第2章_微型计算机系统基础 (1)

1、1微型计算机系统基础 2微型计算机系统基础学习任务微型计算机采用什么结构？ 什么是微型计算机硬件系统？它由哪些部件组成？ 什么是微型计算机软件系统？它如何分类的？ 3微型计算机采用什么结构？总线结构总线结构4微型计算机的总线结构 (1) 总线总线( (Bus)Bus)是微型计算机中用于连接CPU、存储器、输入/输出接口等部件的一组信号线和控制电路，是系统内各种部件之间共享的一组公共数据传输线路。5微型计算机的总线结构(2) 微型计算机中的总线一般分为： 内部总线 系统总线 外部总线 6微型计算机的总线结构内部总线 内部总线位于微处理器的内部，也称芯片内部总线，用于在运算器(ALU)、控制器和各

2、种寄存器之间的相互连接及信息传送。 7微型计算机的总线结构系统总线(1) 系统总线是指主板上连接微型计算机中各功能部件之间的总线 。系统总线分为3个功能组：地址总线AB(Address Bus)数据总线DB(Data Bus)控制总线CB(Control Bus) 8 地址总线AB：用于传送由CPU发出的地址信息，地址总线是单向总线，其位数决定了CPU可直接寻址的内存空间大小 16位微机的地址总线宽度(位数)为20bit，则其可寻址空间为2201MB。 数据总线DB：用于传送数据信息，是双向总线。数据总线的位数通常与CPU的字长一致，是微型计算机的一个重要的性能指标。 控制总线CB：用于传送控

3、制信息和时序信息。一般是双向的。这三种总线各自干什么呢？微型计算机的总线结构系统总线(2) 9微型计算机的总线结构外部总线 外部总线是微型计算机和外部设备之间的总线，微型计算机作为一种设备，通过该总线和其它设备进行信息与数据交换。 101)可减少信息传送线路的数目。2)容易地扩充内存和添加外部设备。3)统一的总线标准更容易使不同设备间实现互连。4)提高了系统的灵活性。为什么微型计算机要采用总线结构？本节结束，请点击 返回11一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两部分组成。硬件系统是什么？软件系统是什么？-硬件系统是构成计算机系统的各种物理设备的总称，它包括主机和外部设备两部分。-软件系统是

4、各类程序和文档的总称，它主要由系统软件和应用软件组成。 12计算机系统计算机系统硬件主机中央处理器(CPU)运算器控制器内存储器只读存储器(ROM)随机存储器(RAM)外存储器硬盘、软盘、光盘外部设备输入设备键盘、鼠标、光笔、扫描仪输出设备显示器、打印机、绘图仪软件系统软件操作系统语言处理系统数据库管理系统系统服务程序应用软件文字处理软件信息管理软件图形软件辅助设计软件各种程序包13CPU存储器系统微机接口输入/输出设备多媒体计算机系统组成 微机的主要技术指标主板系统微型计算机硬件系统14主板(1)主板由哪些部分组成？它有什么功能？-主板由集成电路芯片、电子元器件、电路系统、各种总线插座和接口

5、组成。-传输各种电子信号，部分芯片也负责初步处理一些外围数据。15主板(2) 主板中最关键的部件： CPU插座 采用Socket插座，其中最常用的是 Socket 775。 芯片组 北桥芯片(MCH) ：负责内存与CPU的数据交换。 南桥芯片(ICH) ：负责数据的上传与下送。 BIOS芯片(FWH)：关系到硬件系统与软件系统的兼容性。 16ATXATX主板组成图主板组成图17主板(3) 北桥芯片的好坏，决定了主板性能的高低。 南桥芯片连接着多种低速外部设备，它提供的接口越多，微机的功能扩展性越强。18CPU存储器系统微机接口输入/输出设备多媒体计算机系统组成 微机的主要技术指标主板系统微型计

6、算机硬件系统19CPU(1) 中央处理器CPU：它执行对信息的处理与控制，是整个微型机的核心，它是一个大规模集成电路芯片。 CPU CPU包括运算器、控制器和寄存器3 3个主要部分。 CPU有什么功能？由哪些部件组成？20CPU(2) CPU技术性能指标 CPU处理字长指CPU内部运算单元通用寄存器一次处理二进制数据的位数。 CPU工作频率可提高CPU性能。 Cache(高速缓存)也可以极大地改善CPU的性能。 21CPU存储器系统微机接口输入/输出设备多媒体计算机系统组成 微机的主要技术指标主板系统微型计算机硬件系统22存储器系统微型机的存储器用来存放程序和数据。随机存储器 RAM只读存储器

7、 ROM可编程只读存储器 PROM可改写只读存储器 EPROM磁盘存储器：、存储器主存储器（内 存）软磁盘软磁盘硬磁盘硬磁盘 光盘存储器外存储器（辅助存储器）存储器有什么功能？它可以分成哪些类？23存储器系统内存(1)又称为主存储器，能够直接与CPUCPU进行数据交换 。主要技术指标内存容量：存储单元中的字节数。1 1B B8bit,1KB8bit,1KB1024B,1024B,1MB1MB1024KB,1GB1024KB,1GB1024MB,1TB1024MB,1TB1024GB1024GB。 内存读写时间：从内存中读一个字或向内存写入一个字所需的时间。存取周期：两次独立的读写操作之间所需的

