微型计算机硬件组成及工作原理2011
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。
微型计算机的组成及基本工作原理资料
RAM 正常工作时既可读又可写的存储器
DRAM 动态RAM，集成度高，外加刷新电路 SRAM 静态RAM，成本高、速度快 iRAM 全集成化RAM，DRAM+刷新电路 NVRAM SRAM+EEPROM，不挥发即不易失
易 失
ROM和RAM的主要区别： 1、断电后ROM内的信息不丢失 RAM 中的信息立即丢失 2、读/写方式不同
2、微处理器MPU
结构图
内部总线
累加器A
寄存器组PS 指令译码器ID 程序计数器PC 控制逻辑 控制信号 PSW 地址 寄存 器 算术逻辑单元ALU TMP
数据 寄存 器
外部数 据总线
指令寄存器IR
外部地 址总线
运算器
控制器
MPU的组成部分
1）运算器（主要由五部分组成）
2）控制器（主要由三部分组成）
用来传送MPU发出的地址码，是单向总线。 其条数由MPU型号决定, 同时决定可直接寻址的内存地址范围.
(2)微型计算机
多板微型计算机 单板微型计算机
MPU 为核心 半导体存储器（ROM/RAM) 单片微型计算机 I/O(Input/Output)接口和中断系统 系统总线（CB DB AB)
组装在一 块或数块 印刷电路 板上
(3)微型计算机系统
微处理器 (MPU) 内存储器
运算器 控制器 ROM RAM 串行接口 并行接口 中断接口 DMA接口 …… 数据总线 地址总线 控制总线
3、I/O接口和外设
微处理器
I/O接口
I/O外设
I/O接口是大规模集成电路芯片，是架设在微处理器和外设间的桥梁，
实现两者之间的速度、电平和信号性质的匹配。
4．地址总线、数据总线和控制总线
第3章 微型计算机硬件组成及工作原理2011
,a click to unlimited possibilities
汇报人：
目录
CONTENTS
01 添加目录标题 02 微型计算机概述 03 微型计算机硬件组成 04 微型计算机工作原理 05 微型计算机的软件系统
06 微型计算机的性能指标
单击添加章节标题
第一章
图像处理软件：如Photoshop、GIMP 等，用于图像编辑、修饰、合成等操作。
社交软件：如微信、QQ、Facebook等， 用于在线聊天、社交分享等社交活动。
媒体播放软件：如Windows Media Player、VLC Media Player等，用于 播放音频、视频文件。
游戏软件：各种游戏软件，如《王者荣 耀》、《英雄联盟》等，用于娱乐和休 闲。
微型计算机的选购与使用
第七章
选购注意事项
确定需求：明确使用目的和预算 了解硬件配置：CPU、内存、硬盘等关键部件 考虑兼容性：确保所选硬件与操作系统和其他设备兼容 品牌信誉：选择知名品牌和正规渠道购买 售后服务：了解保修期和售后服务内容
使用注意事项
软件要求：确保操作系统、 驱动程序等软件安装正确， 避免出现兼容性问题
以防意外丢失
维护与保养
定期清理灰尘 保持适宜温度 避免过度震动 定期备份数据
感谢您的观看
汇报人：
发展趋势：随着计算机技术的不断发展， 操作系统也在不断更新和升级，未来将 更加注重安全性、稳定性和智能化。
应用软件
办公软件：如Microsoft Office、 Office等，用于文字处理、表格制作、 幻灯片制作等日常办公任务。
浏览器软件：如Chrome、Firefox、 Edge等，用于上网浏览网页、下载文件 等网络活动。
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特征在体积、重量、功耗等方面具有较小特点的计算机。
它通常被用作桌面上的个人计算机。
微型计算机的硬件组成主要包括：中央处理器、主板、随机存取存储器（RAM）、读取和写入光盘机（R/W光驱）、硬盘驱动器、图形显示卡、音频卡、键盘、鼠标、机箱等部分。
中央处理器（CPU）是微型计算机的核心。
它负责控制计算机的各种操作并且执行运算。
CPU内部包含许多功能，如算术逻辑单元(ALU)、控制单元(CU)和寄存器等。
中央处理器的主频决定了计算机的运算速度，通常用赫兹（Hz）表示，如1GHz或2GHz。
现代的微型计算机通常采用Intel Core系列或AMD Ryzen系列的CPU。
主板（也被称为系统板或母板）是微型计算机的重要组成部分。
它是一个电路板，上面有几个插槽可以插入其他硬件组件，并提供这些组件之间的连接。
主板有各种接口，包括USB接口、音频接口、网卡等，它们让其他设备和主板之间进行通信。
随机存取存储器（RAM）是一个临时存储器。
