微型计算机硬件组成.ppt

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1、1,目录,第 一 章 计算识与信息社会第 二 章 计算机基础知识第 三 章 微型计算机硬件组成 第 四 章 系统软件及其常用操作系统 第 五 章 应用软件和办公软件 第 六 章 网络基础第 七 章 Internet与Intranet第 八 章 数据库基础第 九 章 多媒体基础第 十 章 数据安全第十一章 程序设计基础,2,第三章 微型计算机硬件组成,3.1 微型计算机 3.2 微型计算机硬件系统,3,3.1 微型计算机3.1.1 微型计算机概述,20世纪70年代诞生微型计算机。微型计算机与大、中、小型计算机的区别在于微型机计算机的CPU采用了大规模和超大规模集成电路技术。通常将微型计算机的CP

2、U芯片称作微处理器（Micro Processing Unit，MPU）。微型计算机的发展是与微处理器的发展同步的。摩尔定律量化和揭示了微型计算机的这一独特的发展速度，而如今这一翻番的周期已缩短为12个月甚至更短。目前，微型计算机已达到了32位Pentium 4高速系列。,4,摩尔定律,5,微型计算机的发展方向,高速化 处理器主频 超小型化 典型的标志是笔记本电脑和PDA的流行。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。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。隐形化 今后将摆脱显示屏、键盘加主机的传

3、统形像，电视计算机、影音计算机等将大量出现。,6,3.1.2 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 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。,7,微型计算机的分类,单片机芯片在没有开发前，它只是具备功能极强的超大规模集成电路，如果赋予它特定的程序，它便构成一个最小的、完整的微型计算机控制系统，它与单板机或个人电脑有着本质的区别，单片机的应用

4、属于芯片级应用。单板机结构简单、价格低廉、性能较好。,使用单片机芯片构成的仿真系统。,有镜像功能的单板机,8,微型计算机的主要性能指标,微型计算机的主要性能指标 CPU指标 主要包括CPU字长、时钟频率。运算速度 计算机的运算速度通指平均运算速度，即每秒钟所能执行的指令条数。内存容量 内存容量反映了内存储器存储数据的能力。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。,9,3.2 微型计算机硬件系统,微型计算机基本结构,系统主板（又称母板）CPU硬盘驱动器DVD-ROM驱动器软盘驱动器显示器适配器内存电源,资料:主板图解,10,PC99规范要求主板各接口必须采用有色识别标识，方

5、便识别,3.2.1 系统主板,系统主板是微型计算机中最大的一块集成电路板，是微型计算机中各种设备的连接载体。主板在结构上主要有AT、ATX、NLX、EATX、WATX以及BTX等类型。它们的区别主要在于板上各元器件的布局排列方式、尺寸大小、形状以及所使用的电源规格和控制方式的不同。ATX是目前最常用的主板结构，扩展插槽较多，配合ATX电源，可以实现软关机和Modem远程遥控开关机等功能。,11,系统主板,内存,总线插槽,接口卡,CPU,串行接口,USB接口,12,芯片组,芯片组决定了主板的结构及CPU的使用。根据芯片的功能，可分为南桥芯片和北桥芯片。,南桥芯片主要负责I/O接口控制、IDE设备

6、（硬盘等）控制以及高级能源管理等；北桥芯片负责与CPU的联系并控制内存、AGP、PCI数据在北桥内部传输，由于北桥芯片的发热量较高，所以芯片上会装有散热片。,13,3.2.2 CPU,CPU字长：内部各寄存器之间一次能够传递的数据位 位宽 与外部设备之间一次能够传递的数据位 x位CPU 通常用CPU字长和位宽来称呼CPU。例如，Pentium CPU字长是32位，位宽是64位，称为超32位CPU。CPU外频：CPU总线频率 CPU主频：CPU内核电路的实际工作频率 生产工艺技术：通常用微米数字来描述,CPU,早期使用过的微处理器,15,CPU,Pentium 4微处理器和Itanium微处理器

