1、第二章 微型计算机系统的组成 计算机系统的组成和工作原理 微型计算机的硬件系统 微型计算机的软件系统本章主要内容一个完整的计算机系统包括硬件系统和软件系统一个完整的计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分。两大部分。2.1 计算机系统的组成 硬件系统是指计算机系统的物理设备。微型计算机的硬件系统由主机和外部设备构成。主机包括中央处理器和主存储器，外部设备由输入设备、输出设备、辅助存储设备、输入/输出接口和系统总线组成。微型计算机的硬件系统 中央处理器（CPU）由运算器和控制器组成。运算器对数据进行加工处理的部件，它在控制器的作用下与内存交换数据，负责进行各类基本的算术运算、逻辑运算和其他操作。
2、控制器负责对指令进行分析，并根据指令的要求，有序、有目的地向各个部件发出控制信号，使计算机的各部件协调一致地工作。CPU性能的高低决定了微型计算机系统的档次，CPU的主要性能指标是主频和字长。主频CPU工作时的时钟频率，决定CPU的工作速度，主频越高，CPU的运算速度越快。CPU的主频以兆赫兹（MHz）或吉赫兹（GHz）为单位。CPU的主频=外频倍频系数。字长指计算机一次所能同时处理的二进制信息的位数。字长越长，计算精度越高。中央处理器Central Processing Unit人们常说人们常说的的32位机和位机和64位位机，是指该计算机中的机，是指该计算机中的CPU可以同时可以同时处理处理
3、32位或位或是是64位的二进制数据。位的二进制数据。内存也称为主存，读/写速度快，可直接与CPU交换数据，一般存放当前正在运行的程序和正在使用的数据。按工作方式的不同，可以将内存储器分为随机存储器RAM、只读存储器ROM和高速缓冲存储器Cache。随机存储器中的信息可以随机读出或写入，但断电后其中的信息会消失，再次通电也不能恢复。通常所说的内存大小就是指RAM的大小，现在一般以MB或GB为单位。只读存储器中的信息只能读出而不能写入，计算机断电后，存储器中的信息不会丢失。ROM一般用来存放计算机启动的引导程序、启动后的检测程序、系统最基本的输入/输出程序以及计算机的系统配置等重要信息。高速缓冲存
4、储器是指设置在CPU和内存之间的高速小容量存储器。为了解决CPU速度与RAM速度不匹配的问题而设置。内存储器内存储器的主要性能指标有存取速度和存储容量。存取速度是以存储器的访问时间或存取时间来表示的。存取时间是指内存储器完成一次读（取）或写（存）操作所需的时间，其单位为ns（纳秒），数字越小，内存速度越快。存储容量是指计算机中所有内存条的容量总和。内存储器 主板在整个微机系统中扮演着举足轻重的角色，其类型和档次决定着整个微机系统的类型和档次，主板的性能影响着整个微机系统的性能。主板（mainboard）又叫母板（motherboard），是安装在主机箱底部的一块多层印制电路板。主要包括以下组成
5、部分：芯片部分插槽部分数据线接口部分外部设备接口部分其他部分主板 辅助存储器又叫外存，是作为主存的后援存储设备。辅助存储器具有容量大、速度慢、价格低、可脱机保存信息等特点，属“非易失性”存储器。外存不直接与CPU交换信息，外存中的数据应先调入内存，再由微处理器进行处理。常见类型：硬盘存储器光盘存储器移动存储器辅助存储器 一个硬盘是由一个或多个圆盘组成，这些盘的单面或双面上覆盖着用于记录数据的一层磁性物质。磁道圆盘表面通常划分成许多的同心圆环。扇区磁盘上的每个磁道被等分成的若干个弧段。柱面所有盘片的相关磁道总合起来就叫作一个柱面。读写方式硬盘中的所有盘片都装在一个可旋转的轴上，每个盘片的盘面都有
6、一个磁头，所有磁头连在磁头控制器上。加电后，控制电路中的初始化模块将磁头置于盘片中心位置，之后盘片开始高速旋转，磁头则沿着盘片的半径方向运动，开始读/写数据的过程。硬盘存储器 固态硬盘与普通硬盘比较，拥有以下优点：1.启动快，没有电机加速旋转的过程。2.不用磁头，快速随机读取，读延迟极小。3.相对固定的读取时间。4.基于DRAM的固态硬盘写入速度极快。5.无噪音。6.低容量的基于闪存的固态硬盘在工作状态下能耗和发热量较低。7.内部不存在任何机械活动部件。这样即使在高速移动甚至伴随翻转倾斜的情况下也不会影响到正常使用。8.工作温度范围更大。9.低容量的固态硬盘比同容量硬盘体积小、重量轻。固态硬盘