它通常是一个小的芯片，被安装在主板上。
RAM存储计算机正在运行时需要使用的数据，包括应用程序、操作系统和其他数据。
RAM的大小可以影响计算机的速度和可用性，因此随着技术的进步，RAM容量逐渐增长。
读取和写入光盘机（R/W光驱）是一个设备，可以为计算机提供光盘存储支持。
光盘驱动器可以读取和写入CD、DVD、蓝光光盘等。
它具有各种各样的用途，例如安装应用程序、播放光盘电影等。
硬盘驱动器是计算机中存储数据的主要设备。
它可以存储文档、音乐、视频、应用程序以及其他数据。
硬盘驱动器通常是永久性存储器，即使计算机关闭，硬盘上的数据也可以保存。
经常备份数据可以防止磁盘故障和数据丢失。
图形显示卡是计算机图形处理器（GPU）和视频记忆器的组合。
它允许计算机能够将图像输出到显示器。
显卡有各种不同的规格，包括分辨率、帧速率和录制画面的能力等。
音频卡是计算机的另一块设备，允许计算机播放声音并记录音频。
微型计算机硬件组成
微型计算机指的是个人电脑（PC），其硬件组成主要包括以下几个部分：
中央处理器（CPU）：负责执行计算、控制和管理各种操作的核心部件。
它是整个计算机系统的“大脑”，能够实现高速运算和逻辑控制。
内存（RAM）：用于暂时存储程序和数据，是快速读写且易变的存储器。
内存大小直接影响系统性能，因此大多数计算机都会配备较大容量的内存。
硬盘（HDD或SSD）：用于长期存储程序和数据，是计算机中最重要的外部存储设备之一。
硬盘速度和容量的提升可以大大加快数据传输和处理速度。
显卡（GPU）：负责将计算机内部处理的图像数据转换为显示器所需的信号，从而实现图像显示功能。
高性能显卡可以提供流畅的游戏和视频体验。
主板（Motherboard）：是连接各种硬件组件的中心枢纽，也叫做主机板。
所有其他组件都通过主板进行通信和交互。
电源供应器（PSU）：提供稳定的电源输出，保证计算机各个部件能够正常工作。
其他外设：如显示器、键盘、鼠标、扬声器等，提供人机交互和数据输入输出功能。
需要注意的是，随着计算机技术的不断更新和发展，硬件组成也在不断变化和升级。
因此，在购买或维护计算机时，需要仔细了解当前市场上的各种硬件产品，并根据实际需求做出相应的选择和调整。
微型计算机的工作原理和组成
软件开发与维护
01
软件开发是指根据用户需求设计 和实现应用软件的过程，包括需 求分析、设计、编码、测试等阶 段。
02
软件维护是指在软件发布后，为 了纠正错误、改进性能或其他目 的所做的修改和管理。
加强国际合作与交流，共同应对微型计算机面临的挑战和问题，促进全球计算机技 术的进步。
THANKS
工作原理
2
微型计算机如何处理信息、执行任务的基本过程。
组成
微型计算机的各个组成部分及其功能。
目的和目标
目的
深入了解微型计算机的工作原理 和组成，以便更好地使用和维护 。
目标
掌握微型计算机的基本概念、工 作原理和组成，为进一步学习计 算机科学和技术打下基础。
02
微型计算机的工作原理
计算机的基本工作原理
微型计算机的工作原理和组成
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目 录
• 引言 • 微型计算机的工作原理 • 微型计算机的组成 • 微型计算机的软件系统 • 微型计算机的性能指标与发展趋
势 • 结论
01 引言
主题简介
1 3
微型计算机
一种体积小、价格低、功能强大的计算机，广泛应用于家庭 、办公室、学校等场合。
详细描述
存储器是微型计算机中用于存储程序和数据的部件。根据存储介质和访问速度的不同，存储器可以分为内存储器 和外存储器。内存储器包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM），而外存储器则包括硬盘、光盘、 U盘等。
输入输出设备
总结词
输入输出设备用于输入数据、命令和输出结果。
说明微型计算机系统的硬件组成及各部分作用。
说明微型计算机系统的硬件组成及各部分作用。
微型计算机系统是一种基于微处理器和具有一定输入、输出功能的计算机系统。
它主要由以下四个部分组成：中央处理器（CPU）、存储器、输入设备和输出设备。
下面就对这四个部分的作用进行详细介绍。
一、中央处理器（CPU）中央处理器是微型计算机系统的核心，它是控制计算机系统各个部件协同工作的中心。
中央处理器包括运算器和控制器两个部分，运算器进行算术和逻辑运算，而控制器则指挥各个部件的工作。
在计算机基本工作中，由中央处理器发出的指令和控制信号是最主要的。
二、存储器存储器是指计算机中的内存，是存放程序和数据的地方。
