一2微机系统组成
.计算机系统的基本组成
.计算机系统的基本组成：
计算机系统是由硬件系统和软件系统组成。
硬件系统：
计算机硬件是物理装置，由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成。
其中，运算器和控制器及其相关部件已被集成在一起，统称为中央处理单元（Central Processing Unit，CPU）。
CPU是硬件系统的核心，用于数据的处理加工，能够完成各种算术、逻辑运算及控制功能。
软件系统：
计算机软件是由程序、数据和相关文档的组合。
软件是计算机系统中的重要组成部分，通常可将软件分为系统软件、中间件和应用软件。
系统软件如操作系统，它负责协调计算机各部分的工作及内存与外设的访问；中间件如数据库管理系统，它负责数据的存储和管理；应用软件如办公软件，它负责特定的应用任务。
第2章微型计算机系统基础知识资料
键盘 鼠标 扫描仪 摄象机 数字化仪
键盘
鼠标
其他输入设备
输 入 设 备
扫描仪 摄象机
输出设备
输出设备
将计算机处理和计算后所得 的结果以一种人们便于识别 的形式记录、显示或打印出 来的设备
常输见出输设出备？ 设备？
显示器 打印机 音箱
显示器
打印机
1.3 微型计算机的软件系统
软件是微机的灵魂。
存储容量 内存储器可以容纳的二进制信息量， 以KB、MB、GB为单位
存取周期 存储器两次连续、独立的操作之间所需 的最短时间，以ns为单位
外存储器
外存储器（辅助存储器） 用来长期保存数据、信息； 一般包括存储介质和驱动器。
外存储器有那些种类?
外存器种类
外存储器
软盘存储器 硬盘存储器 光盘存储器 U盘存储器
采用磁性介质进行光 存储的技术 可擦写
光盘存储器分类
光盘存储器
只读型光盘CD－ROM 一次写入型光盘CD－R 可重写刻录型光盘CD－RW
U盘存储器
U盘存储器 USB移动Flash盘，俗称优盘，e盘。
输入设备
输入设备 向计算机输入信息 的设备，是人与计 算机对话的重要工具
常输见入输设入备？ 设备？
硬盘存储器
硬盘存储器构造
盘片
读/写磁头
数据线接口
电源接口
硬盘的存储容量
存存储储容容量量= ？
磁道
柱面
磁头数×柱面数×
扇区
每扇区字节数×扇
区数。
硬盘的主要性能指标
转速 目前硬盘主轴电机的转速为5400r/min 到7200r/min
硬盘的主要性能指标
平均访问时间 磁头从开始到达目标磁道的时间， 硬盘的平均寻道时间为8ms到 12ms。
第2章_微型计算机硬件基础
2.2
微机主机系统
微型计算机主机系统通常被封装在主机箱内。 主要包括主板总线、微处理器（CPU）、内存储器 系统、输入输出接口等4个部分。制成一块或多块 印刷电路板，称为主机板，简称主板(Mainboard)，
2.2.1 主板
主板又叫母板或系统板，如果把CPU看成是计 算机的大脑，那么主板就是计算机的身躯。是一个 插槽的集合体，也是整个硬件系统的平台，微机的 各个部件都要直接插在主板上或通过电缆连接在主 板上，它上面的一组组的细金属线就是总线的物理 体现。主板的中心任务是维系CPU与外部设备之间 能协同工作，不出差错。在控制芯片组的统一调度 之下，CPU首先接受各种外来数据或命令，经过运 算处理，再经由PCI或AGP等总线接口，把运算结果 高速、准确地传输到指定的外部设备上。
Hale Waihona Puke 现代微型计算机中的多总线结构示意图如图2.5 所示。图中的“北桥”、“南桥”是控制芯片组的 两个部分。
3.外部总线 (1)RS-232 C总线 RS-232 C 是 美 国 电 子 工 业 协 会 ( EIA，Electronic Industry Association)制定的一种串行物理接口标 准。RS是英文“推荐标准”的缩写，其中232为标识 号，C表示修改次数。 (2)RS.485总线 RS.485串行总线标准可以满足通信距离要求为几十 米到上千米的场合。RS.485采用平衡发送和差分接收， 因此具有抑制共模干扰的能力。加上总线收发器具有 高灵敏度，能检测低至200 mV的电压，故传输信号能 在千米以外得到恢复。RS.485用于多点互连时非常方 便，可以省掉许多信号线。应用RS.485可以联网构成 分布式系统，其允许最多并联32台驱动器和32台接收 器。
