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微型筹划

日期:2019-10-02 20:25 来源: 微型计算

  

微型筹划

  

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  微型计算机系统 学习目的: 微型计算机是大规模或超大规模集成电路和计算机技术结合的产物,自美国 IBM 公司于 1981 年推出它的微型计算机系统后,在短短的 20 多年,微型计算机以其体积小、功能强、价格低、使用方便等优点迅猛发展,现已成为国内外应用最广泛、最普及的一类计算机。 通过这次学习,使大家初步了解微型计算机硬件系统。 1、微型计算系统的组成 微型计算机也称微机、电脑(更多的用户将“电脑”作为微型计算机的代名词)、个人计算机、PC(Personal Computer)、MC(Micro computer)等,是计算机家族中的一员。普通用户日常所见到的和接触的大多都是微型计算机,如台式机、一体机、笔记本和平板电脑。 微型计算机和其他计算机一样,也是由运算器、控制器、存储器、输入和输出设备 5 大部件组成的。随着大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展,将运算器和控制器集成在一片很小的半导体芯片上,这种芯片称为微处理器( CPU )。以微处理器为基础,配以存储器、 I/O 设备、连接各部件的总线和足够的软件就构成了微型计算机系统。 微型计算机系统结构图 简单地说,微型计算机系统是由硬件系统和软件系统两大部分组成。其中硬件系统主要包括 CPU 、主板、存储器和输入输出设备等;软件系统主要包括系统软件和应用软件,它们也包括了若干种分类。 2、微型计算机硬件系统 计算机硬件是指看得见摸得着的物理装置,即机械器件、电子线路等设备, 它是计算机系统的物质基础 ,也是软件系统得以正常运行的平台。 从外观上看,微型计算机硬件主要包括主机箱、显示器、常用 I/O 设备(如鼠标、键盘等)。其中,主机箱里装着微型计算机的大部分重要硬件设备,如 CPU 、主板、内存、硬盘、光驱、软驱、各种板卡,电源及各种连线等。 如果再配置声卡、音箱等,就构成了一台多媒体计算机。为了特殊用途,还需配置打印机、扫描仪等常用设备。 2.1 主机箱与电源 主机箱是指计算机硬件系统中用于放置主板及其他主要部件的容器(mainframe)。通常包括 CPU、内存、硬盘、光驱、电源、以及其他输入输出控制器和接口,如 USB 控制器、显卡、网卡、声卡等等。位于主机箱内的通常称为内设,而位于主机箱之外的通常称为外设(如显示器、键盘、鼠标、外接硬盘、外接光驱等)。 主机箱保护这些组件不受到碰撞,减少灰尘吸附,减小电磁辐射干扰。 计算机电源是一种安装在主机箱内的封闭式独立部件,它的作用是将交流电通过一个开关电源变压器换为5V,-5V,+12V,-12V,+3.3V等稳定的直流电,以供应主机箱内CPU、主板、光驱、硬盘驱动及各种适配器扩展卡等系统部件使用。其性能的好坏,直接影响到其他设备工作的稳定性,进而会影响整机的稳定性。 2.2 CPU CPU(Central Processing Unit) 中文名称是中央处理器,微型计算机的 CPU 又称为微处理器,是计算机的核心部件,负责计算机系统中最重要的算术运算和逻辑运算。 CPU 是判断计算机性能高低的首要标准,它一般安插在主板的 CPU 插座上。 CPU 的主要性能指标有芯片型号,如 Pentium P III ;时钟频率,如 800MH Z ;字长,即计算机一次能处理的二进制位数,通常计算机的字长为16位(早期),32位、64位,字长越长,计算机的运算速度和效率越高。 CPU 目前主要生产厂商有美国的 Intel( 英特尔 ) 、 AMD( 超微 ) 公司等, Intel 公司是 CPU 市场的老大。 2.3 主板 主板(Mainboard或Motherboard,简称M/B)实际上就是一块电路板,是计算机最基本也是最重要的部件之一。主板上集成了各式各样的电子零件并布满了大量的电子线路。主板是整个计算机内部结构的基础,无论是 CPU 、内存、显卡还是鼠标、键盘、声卡、网卡都是靠主板来协调工作的。因此,主板的好坏,将直接影响计算机性能的发挥。 2.4 I/O 接口 I/O 接口即输入( Input )、输出( Output )接口,是主机与外部设备交换信息的渠道。例如,显示器通过显卡接入主机,打印机通过 LPT( 并口 ) 接入主机,鼠标通过 COM( 串口 ) 、 PS/2 或 USB 接口接入主机等。 