第3章微型计算机硬件组成05953课件.ppt

1、1/503.1 微型计算机微型计算机 3.2 微型计算机硬件系统微型计算机硬件系统 2/5020世纪世纪70年代诞生年代诞生微型计算机微型计算机。微型计算机与大、中、小型计算机的微型计算机与大、中、小型计算机的区别区别在于微在于微型计算机的型计算机的CPU采用了采用了大规模和超大规模集成电路大规模和超大规模集成电路技术技术。通常将微型计算机的通常将微型计算机的CPU芯片称作芯片称作微处理器微处理器（Micro Processing Unit，MPU）。）。3/50微型计算机的发展是与微处理器的发展微型计算机的发展是与微处理器的发展同步同步的。速的。速度度非常快非常快著名的著名的摩尔定律摩尔定律

2、：计算机的计算机的CPU性能每性能每18个月，个月，集成度集成度将翻一翻，将翻一翻，速度速度将提高一倍，将提高一倍，价格价格将降低一半将降低一半如今这一翻番的周期已缩短为如今这一翻番的周期已缩短为12个月甚至更短。个月甚至更短。4/50 高速化高速化 处理器主频处理器主频 超小型化超小型化 典型的标志是笔记本电脑和典型的标志是笔记本电脑和PDAPDA的流行的流行（Personal Digital AssistantPersonal Digital Assistant个人数字助理）个人数字助理） 多媒体化多媒体化 全新的多媒体处理芯片、多媒体和超全新的多媒体处理芯片、多媒体和超媒体系统的开发和标

3、准化、虚拟现实技术和发展多媒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。体通信等。 网络化网络化 网络计算机、具有联网功能的网络计算机、具有联网功能的PDAPDA以及各以及各种类型的个人计算机等正在飞速发展。种类型的个人计算机等正在飞速发展。 隐形化隐形化 今后将摆脱显示屏、键盘加主机的传统今后将摆脱显示屏、键盘加主机的传统形像，电视计算机、影音计算机等将大量出现。形像，电视计算机、影音计算机等将大量出现。5/502 2按用途分类按用途分类微型计算机按用途可分为微型计算机按用途可分为台式、便携式、手持式台式、便携式、手持式等。等。 1 按组成结构分类按组成结构分类v 单片机单片机

4、组成部分集成在组成部分集成在一个超大规模芯片一个超大规模芯片上，广泛上，广泛用于控制、仪器仪表、用于控制、仪器仪表、通信通信、家用电器家用电器等领域。等领域。v 单板机单板机 各组成部分装配在各组成部分装配在一块印刷电路板一块印刷电路板上，常用上，常用于过程控制或作为于过程控制或作为仪器仪表仪器仪表的控制部件的控制部件 。v 多板机多板机 各组成部分装配在多各组成部分装配在多块印刷电路板块印刷电路板上上，如，如台台式、便携式式、便携式PC 机机。 6/50资料资料:主板图解主板图解是微型计算机中最大的是微型计算机中最大的一块集成电路板，是各种设一块集成电路板，是各种设备的连接载体。备的连接载体

5、。7/50内存插槽内存插槽PCIPCI插槽插槽接口卡接口卡CPUCPU插槽插槽串行接口串行接口USB接口接口芯片组芯片组8/50图11.27主板结构PCI插槽AGP插槽串口、并口、键盘、鼠标、USB等接口北桥芯片CPU插座DDR内存插槽ATX电源插槽FDD软盘插槽南桥芯片电池BIOSIDE硬盘插槽资料资料:主板结构图主板结构图9/5010/5011/5012/50早期使用过的微处理器早期使用过的微处理器 13/50 奔腾 安腾 酷睿赛扬现今微处理器现今微处理器 速度最速度最快，用快，用于服务于服务器和工器和工作站作站 低价位低价位个人电个人电脑脑至强14/50 标志着我国在现代通用标志着我国在

6、现代通用微处理器设计微处理器设计方面实现了方面实现了“零零”的突破的突破，打破，打破了我国长期依赖国外了我国长期依赖国外CPU产品的无芯的历史。产品的无芯的历史。 15/50详细详细lCPU字长字长：3232位，位，6464位。位。l位宽位宽：与外部设备之间一次能够传递的数据位。：与外部设备之间一次能够传递的数据位。lx位位CPU：通常用：通常用CPU字长和位宽来称呼字长和位宽来称呼CPU。例如，例如，386的的字长是字长是32位位，位宽是位宽是16位位， 称为称为准准32位位CPU。 例如，例如，Pentium CPU字长是字长是32位位，位宽是位宽是64位位， 称为称为超超32位位CPU。

