简述微型计算机系统的组成
第1章 微型计算机系统概述
【学习目标】 了解微型计算机的发展。 了解微型计算机的特点。 认识微型计算机系统的组成。 了解微型计算机的主要性能指标。
1.1 微型计算机概况
世界上第一台电子计算机早在1946年就诞生了，然而微 型计算机在1971年才问世，它具有众多优点，其应用更 加广泛。微型计算机（见图1-1）具有体积小、重量轻、 耗电少、性价比最优、可靠性高、结构灵活等特点，其 应用深入到社会生活中的各个领域，并取得了飞速的发 展。计算机不仅能够完成数学运算，而且还可以进行逻 辑运算，同时还具有推理判断的能力。因此，人们又称 它为电脑。现在，科学家们正在研究具有思维能力的智 能计算机。随着科学技术的发展，人们对计算机的认识 也在不断地深入
操作系统方面
主流的操作系统有Linux、UNIX （System Ⅴ、UNIX BSD、SCO UNIX、 Solaris等）、Windows系列（现在主要有 Windows 98、Windows NT、Windows 2000、Windows XP、Windows 2003、 Windows CE等）等。
图1-1 现代微型计算机
1.1.1 微型计算机的发展
现将有关计算机中央处理器（CPU）的一些基本概念介绍 如下： 中央处理器（CPU）是指把运算和控制功能集成在一起的 那块芯片，这块芯片俗称主机。 微型计算机系统是由中央处理器（CPU）配上一定容量的 存储器（或内存）、接口电路以及必要的外部设备组成。 单板机是指把CPU、一定数量的存储器芯片和I/O接口芯 片装在一块印刷电路板上，并在该板上配以具有一定功能的 输入、输出设备。 单片机是指把CPU、一定容量的存储器和必要的I/O接口 电路集成在一个硅片上。有的单片机还包括模数（A/D）和 数模（D/A）转换器。
微型计算机系统
8.微型计算机硬件系统是由__组成的 A．主机和外部设备 √ B．主机和操作系统 C．CPU和输入输出设备 D．内存、外存和输入输出设备 9.计算机的内存容量通常是指 A．RAM的容量 √ B．RAM与ROM的容量和 C．软盘与硬盘的容量和 D．所有存储器容量的总和
10.下列几种存储器中,存取速度最快的 是 A．内存储 B．高速缓存 √ C．硬盘存储器 D．软盘存储器
7.我们说某计算机的内存是256MB,就是
指它的容量为 字节 A．256×1024×1024 √ B．256×1000×1000 C．256×1024 D．256×1000
√
1、下列哪一项表示一个完整的计算机 系统 A 、主机、键盘、显示器 B 、主机和它的外围设备 C、系统软件和应用软件 D、硬件系统和软件系统
址符号代替操作数。是面向机器的语言。
高级语言：由各种意义的“词”和“数
学公式”按照一定的“语法规则”组成的。 面向问题的。如：PASCAL、BASIC、C语言
源程序
汇 编 语 言 程 序
翻译 编译程序
目标程序
机 器 语 言 程 序
高 级 语 言 程 序
软 件 系 统 层 次
用 户 程 序 应用软件包
硬盘和硬盘驱动器，简称硬盘。 硬盘和硬盘驱动器是不可分离的
关 于 软 盘
光盘和光驱、软盘和软驱是分离的。
写 保 护 口
最小存储单位：位（bit）
基本存储单位：字节(Byte) 存储1个阿拉伯数 字或1个英文字母占用 1Byte的存储空间，存 储一个汉字通常占用 2Byte的存储空间。
1个汉字占（）个二进制位。2个呢？
语言处理系统 服务性程序
外
操 作 系 统
内
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。
微型计算机原理习题及解答
微机原理习题1、微处理器、微型计算机和微型计算机系统三者之间有什么不同?答：微型计算机系统：包括微型计算机的硬件系统和必要的系统软件。
微型计算机的硬件系统包括：微型计算机和外围设备。