7、 光盘存储器由光盘和光盘驱动器(简称光驱)组成。光驱分为CD-ROM光驱和DVD光驱，它们对所使用的光盘有匹配方面的要求。一般来说，DVD光驱可以兼容CD-ROM光驱，反之则不行。光盘的主要特点存储容量大可靠性高，可长期保存。光驱的性能指标主要有数据传输率和平均访问时间。光盘存储器 常用的便携式移动存储器主要有移动硬盘和移动闪存盘（U盘）。移动存储器的优点如下。采用USB接口，无须外接电源，支持即插即用和热插拔。具有高速度、大容量，能满足大容量文件的需求。便于携带，体积小、质量轻、使用方便。移动存储器 计算机的输入/输出设备是计算机系统与人（或其他系统）之间数据交互的设备。输入设备将各种信息输
8、入计算机中，并转换成计算机可识别的数据形式。输出设备则将计算机的处理结果进行转换并显示或打印出来。通过I/O接口来实现与主机交换数据的。输入/输出设备输入设备输出设备常见的输入输出设备键盘分布图 总线是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线，它是由导线组成的传输线束。总线可以划分为数据总线、地址总线和控制总线，分别用来传输数据、数据地址和控制信号。总线BUS 个人计算机(又称PC)大致可分为台式机、电脑一体机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑几类。个人计算机的现状及发展趋势微型计算机的软件系统网络通信软件网络通信软件计算机软件系统服务程序服务程序数据库管理程序数据库管理程序语言处理程序语言
9、处理程序操作系统操作系统绘图软件绘图软件电子表格软件电子表格软件字处理软件字处理软件 操作系统（Operating System，OS）统一管理和控制计算机系统中的软、硬件资源，合理组织工作流程。微机常见的操作系统有IOS、UNIX、Linux、Windows等。常见的手机操作系统有IOS、Android。操作系统通常应包括下列五大功能模块。处理器管理 作业管理 存储器管理 设备管理 文件管理操作系统 程序设计语言是指计算机和人类交换信息所使用的语言，又称为计算机语言。主要有以下几种：机器语言：指由二进制代码0和1组成的语言，是机器唯一能识别的语言。其特点是执行效率高、速度快，但可读性不强，通
10、用性很差。汇编语言：指用助记符来代替机器指令中的操作码，并用符号代替操作数的地址的指令系统，是一种面向机器的低级语言。高级语言：是一种更接近于人类自然语言和数学语言的计算机语言。必须经编译或解释程序将其翻译成机器语言。高级语言不受具体的机器限制，通用性强。程序设计语言和语言处理程序 数据库管理系统数据库管理系统（Data Base Management System，DBMS）则是能够对数据库进行加工、管理的系统软件，其主要功能是建立、消除、维护数据库及对库中数据进行各种操作。常见的关系型数据库系统包括Visual FoxPro、Oracle、Access、SQL Server等。系统服务程序
11、系统服务程序也称支撑软件、工具软件，如编辑程序（提供编辑环境）、连接装配程序、诊断调试程序、测试程序等。其他系统软件 应用软件是指用户为解决某个实际问题而编制的程序，可分为通用软件和专用软件。通用软件是指软件公司为解决带有通用性的问题而精心研制的供用户使用的程序文字处理软件Word，表处理软件Excel图形处理软件Photoshop网页制作软件Flash、dreamwaver 专用软件是指为特定用户解决特定问题而开发的软件,具有专用性财务管理系统计算机辅助设计（CAD）软件本部门的应用数据库管理系统应用软件本章主要介绍了微型计算机的基本结构及微型计算机系统的基本组成，可以从中了解微型计算机的分类、性能指标及发展趋势。本章小结