7、lCPU外频外频：CPU总线频率总线频率 200MHzlCPU主频主频：也称为：也称为时钟频率时钟频率= =外频外频*倍频，倍频， 例如例如2.1GHZ2.1GHZ16/5017/50内部存储器内部存储器访问速度访问速度快快信息信息暂时性暂时性相对价格相对价格高高外部存储器外部存储器访问速度访问速度慢慢信息信息永久性永久性相对价格相对价格低低微型计算机存储器分微型计算机存储器分内部存储器内部存储器和和外部存储器外部存储器18/50（1）随机存取存储器）随机存取存储器(Random Access Memory， RAM) 通常指计算机通常指计算机主存或内存主存或内存， 信息信息暂时性，暂时性，断

8、电时信息会丢失断电时信息会丢失 CPU对它们对它们既可读出又可写入数据既可读出又可写入数据。微型计算机上广泛采用微型计算机上广泛采用动态随机存储器动态随机存储器DRAMDRAM ，制作成内存条形式出现。制作成内存条形式出现。19/50用于笔记本电脑内存条用于笔记本电脑内存条 用于台式机内存条用于台式机内存条20/5021/50（2）只读存储器）只读存储器(Read only Memory，简称简称ROM) CPU对它们对它们只能取不能存只能取不能存，其信息用户，其信息用户无法修改无法修改。 断电时信息不会丢失。断电时信息不会丢失。 ROM中一般存放计算机系统管理程序。例如中一般存放计算机系统管

9、理程序。例如BIOS芯片芯片 参见参见“什么是什么是BIOS与与CMOS.doc”， “什么是什么是cmos.doc”, ” BIOS中英文对照表中英文对照表.doc” Cmos设置或设置或BIOS设置：设置：“计算机计算机BIOS系统设置系统设置.ppt”22/50 三级三级 Cache:板载板载cache，在主板上，负责整个，在主板上，负责整个CPU与内与内存之间的缓冲。速度以主板总线频率工作。存之间的缓冲。速度以主板总线频率工作。 一级一级Cache:Cache:在在CPUCPU内核中，负责在内核中，负责在cpucpu内部的寄存器与外内部的寄存器与外部部CacheCache之间的缓冲。速

10、度以之间的缓冲。速度以CPUCPU主频工作。主频工作。 二级二级 Cache:Cache:片载片载cachecache，与，与CPUCPU内核封装在同一块芯片中，内核封装在同一块芯片中，但不属于但不属于CPUCPU。全速。全速cachecache（为了解决板载为了解决板载CacheCache 速度与速度与CPUCPU速度之间的瓶颈速度之间的瓶颈）。）。CPUCacheRAM（3）高速缓冲存储器高速缓冲存储器Cache 介于介于CPU和内存之间和内存之间的一种可高速存取信息的芯片，用的一种可高速存取信息的芯片，用于于解决解决它们之间的它们之间的速度冲突问题速度冲突问题Cache视频23/50Ca

11、che一般采用一般采用静态随机存取存储器静态随机存取存储器SRAM构成，它的访构成，它的访问速度是问速度是DRAM的的10倍左右。倍左右。Cache容量较小，容量较小， 一级缓存的容量基本在一级缓存的容量基本在 4KB 到到 64KB 之间之间， 二级缓存的容量则分为二级缓存的容量则分为 128KB、256KB、512KB、 1MB、2MB 等。等。一级缓存容量，各产品之间相差不大，一级缓存容量，各产品之间相差不大，而二级缓存容量，而二级缓存容量，则是提高则是提高 CPU 性能的关键性能的关键。见见p49表表3.2.1存储器读操作工作原理存储器写操作工作原理24/5025/50 123扇区0磁

12、道N磁道26/50硬盘的硬盘的磁道、扇区、柱面磁道、扇区、柱面柱面柱面扇区扇区磁道磁道硬盘片硬盘片读写磁头读写磁头资料资料:硬盘硬盘 图解图解主盘、从盘，IDE、数据线27/5028/5029/50资料资料:光驱和光盘光驱和光盘光盘刻录30/5031/50 （1）移动硬盘）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接口类型分为USB1.1、USB2.0和和IEEE 1394这三种。这三种。 32/50 USB1.1、USB2

13、.0接口接口33/50 IEEE 1394接口接口DV就是数字电影（Digitalvideo）， AV是音频(audio)视频(video)的简称 34/50 （2）Flash存储设备存储设备 Flash Memory Flash Memory是一种是一种非易失性半非易失性半导体存储器导体存储器，即在即在无电无电源状态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内信息的擦除和重写擦除和重写。其名称来源于。其名称来源于TOSHIBATOSHIBA公司用公司用FlashFlash这这个词来描述这种存储器瞬间的清除能力。个词来描述这种存储

14、器瞬间的清除能力。 资料资料:优盘优盘u盘加密35/50处理器处理器存储子存储子系统系统I/O子子系统系统总线：微处理器与各部件和外围设备共用的连接线路总线：微处理器与各部件和外围设备共用的连接线路BUS: 高速公路高速公路36/50地址总线（地址总线（ABAB）: :传输地址信息传输地址信息数据总线（数据总线（DBDB）: :传输数据信息传输数据信息控制总线（控制总线（CBCB）: :传输控制信息传输控制信息内部总线内部总线：连接：连接CPU的各个组成部件（芯片内部）的各个组成部件（芯片内部）系统总线系统总线：主板上：主板上连接计算机中各大部件连接计算机中各大部件外部总线外部总线：连接计算机

