第二章 微型计算机的组成

CPU芯片
2.2 计算机硬件
(3)总线
所谓总线是为连接微机系统中各个部件的一组公共信号 线, 是计算机中传送数据、信息的公共通道。 微机系统总线由数据总线DB(Data Bus)、地址总线 AB(Address Bus)和控制总线CB(Control Bus)三部分组成。
2.2 计算机硬件
(4)内存储器 内存储器又称主存储器（简称内存），用来存放当前正在 使用的或者随时要使用的程序或数据。
光盘
光驱
2.2 计算机硬件
(6)输入设备 输入设备的任务是输入操作者提供的原始信息，并将 它变为机器能识别的信息，然后存放在内存中。微机系统中 常用的输入设备有键盘、鼠标、摄像头、图像输入设备（扫 描仪、数码相机等）、声音输入设备（麦克风、录音机等）、 条形码输入器、触摸屏、游戏杆、光笔等。 ①键盘
针式打印机
喷墨打印机
激光打印机
3D打印机
2.2 计算机硬件
③ 音箱
音箱是微机的声音输出设备，通过一根音频线与主机 相连。音频线的两端分别有插头， 一般将一个插头的那端 插入声卡的Speaker孔，将两个插头的那端分别接音箱左右 两个喇叭。
有源音箱
2.2 计算机硬件
3、电脑一体机
电脑一体机是台式机和笔记本电脑之间的一个新型的市场产物，它 将主机部分、液晶显示器、音箱整合到一起，放到了液晶显示器的后面， 大大节省了放置机器的空间，也方便了用户移动机器。随着无线技术的 发展，电脑一体机的键盘、鼠标与显示器可实现无线链接，机器只有一 根电源线，这就解决了台式机线缆多而杂乱的弊端。
2.1 冯·诺依曼结构计算机的工作原理
计算机存储控制的工作原理图
程序 输入设备 存储器 输出设备 运算结果
原始数据
输 入 命 令 存 取 命 令 操作命令 控制器 输 出 命 令
运算器
数据信息
控制信息
2.2 计算机硬件
主讲：朱东鸣（教授）
2.2 计算机硬件
计算机系统组成一览图
运算器
中央处理器 控制器 （CPU） 主机 内存储器：RAM、ROM 外存储器 输入设备 外设 输出设备 其它设备 操作系统 ＊ 数据库管理系统 系统软件 编译系统 工具软件 应用软件包
硬件系统
计算机系统
软件系统
应用软件
用户程序
2.2 计算机硬件
1、计算机硬件系统 硬件的基本构成 计算机硬件由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出 设备五部分构成。
2.2 计算机硬件 2
2、微型计算机硬件系统 典型的微机硬件 系统如图所示： 它是由中央处理 器CPU、存储器、 I/O接口组成。
CPU是整个系统的核心部件。 各部件通过总线连接在一起， 总线是计算机中传送数据、信 息的公共通道。
电脑一体机
2.2 计算机硬件
4、平板电脑
平板电脑是（Tablet Personal Computer,简称Tablet PC）是PC家 族新增加的一名成员，一种小型、方便携带的个人电脑，其外观、功能 与笔记本电脑相似，在移动性和便携性方面比笔记本电脑更胜一筹。它 以触摸屏作为基本的输入设备，还支持手写输入、语音输入。它集移动 商务、移动通信和移动娱乐为一体。
条形码
条形码阅读器
2.2 计算机硬件
⑤ 麦克风
麦克风又称话筒，是提供录音功能的一个输入设备。 麦克风采集外界声波信号并将其转换成电子模拟信号，经 电缆传输到声卡的麦克风输入接口，由声卡将模拟信号转 换成数字信号再转由CPU作相应处理。
麦克风
2.2 计算机硬件
⑥ 摄像头
摄像头作为一种常见的视频输入设备，被广泛地运用 于视频会议、远程医疗及实时监控等方面。
CRT显示器
LCD显示器
2.2 计算机硬件
显示适配卡 显示器与主机的连接，需要通过接口电路，即显示适配 卡，简称显卡。显卡是插在微机主板扩展槽上的一块电路板， 用于将主机输出的信号转换成显示器所能接受的形式。
显示适配卡
2.2 计算机硬件
② 打印机 打印机是计算机将信息输出到纸张、胶片等介质上的输 出设备，提供可永久保留的可阅读的信息，故称为硬拷贝设 备。它通过电缆线连接在主机箱的相应接口上，实现与主机 之间的通信。
2.2 计算机硬件
(1)主板
主板示意图
2.2 计算机硬件
(2)微处理器（MPU）
在微型机中，运算器和控制器被集成在一块电路芯片上，称为微处理 器（ Micro Processing Unit 简称为 MPU ），也称为中央处理器（ CPU ）。 用于管理和指挥计算机完成各种工作，是微机的指挥中心（微机的心 脏）。 Intel和AMD公司是世界上最大的两家CPU生产商。(IBM、VIA)
2.3 微型计算机的性能指标
4. 存取周期 存取周期是指对存储器进行一次完整的存取(即读／写) 操作所需的时间，即存储器进行连续存取操作所允许的最短 时间间隔。
2.3 微型计算机的性能指标
5. 运算速度 运算速度是指微机每秒钟能执行多少条指令，单位用 MIPS(百万条指令／秒)。
