computer_concepts_03

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1、计算机硬件系统及其扩展常宝宝北京大学信息技术学院chbb@pku.edu.cn微型计算机体系结构中央处理单元(CPU)存储器输入设备接口输出设备接口主机接口卡外部设备机箱内部图示电源光盘驱动器软盘驱动器硬盘驱动器数据线印刷电路板结构其实非常简单、清晰。积木式搭建。芯片陶瓷载体由于集成电路技术的高速发展，目前可以把数以亿计的晶体管、电容、电阻、导线等电子元件组成的线路集成在一小片晶体硅上，用陶瓷载体封装后，通常称为集成电路芯片。中央处理器微型计算机的中央处理器通常集成在一块芯片上，也称为微处理器。主机板主机板是一块印刷电路板，是主机箱内的核心，微机中最核心的

2、部件—微处理器、存储器、接口卡等都安插在主机板上的插座和插槽内。微机系统中的各种设备和其它部件最终都要连接在主机板上。主机板有时也称作母板。存储器（2）随机存储器（RAM），在加电的情况下，可以随时进行读出和写入。掉电后其中存储的程序和数据将会消失。通常把若干个RAM芯片安插在一个条状的印刷电路板上组成双列直插式内存模块（简称内存条），然后安插在主机板的存储器插槽中。微机用户可以根据需要更换内存条和增加内存条已达到扩充内存的目标。（1）只读存储器(ROM)，是一种只能读出不能写入的存储器，其中的程序和数据在厂家制造时就已经写入。计算机掉电后其中的信息不会消失

3、，常用来存放重要的程序和数据，如引导程序。打开计算机电源，计算机运行的第一条指令位于哪里？高速缓冲存储器存储器的容量和速度对计算机系统的性能有很重要的影响。速度慢，微处理器需要等待存储器。微机总体性能下降。容量小，不能运行大程序，或管理复杂而降低程序运行速度。容量大、速度快的存储器价格非常昂贵。解决办法，把存储器分成两级，第一级存储器速度很快，但容量较小，价格昂贵。第二级存储器速度较慢，但容量很大，价格便宜。其中第一级称为高速缓冲存储器，英文名称是cache。第二级即我们一般所说的内存储器。在逻辑上，高速缓冲存储器位于微处理器和内存储器之间。在微机运行时，高

4、速缓冲存储器中的内容是内存储器中部分内容的副本。微处理器读写程序和数据时先访问高速缓冲存储器，若其中没有相应内容再访问内存储器，同时再把相应内容复制到高速缓冲存储器。高速缓冲存储器可以分作多级，片内cache集成在微处理器芯片中，片外cache安插在主机板上。输入输出设备和微处理器并不直接通过总线连接在一起。而是要通过I/O适配器。这是由于各种设备的结构、工作速度、信号形式和数据格式等各不相同，因此它们不能直接挂接到总线上，必须通过I/O适配器来做中间转换，才能实现与微处理器间的信息交换。I/O适配器也称为I/O接口卡或I/O扩展卡，通常是一块印刷电路板。I

5、/O接口卡一端用来连接总线，另一端用来连接各种外部设备。I/O接口卡常见的I/O接口卡显示接口卡，又称显示适配器或简称显卡，用以连接显示器。软、硬盘接口卡，又称IDE卡。连接磁盘驱动器或光盘驱动器。2S/P卡，提供两个串行口和一个并行口，并行口可以用来连接打印机，串口可以用来连接鼠标和其它串行设备。USB接口卡，用来连接各种USB设备。音频接口卡，又称声卡，连接音箱和麦克风等。网卡，将计算机接入局域网，如高速以太网卡。调制解调器接口卡，即MODEM卡可将计算机通过电话线接入网络。有些接口卡，每台计算机都需要，这些接口卡就常常直接做在主机板上，随主机板一起提供

6、。例如IDE卡、串口卡等等。I/O扩展槽主机板上一般会提供几个插槽专门用来插入各种接口卡，通常称为I/O扩展槽。形形色色的接口卡就插在这些扩展槽里。扩展槽的多少决定着计算机的扩展能力。扩展槽按照所支持的总线标准或性能的不同可以分为：PCI扩展槽，采用较新的总线标准，64位的数据传输和较高的传输速度。ISA扩展槽，使用过时的总线标准，为了兼容老设备和低速设备。AGP扩展槽，提供更快的传输速度，主要用于处理3维图像。接口卡也同样分作不同的类型，某种类型的扩展槽只能插入某种类型的接口卡。例如支持PCI接口的显卡和支持ISA接口的显卡。机箱后面板接口卡在插入扩展槽中

7、后，其连接设备的一端会出现在主机箱的后面板，并提供形形色色的连接不同设备的插座，称为扩展端口（ExpansionPort）,形形色色的设备也就是通过各种电缆连接在这些端口上。连接电源的插座一般也位于后面板上。外存储器随机存储器、只读存储器通常称为内存储器，简称内存，在计算机运行时，其中存放着正在运行的程序和处理的数据。随机存储器中的内容在电源关闭后将会消失。软盘、硬盘、磁带以及光盘等存储设备常用来长久保存数据，其中的数据不会随着电源的关闭而消失。这些存储器被称为外存储器，简称外存。存放在外存储器上的程序和数据要得到运行和处理必须首先从外存读入到内存中才可以。

8、外存储器属于外部设备，不属于前面讲述的存储器。外存储