微型计算机的硬件组成

一、CPU、内存、接口和总线的概念

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视频： CPU、内存、接口和总线的概念

1?微型计算机的结构

微型计算机包含了多种系列、档次和型号等。这些计算机的共同特点是体积小，适合放在办公桌上使用，而且每个时刻只能一人使用，因此又称为个人计算机(PC)。图1-3是PC的典型结构。

2?主板

主板是固定在微型计算机主机箱箱体上的一块电路板。主板上装有大量的有源电子元件。其中主要组件有CMOS、基本输入输出系统(BIOS)、高速缓冲存储器(cache)、内存插槽、CPU插槽、键盘接口、软盘驱动器接口、硬盘驱动器接口、总线扩展插槽(提供ISA、PCI等扩展槽)、串行接口(COM1、COM2)、并行接口(打印机接口LPT1)、USB接口等。因此，主板是计算机各种部件相互连接的纽带和桥梁。

3?中央处理器

中央处理器(CPU)是计算机的核心，包括运算器、控制器和寄存器等。计算机的运转是在CPU的指挥控制下实现的，所有的算术运算和逻辑运算都是由它完成的。因此，CPU是决定计算机速度、处理能力和产品档次的关键部件。

图1-3 PC的典型结构

4?内存储器

存储器分为内存储器和外存储器，通常分别简称为内存和外存。

内存是计算机的主要工作存储器，是计算机用于直接存取程序和数据的地方。计算机在执行程序前必须将程序和数据装入内存中，这种装入信息的操作称为“写入”；所执行的 指令及处理的数据，也必须从内存取出，这种取出信息的操作称为“读出”。存储器读出信息后，原内容保持不变；向存储器写入信息，则原内容被新内容所代替。

由于内存是由半导体器件构成的，没有机械装置，所以内存的读写速度远远高于外存，但容量也相对较小，主要用来存放计算机正在使用的程序和数据。内存又分如下两种：

(1)只读存储器ROM

只读存储器(Read Only Memory，ROM)存储的内容由厂家一次性写入，并永久保存下来，用户只能从ROM读出原有内容，不能再向其写入新内容，因此称为只读存储器。它一般用来存储固定的系统软件和字库等内容，其中的信息不会因断电而消失。

(2)随机存取存储器RAM

随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)可以进行任意的读或写操作。它主要用来存放操作系统、各种应用软件、输入数据、输出数据、中间计算结果以及与外存交换的信息等。由于RAM用半导体器件组成，一旦断电，其中信息就会丢失，不能永久保留。

内存容量是反映计算机性能的一个很重要的指标，一般个人电脑标配内存容量从2G-8G不等。

5?接口

接口作为计算机主机与外部设备之间的桥梁，实现计算机与外部设备之间交换信息的重要工作。其作用有以下几点：

●匹配主机与外设之间的数据形式。一般来说，数据在不同介质上存储的形式不一定完全相同，接口可担负起它们之间的协调任务。

●匹配主机与外设之间的工作速度。主机与外设之间、不同外设之间，其工作速度相差极为悬殊。为了提高系统效率，接口在它们之间起到了平衡作用。

●在主机与外设之间传递控制信息。为使主机对外设的控制作用尽善尽美，主机的控制信息或外设的某些状态信息，需要互相交流，接口便在其间协助完成这种交流。

接口的类型决定数据传输方式，主要有并行接口和串行接口两种。其中，并行接口主要用于连接高速外设(如打印机等)，传输信息是按字节方式进行，多采用Centronics连接标准；串行接口多用于连接低速外设(如modem等)，传输信息是按比特顺序进行，采用最广泛的是EIA RS-232C连接标准。

6?系统总线

总线(bus)是计算机系统各部件之间相互连接、传送信息的公共通道，由一组物理导线组成。在总线中，一次传输信息的位数称为总线的宽度。按照传送的信息类型可以分为数据总线、地址总线和控制总线。

●数据总线(Data Bus，DB)为双向总线，用于实现在CPU、存储器、I/O接口之间的数据传送；数据总线的宽度等于计算机的字长。

●地址总线(Address Bus，AB)为单向总线，用于传送CPU所要访问的存储单元或I/O端口的地址信息。地址总线的位数决定了系统所能直接访问的存储器空间的容量。

●控制总线(Control Bus，CB)为双向总线，用于控制总线上的操作和数据传送的方向；实现微处理器与外部逻辑部件之间的同步操作。

微型计算机中，总线按照位置分为芯片总线(局部总线)、系统总线(又称板总线)和外总线(又称通信总线)。微处理器内部的总线，即局部总线。系统总线是用来连接各种插件板，以扩展系统功能的总线。在大多数微机中，显示适配器、声卡、网卡等都是以插件板的形式插入系统总线扩展槽的。外总线是用来连接外部设备的总线，如SCSI、IDE、USB等。

在微型计算机中常用的系统总线有IBM PC总线、ISA总线、EISA总