微型计算机：主要是由微处理器（MPU）、存储器（ROM、RAM）、I/O接口、系统总线组成。
微处理器（MPU）：是用微电子技术将中央处理器（CPU）集成在一块芯片中制成的超大规模集成电路（IC），从逻辑的角度看，其内部主要包括：运算器（或称算术逻辑单元（ＡＬＵ））、控制器和一定数量的寄存器组成。
2、控制总线传输的信号大致有哪几种?答：控制总线用来传输控制信号，协调各部件之间的工作；控制总线是双向的；控制总线包括CPU送往存储器和输入／输出接口电路的控制信号，如读信号、写信号和中断响应信号等；控制总线还包括其他部件送到CPU的信号，比如，时钟信号、中断请求信号和准备就绪信号等。
3、微型计算机采用总线结构有什么优点?答：采用总线结构的优越性主要表现在两个方面：①简化系统的设计，使CPU、RAM、ROM、I/O接口的设计简单化、标准化，使复杂的硬件系统变为面向总线的单一关系。
②方便系统的硬件扩充——一个部件只要符合总线标准，就可以连接到采用这种总线标准的系统中。
4、简述8086 CPU的逻辑结构。
答：从逻辑功能上，8086分为两部分：总线接口部件BIU(Bus Interface Unit)；执行部件EU(Execution Unit)。
其中，总线接口部件包括：地址加法器、段寄存器组、IP指针、指令队列缓冲器、和输入输出控制电路；执行部件包括：运算器、通用寄存器组、标志寄存器、和执行部分的控制电路。
5、8086／8088 和传统的计算机相比在执行指令方面有什么不同? 这样的设计思想有什么优点?答：传统的计算机都是按照下面3个步骤循环工作的：①从指令指针所指的内存单元中取一条指令送到指令寄存器。
②对指令进行译码，而指令指针进行增值，以指向下一条指令的地址。
第二章 微型计算机系统
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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
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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：
微型计算机基础
2.1
微型计算机基础
微型计算机基本结构
微型计算机又称为PC机，由硬件系统和软件系统两大部分组 成。
2.1.1微型计算机的概念结构 如图所示，是微型计算机的典型 组成结构示意图，从图中我们 可以看出，微型计算机由微处理 器CPU①、一定容量的内部存储 器（包括②ROM、RAM）、 ③输入/输出接口电路组成。 各功能部件之间通过④总线有机地 连接在一起，其中微处理器是整个微型计算机的核心部件。
②数据总线(Data Bus) 数据总线是CPU用来传送数据信息的信号线（双向、三 态）。数据总线是双向三态总线，即数据既可以从CPU送到 其它部件，也可以从其它部件传送给CPU，数据总线的位数 和处理器的位数相对应。 ③控制总线(Control Bus) 控制总线是用来传送控制信号的一组总线。这组信号线比较 复杂，由它来实现CPU对外部功能部件（包括存储器和I/O 接口）的控制及接收外部传送给CPU的状态信号，不同的微 处理器采用不同的控制信号。 控制总线的信号线，有的为单向，有的为双向或三态，有的 为非三态，取决于具体的信号线，但作为整体是双向的，以 双向线表示。
4 ）总线 微型计算机大多采用总线结构，因为在微型计算机系统中， 无论是各部件之间的信息传送，还是处理器内部信息的传 送，都是通过总线进行的，系统中各功能部件之间的相互 关系变为各个部件面向总线的单一关系。 问题：什么是总线 所谓总线，是连接多个功能部件或多个装置的一组公 共信号线，用作微机各部分传递信息所共同使用的“高速 信息公路”。 按在系统中的不同位置，总线可以分为内部总线和外 部总线。内部总线是CPU内部各功能部件和寄存器之间 的连线；外部总线是连接系统的总线，即连接CPU、存 储器和I/O接口的总线，又称为系统总线。
