微机硬件系统的组成
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。
微机硬件系统的基本组成

微机硬件系统的基本组成
微机硬件系统的基本组成包括:
1.中央处理器(CPU):是微机系统的核心组件,主要负责数据处理、控制和计算等功能。
2.内存(RAM):主要用于存储在运行程序时需要的数据、指令和结果等信息。
3.输入设备:用于将用户或其他设备输入的信息转换成计算机可识别的格式,例如键盘、鼠标、扫描仪等。
4.输出设备:用于将计算机处理结果转换成人类可识别的形式,例如显示器、打印机、音箱等。
5.存储设备:用于长期存储数据和程序,例如硬盘、光盘、U盘等。
6.总线:用于连接各个硬件部件的数据通道,例如系统总线、扩展槽、串行接口等。
7.电源:用于提供电压和电流来驱动硬件系统,例如电源适配器、电池等。
以上是微机硬件系统的基本组成。
微型计算机系统的组成

CPU主频、外频和倍频系数关系如下: CPU主频 = CPU外频 × 倍频系数 (5)前端总线频率。前端总线(FSB:Front Side Bus) 指主板芯片组中的北桥芯片与CPU之间传输数据的通 道,因此也可以称为是CPU的外部总线。
图 2-5 80486
图 2 -6 P en tiu m P ro
微型计算机系统的组成
2.2 中央处理器CPU
2.2.1 CPU主要指标、技术和发展 3、CPU的发展
几种CPU的外观图如下所示。
图 2 -7 C elero n
图 2 -8 P en tiu m 4
图 2 -9 Itan iu m
微型计算机系统的组成
输出设备
机 外存储器
系
统
操作系统
的
语言处理系统
系统软件
组
系统服务程序
成
软件系统
数据库管理系统
文字处理软件
应用软件
表格处理软件 辅助设计软件
返回本章目录
微型计算机系统的组成实时控制软件
2.2 中央处理器CPU
2.2.1 CPU主要指标、技术和发展 1、CPU主要性能指标 (1)CPU字长:CPU的字长(位数)通常是指
2.1 概述
2.1.2 软件系统
系统软件
监控程序 操作系统 编辑程序 解释程序 编译程序 诊断程序
软件 程序设计语言
机器语言 汇编语言 高级语言
应 用 软 件 :如 软 件 包 、数 据 库 等
微型计算机系统的组成
主机
中央处理器
运算器 控制器
内存储器
计算机硬件的组成

计算机硬件的组成微型计算机系统是由硬件系统和软件系统组成。
硬件系统是构成计算机系统的物理实体,例如显示器、机箱、键盘、鼠标等,都是看得见的部分。
硬件系统的基本任务是接受计算机程序,并在程序的控制下完成数据输入、数据处理、和输出等任务。
计算机系统的组成结构示意图如下:CPU主机板主机内存储器各种功能卡板计算机硬件系统外存储器输入设备外设输出设备计算机系统操作系统语言处理系统系统软件各种服务程序计算机软件系统用户程序字表图形处理软件应用软件游戏娱乐软件计算机硬件系统和软件系统即是相互依存又是互为补充的。
下面我们主要介绍一下微机的硬件知识:所谓硬件硬件:一般我们看到的电脑都是由:主机(主要部分)、输出设备(显示器)、输入设备(键盘和鼠标)三大件组成。
而主机是电脑的主体,在主机箱中有:主板、CPU、内存、电源、显卡、声卡、网卡、硬盘、软驱、光驱等硬件。
其中,主板、CPU、内存、电源、显卡、硬盘是必须的,只要主机工作,这几样缺一不可。
从基本结构上来讲,电脑可以分为五大部分:运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备。
下面我将一步一步的来揭开它们的神秘面纱。
(一)机箱首先来看看机箱,机箱除了给计算机系统建立一个外观形象之外,还为计算机系统的其它配件提供安装支架。
另外,它还可以减轻机箱内向外辐射的电磁污染,保护用户的健康和其它设备的正常使用,真可称的上是计算机各配件的“家”。
目前市场上的主流产品是采用ATX结构的立式机箱,AT结构的机箱已经被淘汰了。
机箱内部前面板侧有用于安装硬盘、光驱、软驱的托架,后面板侧上部有一个用来安装电源的位置,除此之外,其风部还附有一些引线,用于连接POWER键,REST键,PC扬声器,以及一些指示灯。
其内部结构如图所示(二) 主板主板(英文名Mainboard 或 Motherboard)是计算机系统中最大的一块电路板,主板又叫主机板、系统板、或母板,它安装在机箱内,也是微机最重要的部件之一,它的类型和档次决定整个微机系统的类型和档次。
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
微型计算机的硬件组成