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，微型计算机的硬件组成16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。
第二章 微型计算机系统
16
外存：永久性存储器 外存：永久性存储器
存储器与存储系统
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存储器是一种具有保存和存取信息（程序、数据） 存储器是一种具有保存和存取信息（程序、数据） 是一种具有保存和存取信息 的设备/器件，是计算机系统不可或缺的资源。 的设备/器件，是计算机系统不可或缺的资源。 现代微型计算机的存储系统结构： 现代微型计算机的存储系统结构： 高速缓存--主存 外存 主存-高速缓存--主存--外存 为什么采用这种结构？ 为什么采用这种结构？ 指令执行速度依赖于内存读写速度 高速CPU需配置高速内存 高速CPU需配置高速内存 大软件需配置大容量内存 高速度 大容量 17
13
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问：内存与外存是一回事吗？
• 能被计算机系统总线直接相连控制的存储器称为内存； 能被计算机系统总线直接相连控制的存储器称为内存； • 通过I/O接口才能被 接口才能被CPU控制的存储器称为外存。 控制的存储器称为外存。 通过 接口才能被 控制的存储器称为外存
第2章 微型计算机系统
硬件和软件系统
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软件 程序及其配套的 数据、文档等
软件
计算机 系统
硬件 “看得见、摸得着 ”的物理载体
硬件
2
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7
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问：主机包含哪些部件？ CPU又是什么意思？ 又是什么意思？ 主机包含哪些部件？ CPU又是什么意思 答：
2微型计算机基础
❖2.1.2 微处理器（CPU）
运算器、控制器和一组寄存器，合在一个芯 片上称之为CPU （Central Processing Unit）。
功能：进行算术运算、逻辑运算。 ❖下图是各种类型的CPU。
图2-6 8086
图2-7 8088
Sunday, April 12, 2020
计算机基础教研室
图2-8 80286
Company Lo2g1o
2.2 外存储器
❖外存储器用于存储暂时不用的程序和数据，外存储器有 磁存储器、光存储器、和U盘存储器等。它们存储容量大， 访问时间相对内存也要慢得多。
图2-16 硬盘
图2-17 光驱
图2-18 U盘
Sunday, April 12, 2020
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Company Lo2g2o
计算机基础教研室
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2.3 输出输入设备
❖外围设备中显示器、键盘和鼠标是必须选择的部件。 除了这些还有其他的一些设备如下图：
图2-19 显示器
图2-20 键盘
图2-21 鼠标
Sunday, April 12, 2020
计算机基础教研室
Company Lo3g1o
图2-22 打印机
Sunday, April 12, 2020
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Company Lo2g9o
其他外存
❖2.U盘（优盘）或Flash盘（闪盘）： ❖是利用Flash闪存芯片为存储介质，采用USB接口， 可擦写100万次的新型移动存储产品。 ❖存储容量由256MB-1GB等
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2.2.1 硬盘存储器
❖硬盘 ❖硬盘的盘片由多个平行的圆形磁盘片组成。每片 磁盘都有读写磁头，在控制器的统一控制下沿着磁 盘表面径向同步移动。 ❖柱面：将几层盘片上具有相同半径的磁道看成是 一个柱面。
1-2计算机的工作原理和组成
