硬件结构图
计算机基本结构(图解)
电脑主机构成：1、CPU；2、主板；3、硬盘；4、内存；5、显卡；6、声卡；7、网卡；8、光驱；9、电源。
电脑机箱主板，又叫主机板、系统板或母板，它分为商用主板与工业主板两种。
主板一般为矩形电路板，上面安装了组成计算机得主要电路系统，一般有芯片部分（BIOS芯片、CMOS 芯片等）、接口部分（COM、LPT、USB、MIDI、IDE、SATA、PS/2等）、扩展槽部分（AGP 插槽、PCI插槽、CNR插槽、内存插槽等）。
芯片BIOS芯片：就是一块方块状得存储器，里面存有与该主板搭配得基本输入输出系统程序。
能够让主板识别各种硬件，还可以设置引导系统得设备，调整CPU外频等。
BIOS芯片就是可以写入得，这方便用户更新BIOS得版本，以获取更好得性能及对电脑最新硬件得支持。
CMOS芯片：就是一种低耗电随机存贮器，其主要作用就是用来存放BIOS中得设置信息以及系统时间日期。
如果CMOS中数据损坏，计算机将无法正常工作，为了确保CMOS数据不被损坏，主板厂商都在主板上设置了开关跳线，一般默认为关闭。
当要CMOS数据进行更新时，可将它设置为可改写。
为使计算机不丢失CMOS与系统时钟信息，在CMOS芯片得附近有一个电池给她持续供电。
南北桥芯片：横跨AGP插槽左右两边得两块芯片就就是南北桥芯片。
南桥多位于PCI插槽得上面；而CPU插槽旁边，被散热片盖住得就就是北桥芯片。
北桥芯片主要负责处理CPU、内存、显卡三者间得“交通”。
南桥芯片则负责硬盘等存储设备与PCI之间得数据流通。
南桥与北桥合称芯片组。
芯片组以北桥芯片为核心，一般情况，主板得命名都就是以北桥得核心名称命名得。
芯片组在很大程度上决定了主板得功能与性能。
需要注意得就是，AMD 平台中部分芯片组因AMD CPU内置内存控制器，可采取单芯片得方式，如nⅥDIA nForce 4便采用无北桥得设计。
从AMD得K58开始，主板内置了内存控制器，因此北桥便不必集成内存控制器。
电脑硬件详解
▪
英特尔公司在随着个人电脑普及，英特尔公司成为世界上最大设
计和生产半导体的科技巨擘。
AMD
▪ AMD是一家专注于微处理器设计和生产的跨国公司， 总部位于美国加州硅谷内森尼韦尔。AMD为电脑、 通信及消费电子市场供应各种集成电路产品，其中 包括中央处理器、图形处理器、闪存、芯片组以及 其他半导体技术。
▪ intel
▪
可能谁都想不到intel不但是世界上最大的CPU生产销售商，也是世界最大的
GPU生产销售商。
▪
intel的GPU在现在完全是集成显卡，用于intel的主板和intel的笔记本。可能
你想不到，要是只按发售数量计算，intel随着他主板发售的集成GPU占据了整个
GPU市场的60%以上。
光盘驱动器
▪ 功能： 听歌，看 牒，装软件，用 游戏光牒打游戏， 等等。有了它， 电脑处处充满生 机和活力。
电视卡
▪ 功能： 用电脑 看电视。
▪ 作用：你家有电 脑的话，买了它， 就不要买电视了。
计算机的工作原理图
计算机硬件结构
外围设备
原始数据
输入设备
程序
主机
存储器
输出设备 处理结果
存
取 数 据
的市场份额，而AMD不足20%。
GPU
▪ GPU英文全称Graphic Processing Unit，中文翻译为“图 形处理器”。GPU是相对于CPU的一个概念，由于在现代 的计算机中（特别是家用系统，游戏的发烧友）图形的处 理变得越来越重要，需要一个专门的图形的核心处理器。
计算机硬件系统及演示
2020/4/27
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购买各种部件
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2020/4/27
安装步骤
• 首先做好准备工作： • 装机所需要的工具：十字螺丝刀； • 所需硬件：CPU、内存、硬盘、主板、显卡、光驱、软驱、机箱、电源、鼠
标、键盘、显示器。 • 足够宽敞的活动空间 • 注意事项：在安装前，先消除身上的静电，比如用手摸一摸自来水管等接地