I/O 接口是计算机的重要组成部分,其主要功能一是承担主机与外设之间数据类型的转换,例如:显示器使用的是模拟信号,而主机使用的是数字信号,显卡使二者实现转换;二是协调主机与外部设备之间数据传输速度不匹配的矛盾,使之能同步地工作。 2.5 总线 总线是连接微型机 CPU 、内存储器和外部设备( I/O 设备)的公共信息通道。在总线上传送数据、地址和控制三种信号。传送数据信号的线称为数据总线 DB(Data Bus) ,传送地址信号的线称为地址总线 AB(Address Bus) ,传送控制信号的线称为控制总线 CB(Control Bus) ,目前微型计算机的总线由这三种总线构成。 微型计算机常用的总线有以下几种 : ISA 总线 ISA(Industry Standard Architecture) 总线 , 简称 AT 总线。为工业标准体系结构总线 位总线 微机。 EISA 总线 EISA ( Extension Industry Standard Architecture )总线 , 为扩展工业标准体系结构总线,是 ISA 总线 位总线,目前这种总线用在服务器系统板上。 VESA 总线 VESA ( Video Electronics Standard Architecture )总线 , 简称 VL 总线 微型机。 PCI 总线 PCI ( Peripheral Component Interconnect )总线 位总线 位数据传送。这种总线具有一个管理层,用来协调数据传输,可以支持 3 ~ 4 个扩展槽,数据传送率较高,目前主要用在服务器和 Pentium 微型机系统板上。 USB 总线 USB ( Universal Serial Bus )总线,它是由 Intel 公司提出的一种新型接口标准。利用它可以将一些低速设备(如键盘、鼠标、打印机、扫描仪)连接在一起。 USB 总线支持多个并行操作,能为设备提供电源。 2.6 存储器 存储器(Memory)是计算机系统中的记忆设备,用来存放程序和数据。计算机中全部信息,包括输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。它根据控制器指定的位置存入和取出信息。有了存储器,计算机才有记忆功能,才能保证正常工作。按用途存储器可分为主存储器(内存)和辅助存储器(外存),也有分为外部存储器和内部存储器的分类方法。外存通常是磁性介质或光盘等,能长期保存信息。内存指主板上的存储部件,用来存放当前正在执行的数据和程序,但仅用于暂时存放程序和数据,关闭电源或断电,数据会丢失。 2.61 内部存储器 内部存储器即内存,安装在主板上。是具有“记忆”功能的物理部件,由一组高集成度的 COMS 半导体集成电路组成,用来存放数据和程序。 下图为内存储器的一般外形。 内存储器通常分为只读存储器( Read Only Memory 简称 ROM )和随机存储器( Random Access Memory 简称 RAM )。 只读存储器用于存储由计算机厂家为该机编写好的一些基本的检测、控制、引导程序和系统配置等,如系统的 BIOS 即为 ROM 存储器。只读存储器的特点是存储的信息只能读出,不能写入,断电后信息不会丢失。 随机存储器的特点是既可以读出数据,也可以写入数据,因此随机存储器又称为可读写存储器。用于存放当前正在使用或常要使用的程序和数据。随机存储器只能在加电后保存数据和程序,一旦断电则其内所保存的所有信息将自然消失。 存储器的容量单位有:位 (Bit) 、字节( Byte )、千字节( KB )、兆字节( MB )、吉字节 (GB) 和太字节(TB)。 Bit 是最小的存储单位,可存放一位二进制数, 8 个 Bit 组成一个 Byte ,一个 Byte 可存放一个 8 位的二进制数或一个英文字符的编码,两个字节存放一个汉字编码。目前一般微型计算机的内存配置为: 512M 、 1G 、 2G、 4G 等。 存储容量的换算关系是: 1 B =8 bit 1 KB=210 B =1 024 B 1 MB=210×1KB= 1 024 KB = 210×210 B 1 GB=210×1 MB= 1 024 MB = 210×210×210 B 1TB=210×1GB=1 024GB 2.62 外部存储器 外存储器又称辅助存储器,它既是输入设备、又是输出设备,用于存放等待运行或处理的程序或文件,存放在外存储器中的程序必须调入内存储器才能执行,因此外存储器主要用于和内存储器交换信息。与内存相比,外存储器的主要特点是:存储容量大,价格便宜,断电后信息不会丢失,但存取速度慢。 