2.4 计算机软件系统
内存
2.2 计算机硬件
② 只读存储器ROM ROM是一种只能读出不能写入和修改的存储器，其存储的 信息是在制作该存储器时就写入的（也称软件固化）。计算 机断电后，ROM中的信息不会丢失，即在计算机重新加电后， 其中保存的信息依然是断电前的信息，仍可被读出。
2.2 计算机硬件
(5)硬盘 硬盘是微机最主要的外存储器，它由多个同样大小、 涂有磁性材料的铝合金圆盘环绕一个共同的轴心组成，密 封在一个金属腔体内。
Apple II
IBM286
联想台式机
2.3 微型计算机的性能指标
2.内存容量 内存容量即内存的大小，即微 机配置的RAM存储器的总字节数。 内存容量是衡量微机信息处理能 力强弱的一个重要性能指标。
2.3 微型计算机的性能指标
3.主频 主频是指CPU的内部时钟 频率，决定了CPU的内部运 算速度。
内存按照存取方式分为随机存储器（Random Access Memory，RAM）和只读存储器（Read Only Memory，ROM）。
2.2 计算机硬件
① 随机存储器RAM 常见的RAM类型有三种：SDRAM、DDRAM和RDAM。目前， SDRAM正在慢慢退出了主流市场，DDRAM成为最常用的内存 类型，而RDAM则由于价格高昂等原因市场份额很小。
扇区 磁头
柱面 移动头磁盘示意图
磁道
2.2 计算机硬件
① 普通硬盘 硬盘按盘径大小可分为5.25英寸、3.5英寸、2.5英 寸、1.8英寸等数种。后两种常用于笔记本计算机及部分 袖珍精密仪器中，现在台式计算机常用3.5英寸的硬盘。
硬盘
2.2 计算机硬件
② 固态硬盘 2009年OCZ发布了固态硬盘（Solid State Disk，简称 SSD），SSD受到了极大的关注。
2.2 计算机硬件
a.U盘 U盘一般只有钥匙大小，存储容量从最初的16MB、 32MB发展到现在可达512GB，甚至达1TB。
U盘
2.2 计算机硬件
b.移动硬盘 移动硬盘一般采用笔记本硬盘，因而可以提供 相当大的存储容量，是一种较具性价比的移动存储 产品。目前主流产品的存储空间是500GB～16TB。
2.1 冯·诺依曼结构计算机的工作原理
冯·诺依曼结构计算机的工作原理
计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备 五大部分组成。 目前计算机的基本思想仍是美籍匈牙利数学家冯· 诺依曼 1946年提出的，其中心就“存储程序”。 原则上指令和数据一起存储。 这个概念被誉为“计算机发展史上的一个里程碑。 它标志着电子计算机时代的真正开始，指导着以后的计算 机设计。
摄像头
2.2 计算机硬件
(7)输出设备 输出设备的功能是将内存中经CPU处理过的信息以人们 能接受的形式输送出来。 微型计算机中常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪、 声音输出设备（音箱、耳机）等。
2.2 计算机硬件
① 显示器 显示器是微机不可缺少的输出设备，是人与计算机交流的 主要渠道。可显示输入的程序或数据，显示程序的运行结果等。
扫描仪
2.2 计算机硬件
④ 条形码阅读器
条形码是由一组规则排列的条、空及其对应字符组成的标记。条的反射 率较低，空的反射率较高。通常采用两种对比度高的颜色来分别构成条和空。 阅读条形码要用专门的条形码阅读器在条形码上扫描。条形码阅读器通 常带有一个发光装置，将光线照射到条码上，用光敏元件接收反射光。由于 深浅不同的线条反射的光强度不同，得到高低不同的电平信号，经译码装置 转换为一组数字信号后输入计算机。
2.1 冯·诺依曼结构计算机的工作原理
主讲：朱东鸣（教授）
2.1 冯·诺依曼结构计算机的工作原理
冯·诺依曼生平
约翰.冯诺依曼(John VonNouma,1903-1957)，美籍 匈牙利人，1903年12月28日出生在匈牙利布达佩斯。 1926年以优异成绩获得布达佩斯大学数学博士学位。 1931年成为普林斯顿大学终身教授，是普林斯顿大 学、宾夕法尼亚大学、哈佛大学、伊斯坦堡大学等荣 誉博士，是美国国家科学院院士；1954年任美国原子 能委员会委员；1951年至1953年任美国数学会主席。 1957年2月8日因患癌症在华成盛顿去世，终年54岁。
1394a、1394b接口
USB2.0 接口 图2-12 移动硬盘 移动硬盘
2.2 计算机硬件
c.光盘存储器 光盘存储器是一种利用激光技术存储信息的装置，光 盘存储器由光盘片和光盘驱动器构成。目前用于计算机系 统的光盘可分为：只读型光盘(CD-ROM)、一次写入型光盘 （CD－Recordable)、可擦写型光盘(Erasable Optical Disk)和数字多功能光盘（DVD）。光盘驱动器又分为普通 光驱、光盘刻录机和DVD光驱。