2020/4/27
• 声卡的安装，现在市场主流声卡多为PCI插槽的声卡。 • 驱动器的安装，主要针对硬盘、光驱和软驱进行安装。 • 电源连接，即各种指示灯、电源开关线。PC喇叭的连接，以及硬盘
、光驱和软驱电源线和数据线的连接。 • 盖上机箱盖(理论上在安装完主机后，是可以盖上机箱盖了，但为了
此后出问题的检查，最好先不加盖，而等系统安装完毕后再盖)。 • 输入设备的安装，连接键盘鼠标与主机一体化。 • 输出设备的安装，即显示器的安装。 • 再重新检查各个接线，准备进行测试。 • 给机器加电，若显示器能够正常显示，表明初装已经正确，此时进入
2020/4/27
谢谢观赏
2020/4/27
运算控制中心，是计算机中集成度最高、最贵重的一块芯片。它是由几千~几千万个晶体管组成
的超大规模的集成电路芯片。计算机所有数据的加工处理都是在CPU中完成的。CPU还负责发
出控制信号，使计算机的各个部件协调一致地工作。
•
存储器
•
内部存储器
•
内部存储器简称为内存，计算机要执行的程序、要处理的信息和数据，都必须先存入内存，才
BIOS进行系统初始设置。进行了上述的步骤，一般硬件的安装就已 基本完成了，但要使电脑运行起来，还需要进行下面的安装步骤。 • 分区硬盘和格式化硬盘。 • 安装操作系统，如Windows 98或者Windows XP系统。 • 安装显示卡、声卡等安装操作系统后，安装驱动程序，如显卡、声卡 等驱动程序。
计算机硬件体系结构_图文
3.2 微型计算机主机结构
3.2.4 内存储器 内存储器在主机内部(简称内存)，一般由半
导体材料构成。内存储器可分为只读存储器和 随机读写存储器。
内存储器分类
3.2 微型计算机主机结构
1. 只读存储器 •特点：存储的信息只能读出，不能随机改写或 存入，断电后信息不会丢失，可靠性高。 •ROM分类
3.1 计算机系统的构成 典型的计算机硬件体系结构如下 ：
CPU
（含运算 器和控制
器）
地址总线（AB ）
数据总线（DB）
控制总线（CB）
RAM
ROM
I/O接口
I/O设备
3.1计算机系统的构成
冯·诺依曼计算机体系结构的主要特点是： (1) 采用二进制形式表示程序和数据。 (2) 计算机硬件是由运算器、控制器、存储器、输 入设备和输出设备五大部分组成 。 (3) 程序和数据以二进制形式存放在存储器中。 (4) 控制器根据存放在存储器中的指令 (程序) 工作 。
② 数据总线。传输的是数据，一般是双向传输 。CPU进行“读”时，数据由外设流向CPU，当CPU进 行“写”时，数据由CPU流向外设。
③ 控制总线。传输的是对外设进行控制和状态 检测的信号，有的是CPU向内存或外部设备发出的信 号；有的是内存或外部设备向CPU发出的信号。对每 条控制线而言信号是单向传送，但作为整体是双向的 。
3.2 微型计算机主机结构
3.2.5 总线 总线：是一组连接各个部件的公共通信线路，是计 算机内部传输指令、数据和各种控制信息的高速通 道，是计算机硬件的一个重要组成部分。 总线按所传输信号不同可分为： 数据总线 地址总线 控制总线。
3.2 微型计算机主机结构
① 地址总线。传输的是地址信号，一般是单向 传输。当CPU需要访问某个外设时，它向地址总线发 出相应外设的地址信号，以选择某个外设。
计算机硬件的构成及相关图片
1.3 计算机硬件的构成
图l-3是一台普通PC的外观示意图， 这些看得见、摸得着的部件就是计算机的 硬件。从外观来看，包括的部件有显示器、 主机、键盘和鼠标等。显示器属于输出设 备，键盘和鼠标属于输入设备，运算器、 控制器和存储器大多放在主机箱内。
显示器 耳机
键盘
鼠标
ห้องสมุดไป่ตู้
主机
图
1
3
音箱
- PC
图1-16 网卡
阴极射线管（CRT）显示器
图1-17 显示器
液晶显示器
图1-18 打印机
图1-19 键盘
图1-20 鼠标
图l-22 音箱
的 外 观
1.3.1 主机