7、内部结构照片,16,国产CPU龙芯,标志着我国在现代通用微处理器设计方面实现了“零”的突破，打破了我国长期依赖国外CPU产品的无芯的历史。,17,内部存储器访问速度快信息暂时性相对价格高,外部存储器访问速度慢信息永久性相对价格低,存储器,微型计算机存储器分内部存储器和外部存储器,18,（1）随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)RAM通常指计算机主存，CPU对它们既可读出又可写入数据。微型计算机上广泛采用动态随机存储器DRAM，制作成内存条形式出现。目前常用的内存条的引脚为168芯或184芯。,内部存储器,用于笔记本电脑内存条,用于台式机内存条,19,（2）只读

8、存储器(Read only Memory，简称ROM)CPU对它们只取不存，其信息用户无法修改。断电时信息不会丢失。ROM中一般存放计算机系统管理程序。（3）高速缓冲存储器Cache是介于CPU和内存之间的一种可高速存取信息的芯片，用于解决它们之间的速度冲突问题，Cache一般采用静态随机存取存储器SRAM构成，它的访问速度是DRAM的10倍左右。,内部存储器,20,软盘,用表面涂有磁性材料柔软的聚酯材料制成读写软盘时，磁头直接接触盘面。常用软盘容量为1.44MB,将盘片逻辑地划分成若干个同心圆，每个同心圆称为一个磁道，最外面的一个同心圆为0磁道。磁道又等分成若干段，每段称为一个扇区。一个扇区

9、一般可存放512B的数据。磁盘的存储容量可由下面的公式求出：磁盘总容量=磁道数扇区数磁面数扇区字节数,外部存储器,21,硬盘的磁道、扇区、柱面,硬盘片是由涂有磁性材料的铝合金构成读写硬盘时，磁性圆盘高速旋转产生的托力使磁头悬浮在盘面上而不接触盘面硬盘容量视具体类型而定,硬盘,资料:硬盘图解,22,光介质存储器也是微型计算机上使用较多的存储设备。它利用光学方式读/写数据，按光盘的读/写性能，可分为只读型与可读写型。只读光盘上的数据采用压模方法压制而成，用户只能读取上面的数据，而不能写入或修改光盘上的数据。衡量光盘驱动器传输数据速率的指标叫做倍速，一倍速率为150kb/s。如果在一个40倍速光驱上

10、读取数据，数据传输速率可达到40150kb/s=6Mb/s。,光介质存储器,资料:光驱和光盘,23,移动存储产品,（1）移动硬盘 移动硬盘直接由台式电脑硬盘或者由笔记本电脑硬盘改装而成，这类产品性价比非常好，通常来讲可按产品的接口类型分为USB1.1、USB2.0和IEEE 1394这三种。,24,移动存储产品,（2）Flash存储设备 Flash Memory是一种非易失性半导体存储器，即在无电源状态仍能保持片内信息，不需要特殊的高电流就可实现片内信息的擦除和重写。其名称来源于TOSHIBA公司用Flash这个词来描述这种存储器瞬间的清除能力。用Flash Memory芯片构成的存储介质，被

11、广泛地应用于数字摄像机、数码相机、MP3 播放器、数字录音机、个人数字助理和计算机等方面。,资料:优盘,25,总线与接口,总线：微处理器与各部件和外围设备共用的连接线路,26,总线分类,地址总线:传输地址信息数据总线:传输数据信息控制总线:传输控制信息,内部总线：连接CPU的各个组成部件（芯片内部）系统总线：连接计算机中各大部件外部总线：连接计算机和外部设备,连接对象,传输对象,并行总线:通信速度快、实时性好串行总线:简易、方便、灵活,通信方式,27,总线,微处理器,微处理器、总线、存储器、接口电路和外设逻辑关系,28,PCI总线,PCI总线功能框图,29,输入输出设备,I/O设备与处理器间的

12、连接,数据寄存器:用来存放主机与外设之间传送的数据控制寄存器:用来存放处理器发给外设的命令信息状态寄存器:用来保存外设及接口的状态信息,30,思 考 题,1微型计算机的基本结构由哪几部分构成？主机主要包括了哪些部件？2微型计算机的发展方向是什么？3系统主板主要包括了哪些部件？4衡量CPU性能的主要技术指标有哪些？5微型计算机的内部存储器按其功能特征可分为几类？各有什么区别？6外部存储器上的数据能否被CPU直接处理？7高速缓冲存储器的作用是什么？8常用的外存储器有哪些？各有什么特点？9什么是总线？按总线传输的信息特征可将总线分为哪几类？各自的功能是什么？10什么是接口？计算机上常见的接口有哪些？,