1、第3章 微型计算机硬件组成,掌握微型计算机系统整体结构 了解微机主板的结构及其特点 掌握微机存储系统的结构特点和基本工作原理 了解微机总线结构、功能，常用输入/输出系统接口及常用外部设备 了解微机拆装的基本步骤 掌握微机性能指标与基本配置,【能力考查要求】,【学习目标】,计算机硬件系统的组成和功能：CPU、存储器（ROM、RAM）以及常用的输入输出设备的功能 计算机系统的主要技术指标及基本配置,3.1 微型计算机概述 3.2 微型计算机的基本结构 3.3 微型计算机的总线与接口 3.4 微型计算机的拆装、性能指标与基本配置,第3章 微型计算机硬件组成,3.1 微型计算机概述,摩尔定律 由英特尔
2、（Intel）创始人之一戈登摩尔（Gordon Moore）提出来的。 内容：集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。或可简单表述为“集成电路的集成度每18个月翻一番”， 即“三年翻两番” 这一定律揭示了信息技术进步的速度。也可简单表述为“集成电路的集成度每18个月翻一番”，或者说“三年翻两番” 计算机的硬件和软件朝着相互融合、相互渗透的方向发展。,3.2 微型计算机的基本结构,3.2.1 主板 3.2.2 中央处理器（CPU） 3.2.3 存储器,3.2.1主板,最大的一块集成电路板 是微机中各种集成芯片和插卡的载体。 功能: 提供安装CPU、内存和其他各
3、种功能卡的插槽； 为各种外部设备，如键盘、鼠标、打印机等提供通用接口,北桥芯片 负责CPU与内存、显示卡、PCI数据的传输 南桥芯片 负责I/O接口控制、IDE设备控制以及高级能源管理。,(1)芯片组 芯片组 :主板的灵魂,控制着整个主板的运作。 决定了主板的性能及可用CPU的类型。 芯片组由北桥芯片和南桥芯片组成,2.主板主要部件,(2) CPU插槽 (3) 内存插槽 (4) 总线扩展槽 (5) 输入/输出（I/O）接口 (6) 基本输入输出系统(Basic Input-Output System，BIOS)BIOS是一组固化在主板ROM芯片上的软件，它直接面向硬件底层，为计算机提供最低级最
4、直接的硬件控制，因此它是连通软件程序和硬件设备之间的枢纽，是主板上的核心,2.主板主要部件,主板虽小，五脏俱全，可以比喻为一座城市。 有处理器，相当于政府管理部门； 有存储器，相当于居民住宅或活动广场； 有各种接口，相当于机场、车站、码头； 有电源插座，为城市供电。,2.主板主要部件,3.2.2 中央处理器（CPU）,CPU概述 主要功能：按照程序给出的指令序列分析指令、执行指令，完成对数据的加工处理。计算机所发生的全部动作都受CPU的控制。 CPU划分：通用CPU以及嵌入式CPU之分,2. CPU结构 控制器 运算器 寄存器 3. CPU主要技术指标 CPU字长: CPU内部各寄存器之间一次
5、能够传递的二进制位数 位宽：CPU通过外部数据总线与外部设备之间一次能够传递的数据位 时钟频率：分为主频和外频 。 高速缓冲存储器（Cache）的容量和速度 CPU制造工艺：通常以nm为单位来描述。,运算器,功能：对二进制编码进行算术运算和逻辑运算。 包括：算术逻辑部件ALU、累加器A、寄存器R。,第1章 计算机的基础知识,控制器,功能：识别翻译指令，安排操作次序，并向计算机各部件发出相应的控制信号，以指挥整个计算机有条不紊地工作。 包括：指令寄存器、指令计数器PC、操作码译码器。,第1章 计算机的基础知识,4. CPU产品 Intel AMD 国产龙芯,3.2.3 存储器,功能：用来存放数据
