)
–相对CPU处理数据的速度,内存RAM读写数据的速度显 得太慢。若CPU直接与RAM连接,则CPU的数据处理效率 就在打折扣
–而高速缓冲存储器(Cache)读写数据的速度要较RAM 快好几倍
–在CPU和内存之间插入高速缓冲存储器,可极大提高 CPU的数据处理效率
CPU
Cache