1-2计算机的工作原理和组成A理论部分前面，已经涉及了微型计算机系统的组成框图的内容，为了更好的理解计算机的组成，我们先来简要的明确计算机的工作原理：一、计算机工作原理计算机之所以能脱离人的干预，自动进行数据处理、解决问题，是因为人预先将指令输入到计算机存储器（外存），存储器让指令都带有相应的地址；计算机工作后，中央处理器（CPU）中的控制器根据地址通过数据总线将指令送入内存储器，并不断的从内存储器中取指令、在运算器中分析指令（消化理解指令）、把产生的临时信息放在寄存器…此时包括：取指令、分析指令、执行指令，循环往复，直至程序运行结束。
在计算机处理信息中，主要有三种信号在总线上流动：数据流（依赖数据总线，英文是Data Bus）、地址信号（依赖地址总线，英文是Address Bus）、控制信号（依赖控制总线，英文是Control Bus）。
由于CPU的速度越来越快，访问内存速率也越来越快，按目前的技术无法达到理想的数据传输状况。
如用高速、静态RAM，成本太高。
为此在CPU和主存间加上了高速缓冲存储器（Cache），Cache提高了“命中率”和保证Cache的内容与对应的内存的内容一致。
总线（Bus）是信息传送的公共通道。
许多部件间数据传送不是通过分别的不同的线路来传送的，而是输出数据的部件把数据送入总线上（准确的讲是数据总线）,接收数据的部件从Data Bus上取数据。
节省了数据传送的线路，但每一个瞬间，只能有唯一的数据（Data）在Bus上传输，使数据传送速度减慢。
计算机在运行时，先从内存中取出第一条指令，通过控制器的译码，按指令的要求，从存贮器中取出数据进行指定的运算和逻辑操作等加工，然后再按地址把结果送到内存中去。
接下来，再取出第二条指令，在控制器的指挥下完成规定操作。
依此进行下去，直至遇到停止指令。
程序与数据一样存贮，按程序编排的顺序，一步一步地取出指令，自动地完成指令规定的操作是计算机最基本的工作原理。
《微型计算机系统原理及应用》课后答案-(第3版)清华大学出版社--杨素行
第一章微型计算机基础题 1-1 计算机发展至今，经历了哪几代？答：电子管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机、超大规模集成电路计算机、非冯诺伊曼计算机和神经计算机。
题 1-2 微机系统由哪几部分组成？微处理器、微机、微机系统的关系是什么？答：1、微机系统分硬件和软件，硬件包括CPU、存储器、输入输出设备和输入输出接口，软件包括系统软件和应用软件。
2、微处理器是指微机的核心芯片CPU；微处理器、存储器和输入输出设备组成微机；微机、外部设备和计算机软件组成微机系统。
题 1-3 微机的分类方法包括哪几种？各用在什么应用领域中？答：按微处理器的位数，可分为1 位、4 位、8 位、32 位和64 位机等。
按功能和机构可分为单片机和多片机。
按组装方式可分为单板机和多板机。
单片机在工业过程控制、智能化仪器仪表和家用电器中得到了广泛的应用。
单板机可用于过程控制、各种仪器仪表、机器的单机控制、数据处理等。
题 1-4 微处理器有哪几部分组成？各部分的功能是什么？答：微处理器包括运算器、控制器和寄存器三个主要部分。
运算器的功能是完成数据的算术和逻辑运算；控制器的功能是根据指令的要求，对微型计算机各部分发出相应的控制信息，使它们协调工作，从而完成对整个系统的控制；寄存器用来存放经常使用的数据。
题 1-5 微处理器的发展经历了哪几代？Pentium 系列微处理器采用了哪些先进的技术？答：第一代4 位或低档8 位微处理器、第二代中高档8 位微处理器、第三代16 位微处理器、第四代32 位微处理器、第五代64 位微处理器、第六代64 位高档微处理器。
Pentium 系列微处理器采用了多项先进的技术，如：RISC 技术、超级流水线技术、超标量结构技术、MMX 技术、动态分支预测技术、超顺序执行技术、双独立总线DIB 技术、一级高速缓冲存储器采用双cache 结构、二级高速缓冲存储器达256KB 或512KB、支持多微处理器等。
计算机系统的组成
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删除键，删除光标位置的一个字符
插入键，此键是开关键，有两种状态：插
入状态和改写状态。按下此键（奇数次），
Ins
进入插入状态，所输入的字符将被插入在
当前光标之前；再按下此键（偶数次），
进入改写状态，所输入的字符将覆盖当前
光标处的字符
（4）鼠标
