计算平台计算机硬件

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1、第三讲 计算机硬件 知识导图 硬件基础 1 计算机系统结构 2 微型计算机系统 3 学习内容 认识微机 主机系统 存储系统 输入输出系统 3. 微型计算机系统 学习内容 硬件平台 微型计算机系统 微机硬件系统 微机软件系统 微机系统配置 微机性能指标 认识微型计算机 微机系统 微型计算机硬件 主 机 存储系统 外部设备 UNIX、Linux、Windows、Mac 编译方式（C）、解释方式（Python） SQL Server、MySql、Oracle Office、WPS、Edit Photoshop、AutoCAD Dreamweaver、Flash IE、HTML、Email 微机系统

2、微型计算机软件 操作系统 系统配置：是指对计算机系统参数的设置过程，通常是由厂家在出厂前配置好。 微机系统 微型计算机系统配置 系统参数：作为BIOS的一部分通常存放在主板的CMOS芯片中，每次开机加电时， BIOS都要自动检测计算机的主要部件，并将相应的参数提供给操作系统， CMOS由机内的专用可充电电池供电，以保证在关机时CMOS中的参数不丢失。 外围设备的配置 指令系统的功能 系统软件的配置情况 内存容量 字长 主频 其它 运算速度 微机系统 微型计算机性能指标 请牢记 主机系统 内存 ROM / RAM / Cache 主板 CPU CPU 运算器/控制器 微型计算机系统 接口 总线

3、主机系统 主机系统 中央处理器（CPU） 概 述 CPU 分类 CPU 组成与功能结构 CPU 的主要技术参数 中央处理器（CPU） 概 述 CPU（Central Processing Unit: 中央处理器）：是计算机的运算核心和控制核心，相当于人的心脏，在计算机上的所有工作都要经过CPU的处理。 双核处理器：一个是指在一个处理器上集成两个运算核心，即两个晶片集成在一个CPU上；另一个是指两个CPU并行工作；都是用于提高计算能力。 中央处理器（CPU） CPU 的分类 从品牌上分：intel 与 AMD 两种 赛扬、奔腾、酷睿 闪龙 、速龙、炫龙 主要功能：控制计算机的操作和处理数据。 中

4、央处理器结构(CPU) CPU 内 部 总 线 寄存器 控制器 运 算 器 数据 路径 控制路径 组成：由控制器、运算器、寄存器及实现它们之间联系的CPU总线组成。 中央处理器（CPU） CPU 的组成与功能 中央处理器（CPU） CPU 的主要技术参数 字长：8位、16位、32位、64位等。 CPU频率（主频）： 单位是Hz，MHz、GHz。 高速缓冲存储器的速率：提高CPU运行效率 （L1 Cache 和 L2 Cache ） 主机系统 内 存 内存分类 只读存储器 随机读写存储器 高速缓冲存储器 只读存储器（ROM） 只能读数据不能写数据的存储器，放在主板上； 由设计者和制造商事先编制好

5、的一些程序固化在里面； 主要用于检查计算机系统的配置情况并提供最基本的输入/输出控制程序，如存储BIOS参数的CMOS芯片。 特点：计算机断电后存储器中的数据仍然存在 内存分类 存储器中的数据可以反复使用，只有向存储器写入新数据时，存储器中的内容才被更新； 存储器中的信息会随着计算机的断电自然消失 。 随机读/写存储器（RAM） 既能读又能写数据的存储器，是计算机工作的存储区，一切要执行的程序和数据都要装入该存储器内，是以内存条方式插在主板的内存插槽上。 特 点 内存分类 在CPU与内存之间设置一级或两级高速小容量存储器，固化在CPU或主板上。计算机工作时，先将数据由外存读入RAM中，再由RA

6、M读入Cache 中，然后CPU直接从Cache中取数据。 设置目的：解决CPU速度与RAM的速度不匹配问题 高速缓冲存储器（Cache） 主机系统 概 述 主板类型 主板的功能 主板上的核心部件 主机系统：主板 主机系统：主板 概 述 主 板 ， 又 叫 主 机 板 (mainboard) 、 系 统 板(systemboard)或母板(motherboard)；它安装在机箱内，是微机最基本的也是最重要的部件之一。 主板是维系CPU与外部设备之间协同工作的重要部件，是支撑并连接主机内其它部件的一个平台，也是微机系统中最大的一块电路板。 主机系统：主板 主板类型 按主板上使用的CPU分 按主板

7、上I/O总线的类型分 按主板结构分 AT，标准尺寸的主板； Baby AT ，袖珍尺寸的主板； ATX 127，改进型的AT主板； 一体化(All in one) ，主板上集成了声音、显卡等多种电路，不需再插卡就能工作（在原装品牌机中采用较多）； NLX Intel 最新的主板结构，最大特点是主板、CPU的升级灵活方便有效； 提供安装 CPU、内存条和各种功能卡的插座； 为各种常用外部设备提供通用接口。 主机系统：主板 主板功能 芯片组 扩展槽 输入/输出接口（I/O接口） 基本输入输出BIOS和CMOS 主机系统：主板 主板核心部件 芯片组是主板的灵魂，由一组超大规模集成电路芯片构成，它决定