6、和程序的部件。 包括：主存储器、辅存储器（又称内存和外存）。,1.内存储器 随机存取存储器（Random Access Memory，RAM） 随机存取器既能读出数据又可以写入数据 但是一旦计算机断电，RAM中存储数据随之消失。 随机存取存储器可以分为静态RAM（SDRM）和动态RAM（DRAM）两种。 只读存储器（Read Only Memory，ROM） 只读存储器只能读出数据而不能写入数据 只读存储器的数据是由计算机厂商写入并固化其中 计算机断电后，ROM中的信息不会丢失。 ROM 常用来存放一些固定的程序、数据和系统软件等，如BIOS 、检测程序 等。,3.2.3 存储器,3.2.3
7、存储器,高速缓冲存储器（Cache） 相对CPU处理数据的速度，内存RAM读写数据的速度显得太慢。若CPU直接与RAM连接，则CPU的数据处理效率就在打折扣 而高速缓冲存储器（Cache）读写数据的速度要较RAM快好几倍 在CPU和内存之间插入高速缓冲存储器，可极大提高CPU的数据处理效率,高速缓冲存储器工作过程,工作时，先将内存中数据暂存于Cache中，CPU直接与Cache进行数据交换。 当Cache中没有CPU所需数据时， CPU一边直接访问内存， 一边将内存中当前或将来需要的数据调入Cache中，替换Cache中不用的数据 使用Cache后，CPU对内存存取速度的要求可以降低一些，但存
8、储器的管理要复杂得多 Cache还可细分为一级Cache和二级Cache,2.外存储器 (1) 磁存储介质 软盘 硬盘若某个磁盘有32个磁面，4096个柱面，每个磁道有63个扇区， 每个扇区可存放512字节数据 ： 则该磁盘容量为：324096635124.2GB。,衡量硬盘的常用指标： 容量、转速、硬盘自带Cache（高速缓存）的容量等。 硬盘使用前准备 低级格式化操作，其实质是对硬盘划分磁道和扇区，并在每个扇区的地址域上记录地址信息。 硬盘分区。其主要目的是建立系统使用的硬盘分区，并将主引导程序和分区信息表写到硬盘第一个扇区上 对每一个分区进行高级格式化操作 3. 磁盘阵列 RAID: 廉
9、价冗余磁盘阵列。它由若干硬盘组成，通常用于大容量数据存储。,2.外存储器,(2)光存储介质： VCD盘片 DVD盘片 蓝光盘片 (3)半导体介质： U盘,3.3 微型计算机的总线与接口,3.3.1.总线 3.3.2 外部接口 3.3.3 输入/输出设备,3.3.1.总线,为简化硬件电路设计和系统结构，常用一组线路，配置以适当的接口电路，与各部件和外围设备连接，这组共用的连接线路就称为总线 计算机信息传输的速率直接取决于总线的宽度以及质量 采用总线结构便于计算机部件和设备的扩充,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,总线分类,总线可分为：内部总线，系统总线和外部总线 内部
10、总线： 位于CPU芯片内部，用于CPU各个组成部件的连接，属于芯片一级的互连 系统总线： 是指主板上用于连接各大部件（插件板）的总线，用于插件板一级的互连 外部总线： 是指微型计算机与外部设备之间的连线，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和数据交换，它用于设备一级的互连,数据总线（Data Bus，DB）： 用于CPU与内存或I/O接口之间的数据传递。 是双向总线。 数据总线的带宽，决定了CPU和计算机其它部件之间每次交换数据的位数。 地址总线（Address Bus，AB）： 用于传送CPU向内存单元或I/O设备发出的地址信息 是单向总线。 地址总线的宽度决定了计算机内存空
11、间的范围大小，或者说系统的最大存储能力。 控制总线（Control Bus，CB）: 用来传送控制器的各种控制信息。 是双向总线。,系统总线分类,系统总线工作示意图,3.3.2 外部接口,串行接口 也就是COM接口，是采用串行通信协议的扩展接口。物理连接方式有9针和25针两种方式。较为广泛使用的串行物理接口标准是RS-232-C标准 。 并行接口 是一种增强了的双向并行传输接口，最高传输速度为1.5Mbps USB通用串行总线接口 分为1.1和2.0两个版本，其中 1.1版本数据传输速率最高达到12Mb/s，而2.0版本最高速率可达480 Mb/s。IEEE1394接口 广泛应用与数字成像领域