存储器包括随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）两种类型。
其中，RAM是可以读写的存储设备，它的主要功能是存放计算机进行操作时所需要的数据；而ROM是只读存储设备，主要作用是存放计算机启动时所需的程序。
三、输入设备输入设备是指用来输入数据和指令的设备，例如键盘、鼠标、扫描仪等。
它们的主要作用就是接受输入设备中的数据或指令，并将这些数据或指令为中央处理器使用。
四、输出设备输出设备包括显示器、打印机、喇叭等，它们的主要作用是将计算机处理后的结果以人们能够理解的形式显示或输出出来。
综上所述，微型计算机系统的硬件组成包括中央处理器、存储器、输入设备和输出设备四个部分，它们各自承担着不同的主要功能。
中央处理器是微型计算机系统的核心，存储器用来存放程序和数据，输入设备是用来输入数据和指令，输出设备则是用来将计算机处理后的结果展现出来。
这四个部分相互协调，共同构成了一个完整的微型计算机系统，它已经成为现代人们离不开的重要工具之一。
第2章微型计算机系统的组成及工作原理
2.5.6 ISA总线的定义与应用
2. ISA总线的信号线定义 ——98芯插槽，包括地址线、数据线、控制线、时钟和电源线 (1)地址线：SA019和LA1723 (2)数据线：SD015 (3)控制线：AEN、BALE、 IOR 和 IOW、 SMEMR和 SMEMW
MEMR 和 MEMW、 MEM CS16 和 I/O CS16 、SBHE
2.1.2 微机系统的软件配置
系统软件、工具软件、应用软件、用户应用程序
.3 微机系统中的信息流与信息链
1. 微机系统中信息流与信息链的构成 信息流：存储器中的数据、程序代码；接口寄存器中的I/O数据、 状态、I/O命令 信息链：信息流在系统中流动的路径； 包括物理(硬件)环节和逻辑(软件)环节 2. 微机系统中信息流与信息链 ——早期微机系统/现代微机系统中的信息链 3. 研究信息流与信息链的意义 ——通过信息流从整体上认识微机体系结构和组成微机系统的各 部件之间的关系
2.5.7 现代微机总线技术的新特点
3. 总线桥 (1) 总线桥 ——总线转换器和控制器，是两种不同总线间的总线接口 内部包含兼容协议及总线信号和数据缓冲电路；把一条总线映 射到另一条总线上 北桥：连接CPU总线和PCI总线的桥 南桥：连接PCI总线和本地总线(如ISA)的桥 (2) PCI总线芯片组 ——实现总线桥功能的一组大规模集成专用电路 保持主板结构不变前提下，改变这些芯片组的设计，即可适应 不同微处理器的要求 4. 多级总线结构中接口与总线的连接
2.4 I/O设备与I/O设备接口
2.4.1 I/O设备及其接口的作用
1. I/O设备的作用 2. I/O设备接口的作用——连接与转换
2.4.2 I/O设备的类型及设备的逻辑概念
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存储单元地址： 存储单元的编号。
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12
微型计算机存储器分
RAM（内存）、ROM和外部存储器
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I/O设备 40
在讲授下面内容（指令的执行过程）之前，应该 先讲授第二章的“2.3 计算机系统的组成”，特 别是先讲授指令的基本概念
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3.3 PC机的未来
PC未来仍会飞速发展，功能会越来越强，应用会更加广泛，外观会更 加时尚，设计会更加人性化，同时网络应用会加强PC机的功能，PC机 与网络将更加密不可分。
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7 端口和连接电缆
端口是系统单元和外部设备的连接槽，连接电缆是端口与输入/输出设备之间的连接 线。 串行口：用于连接鼠标、键盘、MODEM和许多其他设备到系统单元 并行口：用于连接需要在较短距离内高速收发信息的外部设备,如打印机
增强并行口（EPP）是由Intel、Xircom、Zenith等公司开发的，它实现了外部设备 进行双向通信。许多利用Intel 386芯片组的笔记本电脑配有EPP。
扩展并行口（ECP）是由Microsoft和HP公司开发的，它具有和增强并行口一样高的 速率和双向通信能力。支持全部IEEE 1284并行口规格的计算机配有ECP并行口
