计算机硬件基础培训教材

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1、计算机硬件基础培训教材第一章：微机硬件系统概述第二章：处理器(CPU)概述第三章:主板第四章：内部存储器第五章：外部存储器第六章:显示设备第七章：输入输出设备第八章：网络设备第九章：I/O设备第十章：总线技术第H章：电源技术第十二章：多媒体技术第十三章：计算机常用术语第一章:微机硬件系统概述个人计算机（PC,PersonalComputer）硬件系统是由主机板（包括CPU、主存储器RAM。CPU外围芯片组、总线插槽）、外设接口卡、外部设备（如硬盘、显示器、键盘、鼠标）以及电源等部件所组成。存储芯片存储器输出设备接口微处理器芯片输入金出接口芯片输出设备微型计算机除了硬件系统外，一台完整的

2、计算机系统还应包含软件系统，如操作系统、维护程序、应用程序等。一台没有软件的计算机是没有什么用处的。反过来看，没有硬件，软件也是无法运行的。计算机硬件和软件的关系如同电视机和电视节目的关系一样，是相辅相成的。一、计算机的硬件系统结构目前的各种微型计算机系统，无论是简单的单片机、单板机系统，还是较复杂的个人计算机系统，从硬件体系结构来看，采用的基本上是计算机的经典结构一一冯•诺依曼结构。这种结构的特点是：①由运算器、控制器、存储器、输入设备和输岀设备五大部分组成；②数据和程序以二进制代码形式不加区别地存放在存储器屮，存放位置由地址指定,地址码也为二进制形式；③控制器是根据存放在存储器屮的

3、指令序列即程序来工作的，并由一个程序计数器（即指令地址计数器）控制指令的执行。控制器具有判断能力，能根据计算结果选择不同的动作流程。由此可见，任何一个微型机系统都是由硬件和软件（程序）两大部分组成的。而其中硬件又由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成。图1给出了具有这种结构特点的微型计算机典型硬件组成框图。微处理器CPU中包含了上述的运算器和控制器;RAM和ROM为存储器；I/O（Input/Output,输入/输出）外设及接口是输入输岀设备的总称。各组成部分Z间通过地址总线AB（AddressBus）、数据总线DB（DataBus）、控制总线CB（ControlBus

4、）联系在一起。图1微机结构框图有时也将微型计算机的这种系统结构称为总线结构。采用总线结构，可使微型计算机的系统构造比较方便，并且具有更大的灵活性和更好的可扩展性、可维修性。根据总线组织方法的不同，可把总线结构分为单总线、双总线、双重总线三类，如图2所示。(c)双重总线结构图2微机的三种总线结构图2(a)所示的是单总线结构。图1所示的实际上就是这种结构，在单总线结构屮，系统存储器M和I/O使用同一条信息通路，因而微处理器对存储器和I/O的读写只能分时进行。大部分中低档微机都是釆用这种结构，因为它的逻辑结构简单，成本低廉，实现容易。图2(b)是双总线结构的示意图。I/O和M(Memory)

5、各自具有到CPU的总线通路，这种结构的CPU可以分别在两套总线上同时与M和I/O接口交换信息，相当于拓宽了总线带宽，提高了总线的数据传输速率。目前有的单片机和高档微机就是采用这种结构。不过在这种结构中，CPU要同吋管理与M、1/O的通信，这势必加重CPU在管理方面的负担。为此，现在通常采用专门的处理芯片即所谓的智能I/O接口，來履行I/O管理任务，以减轻CPU的负担。图2(C)所示的是双重总线结构。在这种结构屮，CPU通常通过局部总线访问局部M和局部I/O,这吋的工作方式与单总线情况是一样的。当某微处理器需要对全局M和全局I/O访问时，必须由总线控制逻辑统一安排才能进行，这时该微处理器

6、就是系统的主控设备。要是图中的DMA控制器成为系统的主控设备，全局I/O和全局M之间便可利用系统总线进行DMA操作；与此同时，微处理器可以通过局部总线对局部M或局部I/O进行访问。显然，这种结构可以实现在双重总线上并行工作，并且对等效总线带宽的增加、系统数据处理和数据传输效率的提高，效杲更明显。目前各种高档微型计算机和工作站基本上都是采用这种双重总线结构。二、计算机硬件主要组成部分及功能计算机的硬件主要组成部分有微处理器(CPU)、存储器、I/O设备接口和总线。1.微处理器(CPU)微处理器(或中央处理器)是微型计算机的运算和指挥控制中心。不同型号的微型计算机，其性能的差别首先在于其微

7、处理器性能的不同，而微处理器性能又与它的内部结构、硬件配置有关。每种微处理器有其特有的指令系统。但无论哪种微处理器，其内部基本结构总是相同的，都有控制器；运算器和内部总线及缓冲器三大部分，每部分又各由一些基本部件组成，如图3所示。该图所画的结构是以单总线为基础的，其各基本部件的功能如下：敕据总线(DB)定址復冲B冲B内篦总找KXBKM存舄II控制劈地址碘3*栈插针(SP)(PC)