8、最短时间称为存取周期。 区别位、字节、字三个概念。24存储器系统内存(2) 内存的类型随机存储器(RAM) 只读存储器(ROM) 静态随机存取存储器(SRAM) 动态随机存取存储器(DRAM) 以上不同类型的存储器有什么特点？25存储器系统硬盘(1)硬盘是如何工作的？26 硬盘相关概念 磁道、柱面与扇区存储器系统硬盘(2)27存储器系统硬盘(3) 磁盘冗余阵列(RAID)技术磁盘冗余阵列由许多台硬盘按一定规则(如条带化、映像等)组合在一起构成。 为什么要采用磁盘冗余阵列技术？28存储器系统硬盘(4) 平均寻道时间 内部数据传输速率 外部数据传输速率 电机转速 高速缓存(Cache) 硬盘容量如

9、何判断硬盘性能？29存储器系统 光盘和光盘驱动器(1)光盘是怎样存储数据的呢？它存储数据有什么特点呢？光盘的特点是记录数据密度高，存储容量大，数据保存时间长。 30 CD-ROM、 DVD-ROM：只读型光盘。 CD-R、 DVD-R：是一次性刻录光盘，可以利用光刻录机将数据写入，数据写入后不能修改。 CD-RW 、DVD-RW：一种可擦写光盘，可以反复读写，但需要专用软件进行操作。存储器系统 光盘和光盘驱动器(2)目前，市面上的光盘种类很多，它们各自有什么样的特点？31存储器系统U盘 优盘又名“闪存盘”，是一种采用快闪存储器(Flash Memory)为存储介质，通过USB接口与计算机交换数

10、据的可移动存储设备。 32存储器系统移动硬盘 容量大，单位储存成本低。 速度快。移动硬盘有什么特点？33CPU存储器系统微机接口输入/输出设备多媒体计算机系统组成 微机的主要技术指标主板系统微型计算机硬件系统34微机接口 接口是指计算机系统中，在两个硬件设备之间起连接作用的逻辑电路。 接口的功能是在各个组成部件之间进行数据交换。 什么是接口？有什么功能？35微机接口I/O接口(1) 主机与外部设备之间的接口称为I/O接口。 从数据传送的方式看，接口可分为串行接口(简称串口)和并行接口(简称并口)两大类。 串行接口中，接口和外设之间的数据按位进行传送。例如：连接鼠标的RS-232CRS-232C

11、接口 在并行接口中，接口和外设之间的信息交换都是按字节或字进行传送。例如：连接打印机的LPTLPT接口 什么是I/O接口？根据传递数据的方式不同，可分成哪几类？36键盘插座键盘插座 鼠标插座鼠标插座 打印机打印机 调制解调器调制解调器 USBUSB通用串行接口通用串行接口 线性音频输出接口线性音频输出接口 线性音频输入接口线性音频输入接口 话筒信号输入接口话筒信号输入接口 微机接口I/O接口(2)37微机接口I/O接口(3) USBUSB是英文Universal Serial BusUniversal Serial Bus的缩写，中文含义是“通用串行总线”。目前USBUSB已逐步成为PCPC机

12、的标准接口，因为它可以热插拔，携带方便并且标准统一。 38微机接口微机线路连接 微机系统的接线可以分为信号线与电源线，信号线的布置应当尽量避免干扰信号源，如电视机、音响设备，电源线应当注意安全性。所有接线都应当接触良好，便于维护。 微机设备的接线集中在主机后部，每个插座上都标记了不同的色彩，将插头对色入座就行。微机系统连线适应注意什么问题？39CPU存储器系统微机接口输入/输出设备多媒体计算机系统组成 微机的主要技术指标主板系统微型计算机硬件系统40输入 / 输出设备(1)1.键盘与鼠标41输入 / 输出设备(2)2. 扫描仪扫描仪是一种光机电一体化的输入设备，它可以将图文形象转换成可由计算机

13、处理的数字数据。42输入/输出设备(3)3. 显示器屏幕尺寸点距显示分辨率显示分辨率刷新频率 如何评价显示器的性能?434.打印机针式打印机击打式非击打式喷墨打印机激光打印机输入/输出设备(4)44CPU存储器系统微机接口输入/输出设备多媒体计算机系统组成 微机的主要技术指标主板系统2.2 微型计算机硬件系统45多媒体计算机系统组成 计算机厂商为了满足用户对多媒体功能的要求，采用什么方式提供多媒体所需的硬件设备? 把各种多媒体部件都集成在计算机主板上。 有很多厂商生产具有多媒体功能的接口卡，可以很方便地插入到计算机的标准总线(如PCIPCI)或直接连接到标准接口(如USBUSB)中。 46CP

14、U存储器系统微机接口输入/输出设备多媒体计算机系统组成 微机的主要技术指标主板系统2.2 微型计算机硬件系统47微型计算机的主要性能指标 技术指标的好坏由硬件和软件两方面因素决定。 性能指标 CPU字长：CPU能够同时处理二进制数据的位数。 时钟频率：在单位时间内(s)发出的脉冲数，通常以兆赫兹(MHz)为单位。 内存容量 外部设备配置48微型计算机的主要性能指标(1) 功能指标 可靠性指标 兼容性指标 产品符合某一技术规范的特定要求，两个不同厂商的产品，如果能够在同一环境下应用，通常说它们是兼容的。 本节结束，请点击 返回49微型计算机软件系统 计算机软件包括程序与程序运行时所需的数据，以及与这些程序和数据有关的文档资料。 软件可以分为系统软件和应用软件。什么是计算机软件？50系统软件(1) 系统软件用于计算机管理、监控、维护和运行的软件。什么是系统软件？51系统软件(2) 操作系统 操作系统是对计算机硬件资源和软件资源进行控制和管理的大型程序。 网络服务 提供大型的网络后台服务 数据库系统 数据库系统(DBS)系统主要由数据库(DB)和数据库管理系统(DBMS)组成。 数据库是按一定方式组织起来的相关数据的集合。 数据库管理系统是对数据库进行有效管理和操作的软件。52系统软件(3