微型计算机硬件组成
微型计算机系统也由硬件和软件两大部分组成3.1 微型计算机3.1.1 微型计算机概述1)微型计算机与大、中、小型计算机的区别在于微型计算机的CPU采用了大规模和超大规模集成电路技术。
2)通常将微型计算机的CPU芯片称作微处理器（Micro ProcessingUnit，MPU），微型计算机的发展是与微处理器的发展同步的。
3)摩根定律：计算机的CPU性能每18个月，集成度将翻一番，速度将提高一倍，而其价格将降低一半。
4)微型计算机的发展方向：➢高速化➢超小型化➢多媒体化➢网络化➢隐形化3.1.2 微型计算机分类1)按组成结构分类根据微型计算机的CPU、内存、I/O接口和系统总线组成部件所在的位置可分为：①单片机：组成部分集成在一个超大规模芯片上，具有体积小、功耗低、控制能力强、扩展灵活、微型化和使用方便等有点，广泛用于控制、仪器仪表、通信、家用电器等领域。
②单板机：各组成部分装配在一块印刷电路板上，单板机结构简单、价格低廉、性能较好，常用于过程控制或作为仪器仪表的控制部件。
由于单板机易于使用、便于学习，所以普遍将其作为学习微型计算机院里的实验机型。
③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)按用途分类微型计算机按用途可分为台式、便携式、手持式等。
3)微型计算机的主要性能指标①CPU指标：主要包括CPU字长、时钟频率②运算速度：平均运算速度，即每秒钟所能执行的指令条数。
③内存容量：反映了内存储器的存储数据的能力。
存储容量越大，其处理数据的范围就越广，并且运算速度一般也越快。
3.2微型计算机硬件系统现流行的微型计算机，他们的基本结构都是由显示器、键盘、主机构成。
台式计算机的主机安装在主机箱内：系统主板（主机板/母板）、硬盘驱动器、CD-ROM驱动器、软盘驱动器、电源、显示器适配器（图形加速卡/显示卡）等。
3.2.1 主板1)主板架构➢系统主板是微型计算机中最大的集成电路板，是微型计算机中各种设备的连接载体。
微机原理及应用答案
微机原理及应用答案1．微型计算机由哪些部件组成？各部件的主要功能是什么？微机系统微型计算机系统软件外围设备：打印机、键盘、CRT、磁盘控制器等微处理器（CPU）系统总线：AB、CB、DB （功能：为CPU和其他部件之间提供数据、地址和控制信息的传输通道）存储器：只读存储器（ROM）、随机存储器（RAM）（功能：用来存储信息）输入/输出（I/O）接口：串/并行接口等（功能：使外部设备和微型机相连）算术逻辑部件(ALU）累加器、寄存器控制器操作系统（OS）系统实用程序：汇编、编译、编辑、调试程序等（注：CPU的功能－－①可以进行算术和逻辑运算；②可保存少量数据；③能对指令进行译码并执行规定的动作；④能和存储器、外设交换数据；⑤提供整修系统所需要的定时和控制；⑥可以响应其他部件发来的中断请示。
）2． 8086/8088 CPU 由哪两部分组成？它们的主要功能各是什么？是如何协调工作的？微处理器（CPU）总线接口部件(BIU）：负责与存储器、I/O端口传送数据执行部件（EU）：负责指令的执行协调工作过程：总线接口部件和执行部件并不是同步工作的，它们按以下流水线技术原则来协调管理：① 每当8086 的指令队列中有两个空字节，或者8088 的指令队列中有一个空字节时，总线接口部件就会自动把指令取到指令队列中。
② 每当执行部件准备执行一条指令时，它会从总线接口部件的指令队列前部取出指令的代码，然后用几个时钟周期去执行指令。
在执行指令的过程中，如果必须访问存储器或者输入/输出设备，那么，执行部件就会请求总线接口部件进入总线周期，完成访问内存或者输入/输出端口的操作；如果此时总线接口部件正好处于空闲状态，那么，会立即响应执行部件的总线请求。