鼠标以其快速、准确、直观的屏幕定位和 选择能力而深受欢迎，目前已成为微机必备的 输入设备。鼠标的外形像是一只老鼠，它通过 一根电线与主机的串行接口或PS/2接口相连。 鼠标的基本操作有： ·指向：把光标定位到某一对象上。 ·单击：鼠标左键快速地按下、松开。 ·双击：连续按两次鼠标左键。 ·右击：鼠标右键快速地按下、松开。 ·拖动：单击某对象，按住左键不放，同时移 动鼠标光标至新位置。
（4）鼠标
根据工作原理，鼠标的分类如下： 机械鼠标。通过内部橡皮球的滚动，带动两侧的转轮来
定位，成本低但寿命短、精度差。 光电鼠标。通过内部的红外光发射和接收装置来确定鼠
标的位置，精度高，寿命较长，但要使用专门的鼠标垫。 光学机械式鼠标。结合了机械鼠标和光电鼠标的优点。 Web的鼠标。加入了滚轮技术的光学机械式鼠标，带有
目前硬盘的发展主要是向大 容量、高速存储、小体积、高可 靠性这几个方面进行。硬盘一般 采用IDE标准接口，随着技术的 不断提高，目前比较流行的是 EIDE标准接口。
7）光盘与光驱
① 光盘读写原理： 写入数据时，用高能激光束沿螺旋线照射光盘片，在可塑层 上灼出极小的坑，并以小坑的有无表示 0 和 1。全部数据写 完后，再往可塑层上喷镀一层金属材料以固定信息。 读出时，用低能激光束入射光盘，利用盘表面上的小坑和平 面处的不同反射，来区分 0 和 1。
第2章_微型计算机系统基础(2)
2.2.3 存储器
计算机的存储器用来存放程序和数据，其容量的大 小、存取数据速度的快慢将直接影响到微机系统的性能。
随机存储器 RAM
主存储器 （内 存） 只读存储器 ROM 可编程只读存储器 PROM 可改写只读存储器 EPROM
存 储 器
外存储器 （辅助存储 器）
磁盘存储器：软磁盘、硬磁盘 光盘存储器
（3）控制总线（CB）：用于传送控制信 息和时序信息。控制信息中，有的是 CPU向内存或CPU向I/O接口电路发出的 信号，如读/写信息、片选信号、中断 响应信号等。控制总线上的信息传送方 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需要 确定。
3．外部总线 外部总线是微型计算机和外部设备 之间的总线，微型计算机作为一种设备， 通过该总线和其他设备进行信息与数据 交换。
内存地址
RAM在实际存储的时候被分成 为许多等长的存储单元，在微机 中一般按照字节存储，即按字节 来分存储单元。比如，如果有内 存１kB，则被分为1024个存储单 元。每个存储单元将被赋予一个 编号即内存地址。 注意区分内存地址和内存 地址中的内容。
FFFFH
0002H
0001H
0000H
2、外存
2.2.7 微型计算机的主要性能指标
性能指标
（分32位、64位等几种字长）
重点
字长：计算机一次可并行处理的二进制数码的位数
运算速度（或时钟频率）——MIPS（每秒百万条指令） 主频，即主时钟频率。 80486：33MHZ~66MHZ之间 Pentium 4：2.4GHZ 频率越高，速度越快。 主（内）存贮器的容量：128MB/256MB/512MB/1GB等 外部设备配置 此外，还有功能指标、可靠性指标、兼容性指标等。
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十教学过程
【导入新课】
师:分辨率是什么
生：略
【讲授新知】
10 显示器
VFD——真空荧光显示器CRT——阴极射线管显示器LCD——液晶显示器
LED——七段数码显示器PDP——等离子显示器
显示器的显示标准：CGA EGA VGA
显示器指标：
①屏幕尺寸：对角线长度
②分辨率：水平方向像素点与垂直方向像素点的乘积。
分辨率越高，图像越清晰；单位面积上显示的内容越多。
③点距：两像素点之间距离，越小越好。
11 显示卡：又称显卡/显示适配器，是CPU与显示器的桥梁。
类型: 集成式——集成到主板上
独立式——插入主板扩展槽
显卡的技术指标：位宽：一个时钟周期之间能传送的bit数。
256bit
512bit
显存容量：256M 512M
先选择位宽大的显卡，再选择容量大的显卡。
12 打印机
针式——击打式打印机，成本低、慢、效果差喷墨激光非击打式打印机，成本高，快，效果好
根据打印纸张大小来分宽行打印机A3
窄行打印机A4或以下【课上练习】请学生练习上面内容
【课堂小结】生总结，师归纳
十一布置作业
十二板书设计
十三课后记。