微型计算机的硬件组成一、CPU、内存、接口和总线的概念点击折叠视频:CPU、内存、接口和总线的概念1微型计算机的结构微型计算机包含了多种系列、档次和型号等。
这些计算机的共同特点是体积小,适合放在办公桌上使用,而且每个时刻只能一人使用,因此又称为个人计算机(PC)。
图1-3是PC的典型结构。
2主板主板是固定在微型计算机主机箱箱体上的一块电路板。
主板上装有大量的有源电子元件。
其中主要组件有CMOS、基本输入输出系统(BIOS)、高速缓冲存储器(cache)、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(提供ISA、PCI 等扩展槽)、串行接口(COM1、COM2)、并行接口(打印机接口LPT1)、USB接口等。
因此,主板是计算机各种部件相互连接的纽带和桥梁。
3中央处理器中央处理器(CPU)是计算机的核心,包括运算器、控制器和寄存器等。
计算机的运转是在CPU的指挥控制下实现的,所有的算术运算和逻辑运算都是由它完成的。
因此,CPU是决定计算机速度、处理能力和产品档次的关键部件。
图1-3 PC的典型结构4内存储器存储器分为内存储器和外存储器,通常分别简称为内存和外存。
内存是计算机的主要工作存储器,是计算机用于直接存取程序和数据的地方。
计算机在执行程序前必须将程序和数据装入内存中,这种装入信息的操作称为“写入”;所执行的指令及处理的数据,也必须从内存取出,这种取出信息的操作称为“读出”。
存储器读出信息后,原内容保持不变;向存储器写入信息,则原内容被新内容所代替。
由于内存是由半导体器件构成的,没有机械装置,所以内存的读写速度远远高于外存,但容量也相对较小,主要用来存放计算机正在使用的程序和数据。
内存又分如下两种:(1)只读存储器ROM只读存储器(Read Only Memory,ROM)存储的内容由厂家一次性写入,并永久保存下来,用户只能从ROM读出原有内容,不能再向其写入新内容,因此称为只读存储器。
微型计算机硬件组成.ppt