但有时会遇到这样的情况，执行部件请求总线接口部件访问总线时，总线接口部件正在将某个指令字节取到指令队列中，此时总线接口部件将首先完成这个取指令的操作，然后再去响应执行部件发出的访问总线的请求。
第2章微型计算机的组成及应用
2. 微型计算机分类
按主机、I/0接口和系统总线组成部件所在位置 划分为：
① 单片机：组成部件集成在一个超大规模芯片 上，用于控制仪器仪表等。、
② 单板机：各组成部件装配在一块电路板上， 常用于实验控制。
③ 多板机：各组成部件装配在多块电路板上， 如台式微型计算机、便携式PC机。
2.1.2 微型计算机系统的配件
2.4.2 CMOS
“小随机存储器”，靠电池供电。用于保存系统当 前配置，如系统日期和时间、硬盘格式和容量、内存 容量等。这些信息既是系统启动时必读信息，也是更 新硬件时要修改的信息。
2.4.3 高速缓存Cache
为了解决CPU与内存之间速度不匹配的问题，引 入高速缓存技术。高速缓存介于内存和CPU之间，是高 速存取信息的芯片。它存取速度比内存快，但容量不 大，主要用于存放当前使用最多的程序段和数据块， 并以接近CPU的速度向CPU提供程序指令和数据。
AGP（Accelerated Graphics Port）扩展槽：专门用于图形显示 卡，是在PCI总线基础上发展起来的，主要针对图形显示方面 进行了优化。AGP插槽通常是棕色，随着显卡速度的提高， AGP接口已经不能满足显卡传输数据速度的要求，目前AGP 显卡已经逐渐被PCI Express接口显卡所取代。
2.4 微型机系统存储器
内存是微机重要配置之一，内存容量及性能是影响微机性 能的重要因素。在Pentium Ⅲ系列微型计算机中，内存条以使 用168 Pin SDRAM(同步动态随机存取存储器 )型为主，目前在 Pentium 4系列微型计算机中，多数采用DDR内存条。
图2.3.1 微型计算机内存储器（条）
为方便识别主板上的各种接口，PC99技术规格规 范了主板设计要求，提出主板各接口必须采用颜色识 别标识。
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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简述微型计算机系统的组成
微型计算机系统是一种用于完成特定任务的小型计算机系统。
它由处理器、存储器、输入输出设备及其他电子电路元件组成，能够按照预先编程程序完成特定任务。
由于它的小巧紧凑，普及率较高，微型计算机系统在企业、政府机构、学校和家庭中很常见。
微型计算机系统组成：
（1）中央处理器（CPU）：
CPU是微型计算机系统的核心，用于处理系统中的所有计算任务。
它能够接收程序指令，根据这些指令处理数据，从而完成任务。
（2）存储器：
存储器是微型计算机系统的记忆单元，用于存储程序指令和数据。
其中，主存储器（主存）是CPU的直接工作单元，而从属存储器（从存）则为CPU提供额外的数据存储空间。
（3）输入输出设备：
输入输出设备是微型计算机系统中与外界进行信息交互的重要
元件。
它们接收外部输入信号，并将计算机处理后的结果输出到外界。
常见的输入输出设备有键盘、鼠标等。
（4）控制器：
控制器是微型计算机系统中的主要控制元件，用于协调各种设备之间的工作。
它能够根据程序指令把正确的信号和数据发送给各种部件，从而协调其它元件对数据进行处理。
（5）其他电子电路元件：
微型计算机系统中还包括其他一些电子电路元件，如定时器、比较器、变换器等，它们用于协调处理器、存储器、输入输出部件之间的工作。
以上就是微型计算机系统的主要组成。
微型计算机系统的程序和数据通过专用软件编写，经过编译和链接后，可以存储到存储器中，然后CPU可以调用它完成特定的任务。
微型计算机系统的组成结构非常清晰，易于检修和维修，这也是它流行的一个重要原因。