硬盘是计算机中不可缺少的存储设备。一立运行的计算机如果没有硬盘,无论是操作系统、应用软件还是用户的文件都将无处保存。近年来,硬盘的技术进展速度比其他存储设备要快,容量越来越大,速度越来越快,价格却越来越低。如今在系统软件和应用程序的功能越来越多、占用存储空间越来越大的情况下,硬盘的这种发展趋势无疑给用户带来了很大的好处。 机械硬盘由金属磁片制成,而磁片有记功能,所以储到磁片上的数据,不论在开机,还是关机,都不会丢失。硬盘容量很大,目前已达TB级,尺寸有3.5、2.5、1.8、1.0英寸等,接口有IDE、SATA、SCSI等,目前SATA接口的硬盘最普遍。 使用硬盘时要注意以下几点: ① 保持使用环节的清洁。 ② 使用环境:温度 10 ℃ ~40 ℃,湿度 20%~80% 。 ③ 避免震动与冲击。 ④ 不要随意拆卸硬盘。 ⑤ 避免频繁的开关机器电源 。 ⑥ 计算机在运行时,不要随意移动计算机。 移动硬盘是以硬盘为存储介质,强调便携性的存储产品。目前市场上绝大多数的移动硬盘都是以标准硬盘为基础的,而只有很少部分的是以微型硬盘(1.8英寸硬盘等),但价格因素决定着主流移动硬盘还是以标准笔记本硬盘为基础。因为采用硬盘为存储介质,因此移动硬盘在数据的读写模式与标准IDE硬盘是相同的。移动硬盘多采用USB、eSATA等传输速度较快的接口,可以较高的速度与系统进行数据传输。 固态硬盘用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘,由控制单元和存储单元(FLASH芯片)组成。固态硬盘在产品外形和尺寸上也完全与普通硬盘一致但是固态硬盘比机械硬盘速度更快。 软驱即软盘驱动器,与主板用FDD接口连接。其基本作用是存取数据,也是数据交换的传递媒体。所使用的软驱主要是 1.44MB 软驱,软盘为 3.5 英寸软盘。现已淘汰。 光驱是电脑用来读写光碟内容的机器,也是在台式机和笔记本便携式电脑里比较常见的一个部件。随着多媒体的应用越来越广泛,使得光驱在计算机诸多配件中已经成为标准配置。目前,光驱可分为CD-ROM驱动器、DVD光驱(DVD-ROM)、康宝(COMBO)和刻录机等。读写的能力和速度也日益提升,4× 16× 32× 40× 48×。 2.7 显卡、网卡和声卡 显卡在工作时与显示器配合输出图形,文字,显卡的作用是将计算机系统所需要的显示信息进行转换驱动,并向显示器提供行扫描信号,控制显示器的正确显示,是连接显示器和个人电脑主板的重要元件,是“人机对话”的重要设备之一。 现在主要有ATI和AMD两家显卡公司。 ①接口:接显示器的信号线插头。 ②芯片:在图中的风扇下面,负责图像处理工作。 ③显存:是存放图像数据的地方。 声卡是组成多媒体电脑必不可少的一个硬件设备,其作用是当发出播放命令后,声卡将电脑中的声音数字信号转换成模拟信号送到音箱上发出声音。 网卡是工作在数据链路层的网路组件,是局域网中连接计算机和传输介质的接口,不仅能实现与局域网传输介质之间的物理连接和电信号匹配,还涉及帧的发送与接收、帧的封装与拆封、介质访问控制、数据的编码与解码以及数据缓存的功能等。网卡的作用是充当电脑与网线之间的桥梁,它是用来建立局网并连接到Internet的重要设备之一。 在整合型主板中常把显卡、声卡、网卡部分或全部集成在主板上。 ①RJ45接口 ②处理芯片 2.8 输入设备和输出设备 输入设备是指可以将程序、语音、图像、文字资料、数值数据等送入计算机进行处理的设备。微型计算机上使用的输入设备有键盘、鼠标、光笔、手写板、扫描仪、话筒等,常用的输入设备是鼠标和键盘。 输出设备的主要作用是把计算机处理的数据、计算结果等内部信息转换成人们习惯接受的信息形式输出,常见的输出设备有显示器、音箱、打印机、投影仪、绘图仪等。 1 2 3 1 2 * 台式电脑 一体电脑 笔记本电脑 平板电脑 电源 ①CPU插座 ②内存插槽 ③AGP插槽 ④PCI插槽 ⑤软驱接口 ⑥IDE接口 ⑦STAT接口 6 1 2 3 4 ⑧主板电源插座 ⑨CPU电源插座 ⑩ I/O接口 ? BIOS芯片 ?电池 ?北桥芯片 ?南桥芯片 5 7 8 9 10 11 12 13 14 VGA接口 USB2.0接口 DVI数字视频接口 HDMI数字视频/音频接口 eSATA接口 USB2.0接口 USB3.0接口 RJ45接口 Spdif数字音频接口 后置环绕喇叭接头 音频输入端口 麦克风端口 音频输出端口 中置/重低音喇叭接头 PS/2接口 *

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