计算机文化基础
5
常见微机系统
平板电脑 移动计算机
计算机、电视、影 音三模式
家庭网络计算机
6
微机基本结构 显示器、键盘和主机
7
2.1.2 微型计算机的分类
1 按组成结构分类 单片机 组成部分集成在一个超大规模芯片上,广泛 用于控制、仪器仪表、通信、家用电器等领域。 单板机 各组成部分装配在一块印刷电路板上,常用 于过程控制或作为仪器仪表的控制部件 。 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
计算机系统的组成
运算器
CPU
寄存器 控制器
硬件
主机
内存
随机存储器(RAM) 只读存储器(ROM) 高速缓冲存储器
计
输入设备:键盘、鼠标、扫描仪
算 机
外部设备
输出设备:显示器、打印机 外 存:软、硬盘、光盘、闪存
系
网络设备:网卡、调制解调器等
统
操作系统:Windows、Unix、Linux
系统软件 语言处理程序:C、Pascal、VB等
使用单片机芯片构成的仿真系统。
有镜像功能的单板机
2019/12/17
计算机文化基础
9
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 全新的多媒体处理芯片、多媒体和超媒体系 统的开发和标准化、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。
主板板载了四条DDR2内存插槽,支持 最高8GB DDR2-800内存容量和双通道 技术。另外,内存插槽的周围布满了不 少铝壳固态电容,内存的工作稳定性完 全得以保障。
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。
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微型计算机系统基本组成
主机 硬 件 系 统
中央处理单元 主(内)存储器
运算器 控制器 RAM ROM
外(辅)存储器(磁盘、光盘)
微型计算机系统
外设
输入设备(键盘、鼠标等) 输出设备(显示器、打印机等)
操作系统(DOS、Windows等)
系统软件
程序设计语言处理程序
性能指标:内存容量、存取周期、性能价格比 分类:只读存储器(ROM、PROM、EPROM、
E2PROM) 随机存储器(SRAM、DRAM)
❖ 高速缓冲存储器(Cache)二级缓存,解决CPU与普 通RAM之间速度不匹配的问题。
硬件系统——内存储器
常见的几种内存条
硬件系统——外存储器
功能和特点:
声卡的总线接口有ISA和PCI两种,PCI已经 成为主流。声卡除了发声以外,还提供录入、 编辑、回放数字音频和进行MIDI音乐合成的能 力。
扬声器主要有音箱和耳机两类。
硬件系统——输出设备
PCI声卡
硬件系统——输出设备
投影机
实物投影机
硬件系统——连接结构
总线结构图
组成:
运算器:加法器、移位求反电路及标志寄存器等 控制器:指令寄存器、译码器、程序计数器、操作控制器
功能:运算处理、数据传输、整体控制 分类:8位、16位、32位和64位 性能指标:
字长:决定能力。
指微处理器在每个时钟周期内能够处理数据的二进制位数。
主频:决定速度。
指微处理器的主时钟在每秒钟内所发出的脉冲信号的数量。
外存储器用来存放需要永久保存的或相 对来说暂时不用的各种数据和程序。外存储 器不能被CPU直接访问,必须通过专门设备 将存储在外存中的信息先调入内存中才能为 CPU所利用。外存存取速度慢,但存储容量 大,价格低廉,而且大部分可以移动,便于 不同计算机之间进行信息交流。
硬件系统——外存储器
U盘,全称USB闪存盘,英文名“USB flash disk”。 是使用最多的一种存储设备,它不需要专门的驱动器, 直接采用USB接口与主机传输数据。实现即插即用。
(4) 运算器负责对数据进行加工处理(即对数据进行算术 运算和逻辑运算)。
(5) 输出设备(如显示器、打印机等)将计算机中信息 (包括数据和程序结果)传送到外部介质(如纸张或磁盘 等),供用户查看或保存。
硬件系统——微处理器
微处理器(中央处理器, CPU ) 是 电 脑 中 最 关 键 的 部 件 , 是由超大规模集成电路(VLSI) 工艺制成的芯片,它由控制器、 运算器、寄存器组和辅助部件 组成。
几种类型的CPU(AMD、奔腾4、酷睿i7)
硬件系统——内存储器
功能和特点:用来存放微机正在运行的程序和数
据。它是采用大规模、超大规模集成电路工艺制造的 半导体存储器,具有密度大、体积小、重量轻、存取 速度快等优点
内存结构和编址:内存空间在物理上是以8位二
进制作为一个存储单元,即按字节来组织的,为了区 分不同的存储单元,内存中每个存储单元各有一个固 定的编号,这个编号称为地址。
鼠标
鼠标根据其使用原理可分为:机械鼠标、光电鼠标和 光电机械鼠标。
硬件系统——输入设备
扫描仪
平板扫描仪
手持扫描仪
硬件系统——输入设备输入设备
条形码阅读器
游戏手柄
硬件系统——输出设备
功能:
输出设备是将计算机中的数据信息传送 到外部媒介,并转化成某种为人们所认识的 表示形式。
硬件系统——输出设备
显示器
显示适配器(显卡)
硬件系统——输出设备
打印机的几种类型
热升华打印机
喷蜡打印机
喷墨打印机
针式打印机
激光打印机
硬件系统——输出设备
声音输出设备
声音输出设备包括声卡和扬声器两部分。按 分辨率分为8位、16位、32位、64位,位数越 高,效果越好。并且使用三维环绕立体声技术, 使微机具有音响的功能。
硬件系统——外存储器
硬盘存储器
硬 盘 存 储 器 , 简 称 为 硬 盘 ( Hard disk),由硬盘片、硬盘控制器、硬盘驱 动器及连接电缆组成。其特点是:存储容 量大、存取速度快。
硬件系统——外存储器
光盘存储器
光盘(Optical Disk)是利用激光进行 读写信息的圆盘。光盘存储器系统是由光盘 片、光盘驱动器和光盘控制适配器组成。
常见的光盘存储器和类型有CD-ROM(只 读),CD-R(一次性写入),CD-RW(可改 写)和DVD-ROM等
硬件系统——外存储器
光盘及光盘驱动器
硬件系统——输入设备
功能:
输入设备是向计算机中输入信息(程序、 数据、声音、文字、图形、图像等)的设备。
常用设备:
键盘、鼠标器、图形扫描仪、数字化仪、 条形码输入器、光笔、数码相机、触摸屏等。
硬件系统——输入设备
键盘
键盘是计算机必备的标准输入设备,用户 的程序、数据以及各种对计算机的命令都可以 通过键盘输入。
如下图所示为104键键盘,可分为主键盘 (打字)区、功能键区、控制键区、数字键盘 区。
硬件系统——输入设备
功能键
编辑键
主键盘和 打字键
控制键
状态显示灯 小数字键
104键键盘
硬件系统——输入设备
常用输出设备:
微型计算机中常用的输出设备有显示器、 打印机、绘图仪、投影机等。
硬件系统——输出设备
显示器
显示器由监视器和显示控制适配器(显示 卡)组成。显示器可以分为单色显示器和彩色 显示器两种。有CRT显示器和液晶显示器主要 性能指标为分辨率。目前常用显示器分辩率为 800 × 600、1024 × 768等。
软 件
开发工具、网络软件、诊断程序
系 统
应用软件——各种软件包、网络套件等
硬件系统基本功能
(1) 输入设备(如键盘、扫描仪等)把用户的信息(包括 数据和程序)输入到计算机中。
(2) 存储器(半导体或磁盘等)存储数据和程序,并根据 控制命令提供这些数据和程序。
(3) 控制器负责对程序所规定的指令进行分析,控制并协 调输入、输出操作或对内存的访问。