主机是计算机最重要的组成部分，由机 箱以及机箱内的各种硬件组成，大部分 的计算机硬件设备（如电源、主板、 CPU、内存条、硬盘、显示卡、声卡、 光盘驱动器及软盘驱动器等）装在主机 箱中，如图1-4所示。
-
图 1
4 主 机 内 部 结 构
-
图 1
5 新 款 立 式 机 箱
-
图 1
6 主 板
图1-7 CPU
目前的主流内存为SDRAM、DDR RAM， 如图1-8所示。常见的内存条容量有128MB、 256MB和512MB等。
图1-8 DDR RAM内存条
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图 1
9 硬 盘
图1-11 光盘
图1-12 光驱
图1-13 ATX电源
图1-14 显卡
图1-15 声卡
计算机硬件基本结构树状图
计算机硬件基本结构树状图计算机硬件基本结构计算机的5个基本组成部分：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。
算术逻辑部件P46 、P731.运算器寄存器P46 、P72随机存取存储器RAM P74内存储器（又称为只读存储器ROM P75主存储器或内存或互补金属氧化物半导体CMOS P76主存）1.44MB31/2英寸软盘P94软盘Zip盘P94大容量软盘超级盘P942.存储器HiFD盘P94内置硬盘P95盒式硬盘P95外存储器硬盘硬盘组P95（又称为辅USB移动硬盘P95助存储器光盘-只读存储器CD-ROM或外存或光盘CD 写一次，读多次光盘CD-R（又称为WORM）辅存）P97可写光盘CD-RW光盘数字化视频光盘-只读存储器DVD-ROM数字化视频光盘DVD DVD-RP97DVD-RAM和DVD-RW磁盘P98程序计数器PC P47指令寄存器IR P473.控制器指令译码器ID P47时序控制电路P47微操作控制电路P47传统设计键盘P80键盘轮廓设计键盘P80键盘输入无处理能力终端P81智能型终端P81终端网络终端P81Internet终端P81鼠标P82游戏杆P82触摸屏P82定点输入设备光笔P82数字转换器P834.输入设备数码相机P83平台式扫描仪P83图像扫描仪手持式扫描仪P83扫描输入设备传真机P84条形码阅读器P85磁墨水字符识别MICR P85字符和标记识别设备光学字符识别OCR P85 光学标记识别OMR P85 语音输入设备P86 数字笔记本P88其他输入设备视觉系统P88标准P89显示器阴极射线管P89平面显示器P89高清晰度电视机P90喷墨打印机P91非接触式打印机激光打印机P91 热学打印机P91打印机点针打印机P31接触式打印机菊花轮打印机P31 5.输出设备行式打印机P31笔式绘图仪P92喷墨绘图仪P92绘图仪静电绘图仪P92直接成像绘图仪P92缩微输出设备P93其他输出设备语音输出设备P93。
计算机硬件系统结构框图
价格 高 低
随机读写存储器(RAM: Random cess Memory)
特性:1.可读可写
2.开机前为空,开机后用于存储程序、数据，以 及程序运行的中间结果和最后结果等,关机后其中的 内容将全部丢失。
内 存
只读存储器(ROM: Read Only Memory)
特性:1、只能读不能写
2、用于存储计算机所必须的一些基本程序（由 厂家固化在里面，一般无法修改，若要修改，必须 使用专用的工具），关机后内容不会丢失。
高级语言源程序
解释程序 解释
目标程序（机器语言）
外存储器
程序 数据
输入 设备
内存储器
输出 设备
结果
运算器 控制器 CPU
计算机硬件系统
数据线 控制线
内存和外存对比
速度 内存（主存） 快 外存 （辅存） 慢
容量 小 大
1Byte=8Bit (1字节=8比特) 1KB=1024Bytes 1MB=1024KB 1GB=1024MB 1TB=1024GB
电脑主机内部结构图
电脑主机内部结构图电脑主机内部结构图计算机的总线结构微型计算机硬件结构的最重要特点是总线(Bus) 结构。
它将信号线分成三大类，并归结为数据总线(Date Bus)、地址总线(Address Bus)和控制总线(Control Bus)。