12、，支持的产品包括数字相机或摄像机等 硬盘接口 常用的硬盘接口标准有IDE(PATA)、SATA、SCSI和光纤通道四种,3.3.3 输入/输出设备,字符输入设备： 键盘； 图形输入设备： 鼠标器、操纵杆、光笔； 光学阅读设备： 光学标记阅读机，光学字符阅读机； 图像输入设备： 摄像机、扫描仪、传真机； 模拟输入设备： 语言模数转换识别系统。,键盘 无线鼠标 扫描仪 游戏操作杆 光学标记阅读机,键盘与鼠标的使用,1. 键盘 盘面可分为四个区：功能键区、打字键区（又称英文主键盘区）、编辑键区和数字键区。所有键均有连发功能，即按住任一键不放时，该键会自动重复输入。 功能键区 上方设置F1F12共12
13、个功能键， 具体功能由操作系统或应用程序定义。 打字键区 包括：英文字母键（AZ），数字键（09），符号键（！， ，；等），控制键（Esc，Tab，Shift等）。,编辑键区 主要用于编辑操作，不同编辑软件中作用不同。 包括：插入键（Insert）、删除键（Delete）、翻页键（Page Up，Page Down）、首尾键（Home，End）及四个方向键（、）。 数字键区(小键盘) 大部分键有两种状态，一种状态作为数字运算键用，另一种状态作为编辑键使用， 两种状态通过数字锁定键（Num lock）转换。,常用控制键： Esc强行退出键。 Tab制表键，按一下该键光标右跳若干个空格。 Shif
14、t换档键，与双字符键同时用可获得上档字符；另外，当键盘处于大（小）写状态时，同时按下Shift键和英文字母键，可以输入小（大）写字母。 Caps lock大小写英文字母转换键。 Enter回车键，表示当前输入行的结束。 Backspace退格键，每按一次该键可删去光标左边的一个字符。 Alt转换键，必须与其它键组合使用。 Ctrl控制键，必须与其它键组合使用。 Win Windows专用键，可单独或与其它键组合使用。,2. 鼠标器 鼠标器简称鼠标，人机交互式屏幕标定输入设备，增强或代替键盘上光标移动键及回车键功能。 可以在屏幕上更直观、快速、准确地移动和定位光标。 图形界面的操作系统及图形图像
15、处理软件时，是必备的输入设备。,键盘与鼠标的使用,按工作原理分为机械式鼠标和光电式鼠标。 机械式鼠标：底部有一个滚动球，在平面上移动时，小球跟随滚动，控制光标在屏幕上的位置； 光电式鼠标：内部有一个发光元件和两个聚焦透镜，在特制的光栅板上移动时，通过光栅板反射光的强弱变化测出鼠标器移动的方位和距离。 按照按键的个数分为两键鼠标（Microsoft鼠标）和三键鼠标（Logitech鼠标）两类。,键盘与鼠标的使用,1. 键盘的基本操作 标准指法 手指的分工 标准键盘打字键区中的键位分布根据字符的使用频度确定。 将键位一分为二，左右手分管两边， 键位的指法分区：除大拇指外，每个手指均负责一小部分键位
16、。击键时手指上下移动，大拇指因其特殊性负责长条的空格键。,图1-14 键盘操作手指分工图,基本键位 “A、S、D、F、J、K、L、;”八个键所在的行位于键盘基本区域的中间位置，该行离其它行的平均距离最短，称为基准行，并把这八个键定为基准键位。 手指的常驻键位。除大拇指外的八个手指始终对应地轻放在基准键位上。 击其它键时，指头移动击键后立即回基准键位，再准备击其它键。 F、J两个键上各有一个突起的圆点，称作盲点，操作时，若手指滑离了键盘可通过盲点快速定位手指。,数字键区 最上一排是数字键09，可以按双手指法分工训练。 键盘右方数字键区中的数字键排列成方阵型，便于右手单手操作。 手指分工：右手中指
