電子計(jì)算機(jī)的硬件組成概要

1、電子計(jì)算機(jī)的硬件組成電子計(jì)算機(jī)的硬件由運(yùn)算器、 控制器、存儲器、 輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五部分 組成 。微型機(jī)的運(yùn)算器、 控制器和內(nèi)存儲器是構(gòu)成主機(jī)的核心部件， 它們都置于主 機(jī)箱中。主機(jī)以外的其他部件常被統(tǒng)稱為計(jì)算機(jī)的外圍設(shè)備或周邊設(shè)備。1主機(jī)中央處理器。中央處理器，英文縮寫 CPU(Central Processing Unit)， 也稱中央處理單元， 主要由控制器和運(yùn)算器組成。 對微型機(jī)來說， 中央處理器做 在一個(gè)芯片上，稱為微處理器。它是計(jì)算機(jī)的核心。通常 CPU 的型號決定了整 機(jī)的型號和基本性能。如CPU是80386的計(jì)算機(jī)，稱為386微機(jī)，CPU是80486 的計(jì)算機(jī)，稱為 486

2、微機(jī)。目前，我們使用的大部分微型機(jī)是 PC系列機(jī)，表5-4-1是近年來CPU的主 要技術(shù)指標(biāo)。CPU型號 主頻率(MHz )位數(shù)80386 16/33/40 32位80486 20/66/100位奔騰、奔騰U、奔騰川 60/90/100/450/6位表中的主頻率(master frequency指的是中央處理器時(shí)鐘的頻率，也稱計(jì)算機(jī) 主頻率(computer master frequency)。主頻率通常以兆赫茲(MHz)為單位，是衡量 計(jì)算機(jī)速度的重要指標(biāo)。早期的 CPU 是 8088和 8086，它們是準(zhǔn) 16位機(jī)-在內(nèi)部運(yùn)算是 16位，和外 部交換數(shù)據(jù)是8位。80286是16位機(jī)。386

3、微機(jī)有準(zhǔn)32位機(jī)(386SX)和真32位 機(jī)(386DX)之分。486也是32位機(jī)，但是比386多了一塊協(xié)處理器，因而性能 比 386有較大提高。 奔騰(586)是 64位機(jī)。在同一型號的計(jì)算機(jī)中，還有時(shí)鐘 頻率的區(qū)別。時(shí)鐘頻率越高，計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度就越快。內(nèi)存儲器。內(nèi)存儲器(memory/storage unit)也叫主存儲器，簡稱內(nèi)存， 安裝在計(jì)算機(jī)的主板上。 內(nèi)存儲器用來存放計(jì)算機(jī)當(dāng)前工作所需的程序和數(shù)據(jù)。內(nèi)存的容量直接影響計(jì)算機(jī)的性能， PC 系列機(jī)的內(nèi)存容量已由早期的 640KB， 發(fā)展到16MB、32MB、64MB、128MB，有的甚至超過1GB。內(nèi)存儲器分為隨機(jī)存儲器（ RAM）

4、 和只讀存儲器 （ROM ） 。隨機(jī)存儲器中存儲 的信息可以由用戶進(jìn)行更改， 關(guān)閉計(jì)算機(jī)電源， 隨機(jī)存儲器中存儲的信息將全部 消失。只讀存儲器中存儲的信息是由計(jì)算機(jī)廠家確定的， 用戶只能讀出， 不能更 改，斷電后信息不會(huì)丟失。（3）總線?？偩€（bus）是信息傳送的公共通路或通道，是連接計(jì)算機(jī)有關(guān)部 件的一族公共信號線。 總線可以用來傳送數(shù)據(jù)、 地址和控制信號， 相應(yīng)地被稱為 數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線，在微型機(jī)中它們常被統(tǒng)稱為系統(tǒng)總線。計(jì)算機(jī)中采用總線結(jié)構(gòu)可以減少信息傳送線的條數(shù)和提高 CPU 與外部設(shè)備 之間的數(shù)據(jù)傳輸率。隨著 CPU 的不斷升級和計(jì)算機(jī)外部設(shè)備的日益更新與增多，已經(jīng)推出了

5、多 種不同標(biāo)準(zhǔn)的總線。目前，386以上PC機(jī)使用的總線主要有 MCA（Micro Channel Architecture 即微通道結(jié)構(gòu) ）、 EISA（Extended Industrial Standards Architecture 即擴(kuò) 展工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu) ）、 VESA（Video Electronic Standards Association 即視頻電子標(biāo)準(zhǔn) 協(xié)會(huì)）、PCI（Peripheral Component Interconnect即卩外部設(shè)備部件互連 ）等，其中以 PCI 最先進(jìn)。2計(jì)算機(jī)常用的輸入輸出設(shè)備（1）鍵盤（keyboard）。計(jì)算機(jī)鍵盤上鍵的排列已有ISO253