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（3）光盘
通过激光束改变塑料或金属盘片的表面来表示数据。
特点：体积小、容量大、制作容易、价格便宜、保存时间长。适宜保存大量的 数据(文字、声音、图形和动画等)。
CD-ROM：光盘-只读存储器 CD-R：它代表写一次、读多次 CD-RW：可写光盘或可删除光盘
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蓝牙技术
蓝牙技术是一种短距离无线通讯技术。它可以支持便携式计算机、 移动电话以及其他的移动设备之间相互通信，进行数据和语音传 输。
蓝牙技术的最大长处是消除了电缆线。目前蓝牙技术的传输范围 约为10米左右，速率为1Mb／s，新标准出来后，可使传输范围达 到100米，最高速度达到10Mb／s。
典型容量 650MB 650MB 650MB 4.7GB 4.7GB 2.6到5.2GB
描述 存放数据库、参考书和软件等不变内容 仅能写一次，用于存放大量数据 可重复使用，用于创建和编辑大的多媒体图像 存放音频和视频的不变内容 仅能写一次，用于存放大量的数据 可重复使用，用于创建和编辑大的多媒体图像
第三章 微型计算机硬件组成
3.1 微型计算机概述 3.2 微型计算机硬件系统 3.3 PC机的未来
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3.1 微型计算机概述
3.1.1. PC兼容机
Personal Computer 由IEEE组织制定技术标准
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3.1.2. 苹果机
•由苹果电脑公司生产 •具有专用的硬件和软件 •与PC机不兼容
RAM（内存） 访问速度快 信息暂时性 相对价格高
外部存储器 访问速度慢 信息永久性 相对价格低
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1）RAM(内存）
随机存储器（Random Access Memory ） 存放用户程序和数据，可随机读写 断电后内容丢失
制作成内存条形式
2） ROM(只读存储器）
只读存储器（Read-Only Memory ） 存放系统程序，只读不写 断电后内容仍然保存。
3）外存储器（外存、成块读写—块设备） （1）软盘:是涂有磁性材料的介质,数据记录在磁盘表面上。
常用有3.5英寸软盘，简称3寸盘。 磁道：磁盘表面一组同心圆。 扇区：磁道上分为若干个扇区，每扇区 512个字节。 软盘容量=磁道数×扇区数×512×2
高密3.5英寸软盘有0~79个磁道，每磁道18个扇区。 容量为：1.44MB 软盘驱动器:通常用字母A:来标识。
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(2) 硬盘
内部有若干涂有磁性材料的（铝合金）硬 盘片
硬盘容量=磁头数×磁道数×扇区数×512（B） 扇区物理地址：（磁头号、磁道号、扇区号） 动作步骤：移动磁头臂（定位寻道） 、转动盘片（定位扇区） 、
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存储器
存储器是计算机存储数据和程序的若干记忆单元 每个记忆单元由8个二进制位组成。
位（bit）：二进制中的0或1在CPU中都是1位；
字节（Byte）：8个二进制位为一个字节；
字长：CPU在单位时间内能一次处理的二进制数的位数。
位(bit)
字节Byte (8位)
……
字长
存储容量: 存储器中所能容纳的字节数。 用KB、MB、GB、TB表示
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输入设备
常用输入设备： 键盘、鼠标、扫描仪、光笔、数字化仪等
键盘 ：微机的基本输入设备
由四部分组成（主键区、数字键盘、功能键和编辑键）
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常用输出设备：显示器、打印机、绘图仪等。
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1394卡
1394卡的全称是IEEE1394 Interface Card，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。IEEE-1394被应用在数码摄像机、高速外接硬 盘、打印机和扫描仪等多种设备，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。1394卡更 多地是被当做视频采集卡来使用。