这样就很适合计算机部件的模块化生产，促进了微计算机的普及。
微型计算机的总线化硬件结构图如图所示。
微型计算机总线化硬件结构图电脑主机的各主要模块图主板主板(Mainboard或Motherboard，简称M/B)是电脑主机中最大的一块长方形电路板。
主板是主机的躯干，CPU、内存、声卡、显卡等部件都固定在主板的插槽上，另外机箱电源上的引出线也接在主板的接口上。
①CPU插座：CPU就固定在此插槽上。
②内存插槽：内存条就插在此插槽上。
我们可以通过增加内存条来增大内存。
③AGP插槽：靠近CPU的棕色插槽，主要用来连接AGP显卡。
④PCI插槽：AGP插槽旁边的白色插槽，比AGP插槽稍长，是数量最多的扩展槽，主要用来插声卡、网卡等PCI设备的。
⑤AMR插槽：在主板边上，长度大约只有PCI插槽的一半，用于连接一些AMR设备，如调制解调器(③④⑤统称总线扩展槽)。
⑥驱动器接口：软驱、硬盘、光驱等设备就是通过数据线接在主板的驱动器接口上的。
⑦主板电源插座：接机箱电源的主板电源插头，为主板提供电能。
⑧输入/输出接口：详见本版左下角的“I/O接口”部分。
⑨BIOS芯片： BIOS(Basic Input/Output System，基本输入/输出系统)，是一组固化到主板上的一个ROM(只读存储器)芯片中的程序，它保存着最重要的基本输入输出程序、系统设置信息、开机上电自检程序和系统启动自举程序。
⑩电池：在主板断电期间维持系统CMOS的内容和主板上系统时钟的运行。
显卡和声卡显卡主板要把控制信号传送到显示器，并将数码信号转变为图像信号，就需要在主板和显示器之间安装一个中间通讯连接部件，这就是显示适配器，简称为显卡。
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电源模块
电源模块
如上图所示整个系统设计以DE0-Nano 平台为中心。
FPGA 通过嵌入Nios II 核与
外部存储器EPCS 配置芯片、SDRAM 、IIC 模块、PWM 模块、实现了SOPC 系
统。
Nios II 通过MPU6050读取平衡车的车轮运动加速度和外力引起的角加速度实现对车身倾角的测量；然后根据倾角的大小控制相应的PWM 模块对左右两个电机的控制，最终实现对小车保持平衡、加速运动以及转弯的基本运动的控制。
同时通过编码器及时的将电机的状态反馈回来，从而实现精准控制。
SOPC 的硬件配置文件和软件文件都存储在EPCS 芯片中，当FPGA 上电后，硬件逻辑通过EPCS 芯片配置成功后，读取SOPC 的软件文件并转到
SDRAM中，软件是的运行在SDRAM中。
最后为了方便调试我们增加了LCD显示功能和蓝牙模块，实现对程序状态的显示和数据的传输。
独到之处：
第一，我们设计的FPGA的教学平台是一个基于移动机器人（两轮平衡车），因此更容易激起学生们的兴趣。
但如以后推广之后，就要对成本和功耗都要做严格的考虑，而Cyclone® IV EP4CE22F17C6N FPGA也实现了低功耗、高性能和低成本。
1、降低系统成本
所有Cyclone® IV EP4CE22F17C6N FPGA只需要两路电源供电，简化了电源分配网络，降低了电路板成本，减小了电路板面积，缩短了设计时间。
而且，利用灵活的收发器时钟体系结构，您可以充分利用收发器所有可用资源，实现多种协议。
利用Cyclone® IV EP4CE22F17C6N FPGA的灵活性和高度集成特性，您可以设计体积更小、成本更低的器件，降低系统总成本。
2、降低功耗
采用经过优化的60-nm低功耗工艺，Cyclone® IV EP4CE22F17C6N FPGA 拓展了前一代Cyclone III FPGA的低功耗优势。
最新一代器件降低了内核电压，与前一代产品相比，总功耗降低了25％。
第二，作为教学平台必须有全面的设计资源，而Altera提供全面的Cyclone IV FPGA设计环境，包括：
1、Quartus II 开发软件
2、成熟的IP库
3、Nios II -世界上最通用的嵌入式处理器。