17、轻放在“5”键位上，“5”键是一个基准键位（键面上有一个突起的圆点，称作盲点，用于盲打时手指的定位），中指分管“2”、“5”、“8”等中排键，食指分管“1”、“4”、“7”等左排键，无名指分管“3”、“6”、“9”、“.”等右排键，大拇指分管“0”键，小指分管Enter键等。单手数字输入指法一定要下苦功夫训练，达到快、准、轻的程度并不太难。 四个方向键的击键方法：右手中指分管键和键，食指和无名指分别击键和键。,其它键区的一些键，按就近击键原则操作。 功能键和特殊符号键使用频度不高，可以根据习惯灵活处理。 指法练习方法可以先从基准键位开始，慢慢向外发展直至整个键盘。 高效准确输入字符，要掌握正确
18、的击键姿势和击键方法。 借助软件训练打字 汉字输入要求每个手指灵活性都很好，同时进行大量训练，才能达到一瞬间完成“汉字字母击键”的思维过程。 许多训练打字的辅助练习软件，可帮助短时间内提高打字速度。,2鼠标的使用 鼠标指针指向图标并按左键，即可执行命令。 Windows绝大部分操作通过鼠标左键完成，如选定程序图标、文件和菜单等；右键用于打开某个特定的对象，如打开对象的快捷菜单等。中间轮主要用于移动、翻滚页面。 操作鼠标的基本动作： 移动：移动鼠标，指针随作用方向移动。 指向：移动鼠标，指针接触某对象。指向对象是其余操作的基础。 单击：按下左键后释放。用于选定一个对象或启动某个菜单命令等。 双击
19、：较快、连贯地单击两次左键，用于启动选中程序。如双击桌面上“回收站”图标，打开“回收站”的窗口。,右击：按下右键后释放。用于打开所选对象的快捷菜单。 例如，在桌面上右击“QQ”图标，弹出该图标的快捷菜单。 拖动：鼠标指向对象后，按左键并移动，将对象拖到目标位置后松开按键。拖动操作可以使操作对象移动位置。 推轮：向前或向后推鼠标器上的轮，可上下移动页面。例如，上网时推轮翻看屏幕之外的网页。 提示：习惯用左手的用户，可把鼠标设置为左手操作模式。,3键盘的使用 图形界面中，文字和数据输入等工作仍然要靠键盘来完成。 Win快捷键（热键），不用拉出菜单即可选择菜单选项，直接执行指定功能，使操作简捷，但需
20、记忆。 几种常用的键盘组合键： 激活控制菜单：Alt+空格键。 激活程序菜单：Alt+字符键。 取消菜单对话框：Esc键。 对话框选项的切换：Tab键。 光标移动键：、PgUp和PgDn键。 Win系统中，在菜单选项的右边同时给出了快捷键。,编辑文本文件,记事本是一种简单的文本编辑器，可以对ASCII文本以及程序代码进行编辑，常用来创建或编辑无格式且小于64KB的纯文本文件，即文件中只包含文字和数字，不包括格式或图片等信息。 “记事本”窗口（图1-22）。 在“记事本”窗口输入时，无论一段文本有多长，都在同一行显示。 在菜单栏上选择“格式自动换行”选项，可以使文本以当前窗口的宽度自动换行。,“
21、记事本”窗口,方法与步骤 1. 在“开始”菜单中选择“程序附件记事本”选项，打开“记事本”程序。 2. 选择一种汉字输入法，输入文字内容。 3. 在菜单栏中选择“格式自动换行”选项。 提示：“自动换行”选项是一个显示和打印选项，对记事本文件的内容不产生任何影响。若选择“自动换行”选项，调整记事本窗口的宽度时，每行显示内容随着新窗口宽度变化。若没有选择“自动换行”选项，文本的一整段（以回车键划分段）以一行显示。,4. 在菜单栏中选择“文件保存”选项，弹出“另存为”对话框（图1-22）。 在“文件名”下拉列表框中输入文件名“案例1-1”； 在“保存类型”下拉列表框中选择“文本文档（*.txt）”，表示将文件保存为纯文本文件； 在“保存为”下拉列表框中选择文件要存放的位置。 单击“保存”按钮，完成文件保存操作。,3.4 微型计算机的拆装、性能指标与基本配置,3.4.1 微型计算机的拆装 3.4.2 微型计算机主要性能指标 3.4.3 微型计算机基本配置,3.4.2 微型计算机主要性能指标,CPU主频、核心数 字长 内存储器（主存）的容量 外存储器的容量,3.4.3 微型计算机基本配置,主板 CPU 内存储器 显卡 硬盘 机箱与电源 显示器 键盘与鼠标,光驱 音箱 摄像头 麦克风,
