微型计算机的组成及应用

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2.1.1 微型计算机系统的层次及分类

微型计算机

具有体积小、重量轻、功耗低、可靠性高、价格便宜、使用方便和软件丰富等优点。

1. 微型计算机的层次结构

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2. 微型计算机分类

按主机、I/0接口和系统总线组成部件所在位置(按功能和复杂程度)划分为：

① 单片机：各部件集成在一个超大规模芯片上,用于控制仪器仪表等。

② 单板机：各组成部件装配在一块电路板上，常用于实验控制。

③ 多板机：各组成部件装配在多块电路板上，如台式微型计算机、便携式PC机。

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2.2 微型计算机系统的配件

1.主机箱及箱外配件

2.箱内配件

微型计算机硬件由：

系统主板

微处理器

存储器

输入／输出(I/O)接口电路

组成。

采用总线结构将各部件连接起来。

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2.2.1 系统主板

系统主板是一块连接组装其它器(部)件的母板。微型计算机通过主板将CPU等各种器件和外部设备有机地结合起来，形成一

套完整系统。

2.2 微型计算机主板简介

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2.2.2 主板中主要部件及其作用

CPU插座(80386引脚数132条,P4为423条，双核为775至940条)

芯片组(固定在主板上的一组——南桥和北桥——超大规模集成电路芯片总称)

内存插槽(30、72、168、184、240线)

系统BIOS(含上电自检、系统初始化、系统设置)

CMOS RAM(存储系统配置信息)

总线扩展槽

串行、并行接口

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2.3 微处理器

运算器、控制器，另加寄存器组组成微处理器。

一般将这一结构封装在一个集成电路芯片中，通过引脚与外部电路相连。

1.CPU

目前微型计算机CPU的主导产品是Pentium D系列。

系列中又有不同工作频率的产品 。

双核、4核CPU已面向普通用户。

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2.3.1 微处理器及其内部结构

中央处理器简称CPU，是计算机的核心，主要包括：

运算器

控制器

寄存器组

可选：高速缓冲存储器(cache)

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2.3.2 CPU性能指标

执行指令的速度，每秒所能执行的指令的条数；

Intel 4004 速度：5万/秒

Pentium D: n亿/秒

与“系统时钟”有直接关系:

CPU外频：指CPU总线频率， 是主板为CPU提供的基准时钟频率。

CPU主频：也称工作频率，是CPU内核(运算器)电路的实际运行频率，也称CPU内频。

CPU倍频：主频与外频间的比值。主频=外频x倍频

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CPU字长：CPU内部各寄存器之间一次能够传递的数据位数，即在单位时间内一次处理二进制数的位数

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。

指令本身的功能和丰富程度

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2.4 微型机系统存储器

内存是微机重要配置之一，内存容量及性能是影响微机性能的重要因素。

包括：RAM、ROM、CMOS、高速缓存、虚拟存储器。

作用：

用于存放计算机工作过程中需要操作的数据和程序

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存储器系统

将两个或两个以上速度、容量和价格各不相同的存储器用硬件、软件或软硬件相结合的方法连接起来 ——— 构成存储系统。

系统的存储速度接近最快的存储器，容量接近最大的存储器。

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存储器系统

一般计算机中主要有两种存储系统:

Cache存储系统

主存储器

高速缓冲存储器

虚拟存储系统

主存储器

磁盘存储器

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计算机的存储系统

大

小

容量

低

高

价格

慢

快

速度

通用寄存器

高 速 缓 存

主 存 储 器

联 机 外 存

脱 机 外 存

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内存储器

RAM的特点:

存取速度较快，容量相对较小，在系统关机后其内部存放的信息会丢失。

随机存取存储器(RAM)

只读存储器(ROM)

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内存储器

几个概念：

内存容量

内存所含存储单元的个数，以字节为单位。

内存容量的大小依CPU的寻址范围而定 (即CPU地址信号线的位数)。

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内存的操作

只有读写操作

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内存单元的地址和内容

每个单元都对应一个地址，以实现对单元内容的寻址。38F04H

内存地址

单元内容

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2.4.2 CMOS——“小随机存储器”

靠电池供电。

用于保存系统当前配置的数据。

如系统日期和时间、硬盘格式和容量、内存容量等。

这些信息既是系统启动时必读信息，也是更新硬件时要修改的信息。

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2.4.1 BIOS芯片

BIOS “基本输入/输出系统”，全称是ROM-BIOS，由一组固化的程序组成。

早期的主板由EPROM存储BIOS。

现在的主板大都由Flash ROM存储BIOS。

BIOS中主要包括：

CMOS设置程序——为系统配置操作界面，允许用户设置磁盘驱动器格式及参数；系统时间日期等参数。并把这些参数保存到CM