8、了主板的规格、性能和大致功能，控制和协调整个计算机系统的正常运转和各个部件的选型。 主板：芯片组 它被固定在主板上，不能像CPU、内存等进行简单的升级换代。 芯片组通常包含北桥芯片和南桥芯片，但也有的主板芯片包含一块或三块芯片。 主板核心部件 北桥芯片: 主要决定主板的规格、对硬件的支持、以及系统的性能，它连接着CPU、内存、AGP总线。 主板支持什么CPU，支持多少速的显卡，支持何种频率的内存，都是由北桥芯片决定的。 26 它被固定在主板上，不能像CPU、内存等进行简单的升级换代。 芯片组通常包含北桥芯片和南桥芯片，但也有的主板芯片包含一块或三块芯片。 主板：芯片组 主板核心部件 南桥芯片:

9、 主要决定主板的功能，负责I/O总线之间的通信，包括主板上的各种接口（如串口、USB）、PCI总线（接电视卡、内猫、声卡等）、IDE（接硬盘、光驱）以及主板上的其它芯片（如集成声卡、集成RAID卡、集成网卡等），都归南桥芯片控制。 并行及串行接口 键盘及鼠标接口 CPU供电电路 音频接口 网络及USB接口 PCI-e X16总线接口 PCI-e X1总线接口 ATX主板电源插座 软盘驱动器接口 北桥芯片 CPU插座 内存插座 SATA磁盘接口 BIOS芯片 南桥芯片 PCI总线接口 USB连接口 音频连接器 IDE磁盘接口 电池 CMOS清除跳线 典型的ECS精英915P-A2主机板物理结构

10、北桥芯片 南桥芯片 内存条 CPU 独立显卡 主机系统 概 述 接口类型 输入/输出（I/O）接口 常用的接口 主板：接口 接口：是外部设备与微型计算机连接的端口，是一组电气连接和信号交换标准。 接口的作用：是使主机系统能与外部设备、网络以及其它的用户系统进行有效连接，以便进行数据和信息的交换。 主板：接口 概 述 主板：接口 接口类型 按设备分 按工作方式分 键盘接口 鼠标接口 存储器接口 串行接口 并行接口 主板：接口 输入/输出接口 I/O（input/output）：即输入输出端口，每个设备都会有一个专用的I/O地址，用来处理自己的输入输出信息。 输入/输出接口：是CPU与外部设备之间

11、交换信息的连接电路，它们通过总线与CPU相连，简称 I/O 接口。 常用的接口 串行接口 串行接口 (Serial Interface) ：简称串口，也称串行通信接口或串行通讯接口（通常指COM接口），是指数据按位（bit）一位一位地顺序传输。 例如：键盘采用串行方式与主机交换信息。 常用的接口 并行接口 并行接口 (Serial Interface) ：简称并口，是指数据按字节（8位）或（16位）为单位进行数据传输，即用多条线路同时传输。 例如：打印机就是采用并行方式与主机交换信息。 SATA（Serial ATA）接口： 串行数据接口，即串口； 具有更快的外部接口传输速度，其硬盘外部传输速

12、度最快可达250Mb/s ；这是一种完全不同于并行ATA的新型硬盘接口类型，在实现技术的各个方面都大幅度提高，如：数据传输的可靠性、结构简单、支持热插拔等。 常用的接口 SATA 接口 USB（Universal Serial Bus）： 通用串行总线，是一种新型通用接口标准，是连接计算机系统与外部设备的一种串口总线标准，也是一种输入输出接口的技术规范，被广泛地应用于个人计算机和移动设备等产品，并扩展至摄影器材、数字电视（机顶盒）、游戏机等其它相关领域。 USB 最大的特点是易于使用、快速灵活、即插即用。 常用的接口 USB 接口 键盘 鼠标 USB 并行口 串行口 网络接口 1394接口 话

13、筒插口 耳机插口 注意：不同设备连接不同的接口 典型主板接口示意 主机系统 概 述 总线分类 总线标准 总线示意 主板：总线 内部总线：连接CPU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 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 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 主板：总线 总线分类 数据总线（DataBus：DB）：用于传送数据信息，是双向总线（双向是指可以两个方向传输，可以A-B也可以A-B)，既可以把CPU的数据传送到存储器或I/O接口

14、等其它部件，也可以将其它部件的数据传送到CPU。 地址总线（Address Bus：AB）：专门用来传送地址的，由于地址只能从CPU传向外部存储器或I/O端口，所以是单向总线。 控制总线（Control Bus：CB）：主要用来传送控制信号和时序信号，一般也是双线总线。 流行的总线标准：总线性能的改善对提高计算机的总体性能有极大的影响，根据总线分类不同，总线标准也不一样。 主板：总线 总线标准 内部总线有：SPI、SCI ； 系统总线有：ISA、VESA、PCI ； 外部总线有：RS-232-C、RS-485、IEEE-488、USB 概 述 存储系统层次结构 微型计算机系统 存储系统 概 述 存储系统 用于存储信息或数据等的物理设备 内存（ROM、RAM、Cache）; 外存，是内存的延伸，用于长期保存数据。 硬盘、移动硬盘、U盘、光盘 主 板 CPU 内部 速度快 容量小 速度慢 容量大 外部存储器（磁盘、光盘、磁带等）主存储器L2级 高速缓存L1级 高速缓存CPU 寄存器存储系统层次结构 存储系统 微型计算机系统 输出输入系统 中 断 端口地址 含 义 通过端口实现I/0设备与主机系统的输入输出。 常用输入设备 常用输出设备 其它外部设备 显示器 声卡和音箱 扫描仪 数码相机 输入/输出设备