15、和外部设备连接计算机和外部设备连连接接对对象象传传输输对对象象并行总线并行总线: :通信速度快、实时性好通信速度快、实时性好 并行传送并行传送串行总线串行总线: :简易、方便、灵活简易、方便、灵活 串行传送串行传送通通信信方方式式 37/5038/5039/5040/5041/5042/5043/5044/5045/5046/50 屏幕保护程序不是保护眼睛的，屏幕保护程序屏幕保护程序不是保护眼睛的，屏幕保护程序是是保护显示器保护显示器的。的。 CRT显示器的显像原理是电子枪显示器的显像原理是电子枪向屏幕上发射电子束，电子束遇到荧光粉产生光线向屏幕上发射电子束，电子束遇到荧光粉产生光线来组成图像

16、。来组成图像。当电子束长时间固定扫射同样区域时，当电子束长时间固定扫射同样区域时，会造成屏幕表面过度老化，影响屏幕寿命会造成屏幕表面过度老化，影响屏幕寿命。 而液晶显示器的显像原理是微小的液晶点通过而液晶显示器的显像原理是微小的液晶点通过旋转来改变透明度，让背后灯光穿过而形成图像，旋转来改变透明度，让背后灯光穿过而形成图像，所以所以液晶显示器没有固定画面会破坏屏幕的担心液晶显示器没有固定画面会破坏屏幕的担心。 液晶显示器最好不用了就关闭液晶显示器最好不用了就关闭，因为液晶显示器里，因为液晶显示器里寿命最短的是背后的灯管。寿命最短的是背后的灯管。 47/50液晶显示器液晶显示器刷新太高刷新太高,

17、影响显示器的寿命影响显示器的寿命 传统CRT(大块头)显示器是靠电子束重复撞击到荧光粉来达到发光的，这样会导致亮度周期性闪烁。长时间使用之后容易造成人眼的不适。CRT的显示原理是从左上角的第一个点开始显示，然后是一直下去，到了第一行结尾处就自动显示第二行的第一个点，如此到右下角的最后一个点再回过来，我们平时说的85HZ就是指电子枪每秒打85个来回。当然,这个过程很快，肉眼是无法辨别的.所以,从理论上来说是刷新越高越舒服. 液晶显示器在普通情况下刷新率设定在60Hz下即可工作良好，无刷新频率高低一说,但是，液晶的刷新越高,在高速画面下会更舒服的.可以自己找个超级大片的DVD试试.液晶显示器在通电

18、之后就一直在发光，背光灯工作在高频下，只要一直通电，就一直在工作,显示画面稳定而不闪烁，有利于长时间的使用电脑。 如果液晶刷新太高,反而影响显示器的寿命,就如同连拍次数超强的数码单反的CCD用不长是一个道理.CRT也一样，刷新越高,越影响寿命,只是液晶显示器在这方面缺点表现的更明显而已.而且，不少液晶刷新一调高之后反而会不清晰.48/5049/504.5 指标与配置指标与配置 50/504.5 指标与配置指标与配置 51/504.5 指标与配置指标与配置 主板上各器件组装电脑硬件组装_MzE2ODM5MDI.flv52/504.5 指标与配置指标与配置 53/50晶晶体体管管数数目目4004奔

19、腾奔腾2,30042,000,00032 年年P43,500,000晶晶体体管管数数10K100K1M10M100M1975 19801985199519902000单单位位时时间间执执行行的的指指令令数数百万条百万条/每秒每秒0.1110255004004Pentium每每2 2年芯片能力增长一倍年芯片能力增长一倍808080888286838684862000年的年的微处理器微处理器54/50CPU CPU ：存储器：存储器：总总 线：线：插插 槽：槽：电电 源：源：CPU CPU ：行政领导机构：行政领导机构存储器：住宅，仓库，宾馆存储器：住宅，仓库，宾馆总总 线：大街小巷及交通指挥中心线：大街小巷及交通指挥中心插插 槽：车站、码头，机场槽：车站、码头，机场电电 源：电厂源：电厂55/5056/50微微处处理理器器地址总线地址总线数据总线数据总线控制总线控制总线内存插槽内存插槽外存接口外存接口I/OI/O接口接口其他其他I/OI/O主主存储器存储器硬盘等硬盘等各种外设各种外设键盘显示键盘显示器器接口电路接口电路微处理器、总线、存储器、接口电路和外设逻辑关系微处理器、总线、存储器、接口电路和外设逻辑关系 微型计算机系统基本结构57/50图形加速卡图形加速卡58/50 PCI总线功能框图总线功能框图 59/5060/5061/50