备，通过该总线和其他设备进行通信，它用于设备一级的互联。
以下图片摘自： [美]Randal E. Bryant, David O’Hallaron著. 龚弈利，雷迎春 译. 深入理解计算机系统，Computer Systems A Programmer’s Perspective
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4
3.2 微机硬件系统 显示器、键盘和主机
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5
微型计算机主机构成
系统主板（又称母板）
CPU
硬盘驱动器
DVD-ROM驱动器 软盘驱动器
显示器适配器
内存
电源
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6
微型计算机主机构成
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微机系统主板
CPU
内存插槽
芯片组 总线插槽
鼠标插口 键盘插口
手柄接口，有些还包括前置/后置/中置/超低音音频输出接口、数字输出接口等
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输入/输出设备
I/O设备与处理器间的连接
数据寄存器P0 控制寄存器P1
状态寄存器P2
数据寄存器:用来存放主机与外设之间传送的数据 控制寄存器：用来存放处理器发给外设的命令信息 状态寄存器:用来保存外设及接口的状态信息
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端口和连接电缆（续）
加速图形端口AGP：连接显示器，支持高速图像和其他视频的输入 通用串行总线口USB：一个USB能同时连接多个设备，它提供快速的即插即用和热插
拔的连接 “火线”口：又称IEEE1394总线，用于连接高速打印机和数码相机，并且速度比
USB更快 红外接口：许多数码产品都具备了红外传输功能，例如数码相机、手机等等 音频系统接口：声卡具有音频输入/输出接口、话筒输入接口（MIC）、MIDI/游戏
数字化视频光盘DVD
DVD-ROM：数字化视频光盘-只读存储器，能存放二小时高质量视频 DVD-R：可记录的DVD，即写一次，读多次 DVD-RAM：DVD-随机存取存储器或DVD-RW（可写DVD）
格式 CD
DVD
类型 CD-ROM
CD-R CD-RW DVD-ROM DVD-R DVD-RW
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总线性能：时钟频率、总线宽度以及传输速率
时钟频率：总线的工作频率，单位MHZ，它是影响总线传输速率的重要 因素之一。
总线宽度：数据总线的位数，单位是“位”。
传输速率：总线上每秒钟传输的最大字节数。
总线类型：工业标准体系ISA、外围部件互连 PCI以及加速图像端 口AGP
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传送数据
柱面：磁盘上 同一编号的磁 道构成柱面。
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(2)硬盘
存储容量大, 比软盘工作速度快。 硬盘通常可分为多个分区, 分别用字母 C:、D: 、E: 、…来标识。
硬盘（盒）内部有硬盘驱动器，控制磁盘臂移动、盘片转动等机械运动
硬盘有数据线连接到主机板的插口上，插口后面是磁盘控制器
微型计算机的范围会更广，传统的台式机、笔记本电脑、网络工作站 和网络服务器的界限会更加模糊。
商用机、家用机、多媒体机等概念也会更加模糊，更多的设备将通过 网络互联与计算机相连，计算机外设的概念也会更加广泛。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2020/5/10
图3.1.1 苹果机外观
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3.1.3 微型计算机的基本性能指标
1. 运算速度 微机一般用CPU的主频来描述，主频是CPU的时钟频率，单
位一般是兆赫兹（MHz），吉赫兹（GHz) 2. 字长
计算机一次能处理的二进制数位数，现在一般是32位或64 位 3. 内存储器容量 4. 外存储器容量