6、0和我國國家標(biāo)準(zhǔn) GB2787 規(guī)定。鍵盤上的每個(gè)鍵有一個(gè)鍵開關(guān)。鍵開關(guān)有機(jī)械觸點(diǎn)式、電容式、 薄膜式等多種，其作用是檢測出使用者的擊鍵動(dòng)作， 把機(jī)械的位移轉(zhuǎn)換成電信號， 輸入到計(jì)算機(jī)中去。（2）鼠標(biāo)器（moused鼠標(biāo)器是一種控制顯示器屏幕上光標(biāo)位置的輸入設(shè)備。 在 Windows 軟件中，使用鼠標(biāo)器使操作計(jì)算機(jī)變得非常簡單：在桌面上或?qū)Ｓ?的平板上移動(dòng)鼠標(biāo)器， 使光標(biāo)在屏幕上移動(dòng)， 選中屏幕上提示的某項(xiàng)命令或功能， 并按一下鼠標(biāo)器上的按鈕就完成了所要進(jìn)行的操作。 鼠標(biāo)器上有一個(gè)、 兩個(gè)或三 個(gè)按鈕，每個(gè)按鈕的功能在不同的應(yīng)用環(huán)境中有不同的作用。鼠標(biāo)器依照所采用的傳感技術(shù)可分為機(jī)械式、光電式

7、和機(jī)械光電式三種。機(jī)械式鼠標(biāo)器底部有一個(gè)圓球， 通過圓球的滾動(dòng)帶動(dòng)內(nèi)部兩個(gè)圓盤運(yùn)動(dòng)， 通 過編碼器將運(yùn)動(dòng)的方向和距離信號輸入計(jì)算機(jī)。光電式鼠標(biāo)器采用光電傳感器， 底部不設(shè)圓球， 而是一個(gè)光電元件和光源組 成的部件。 當(dāng)它在專用的有明暗相間的小方格的平板上運(yùn)動(dòng)時(shí)， 光電傳感器接受 到反射的信號，測出移動(dòng)的方向和距離。機(jī)械光電式鼠標(biāo)器是上述兩種結(jié)構(gòu)的結(jié)合。 它底部有圓球， 但圓球帶動(dòng)的不 是機(jī)械編碼盤而是光學(xué)編碼盤，從而避免了機(jī)械磨損，也不需要專用的平板。（3）顯示器（display）。由監(jiān)視器（monitor）和顯示適配器（display adapter）及有 關(guān)電路和軟件組成的用以顯示數(shù)據(jù)、

8、圖形、圖像的計(jì)算機(jī)輸出設(shè)備。 顯示器的類 型和性能由組成它的監(jiān)視器、顯示適配器和相關(guān)軟件共同決定。監(jiān)視器通常使用分辨率較高的顯像管作為顯示部件。 顯象管是將電信號轉(zhuǎn)變 為可見圖像的電子束管，又稱為陰極射線管（CRT）?？煞譃閱紊@像管（包括 黑色、白色、綠色、橘紅色、琥珀色等）和彩色顯像管兩大類。上裝有偏轉(zhuǎn)線圈。 電子槍發(fā)射被調(diào)制的電子束， 經(jīng)聚焦、偏轉(zhuǎn)后打到熒光屏 上顯示出發(fā)光的圖像。 彩色顯像管有產(chǎn)生紅、 綠、藍(lán)三種基色的熒光屏和激勵(lì)熒 光屏的三個(gè)電子束。 只要三基色熒光粉產(chǎn)生的光的分量不同， 就可以形成自然界 的各種彩色。監(jiān)視器的光標(biāo)定位方法有隨機(jī)掃描和光柵掃描兩種， 光柵掃描又分逐行掃

9、描 和交錯(cuò)隔行掃描（先掃描奇數(shù)行，再掃描偶數(shù)行，交錯(cuò)進(jìn)行）兩種。逐行光柵掃 描有許多優(yōu)點(diǎn)，目前已得到廣泛應(yīng)用。監(jiān)視器的屏幕對角線有 12 英寸、 14英寸、 15 英寸、 20英寸等不同規(guī)格。 組成屏上圖像的點(diǎn)稱為像素 （ pixel ） 。屏上最小可示像素的大小由點(diǎn)距確定。 點(diǎn)距越小，顯示越清晰。目前，PC機(jī)使用的監(jiān)視器可支持的點(diǎn)距范圍是：0.39 0.22mm。顯示器的性能與顯示適配器緊密相關(guān)。隨著 PC機(jī)的發(fā)展，顯示適配器出現(xiàn) 了多種型號。早期有單色顯示適配器（MDA）和彩色圖形顯示適配器（CGA），后 來有 HGA、EGA、VGA 等，近期以 SVGA 和 AVGA 為主流產(chǎn)品。通常，

10、顯示適配器包括像素處理器、顯示處理器、半導(dǎo)體讀寫存儲器 （簡稱 顯存）、只讀存儲器和接口電路。這些器件被組裝成一塊電路板，一般稱為顯示 卡。顯示卡可直接插在計(jì)算機(jī)的主板上使用。計(jì)算機(jī)執(zhí)行圖形或圖像顯示時(shí)，像素處理器解釋計(jì)算機(jī)送來的命令及參數(shù)， 在讀寫存儲器內(nèi)實(shí)現(xiàn)畫圖操作， 并做相應(yīng)的彩色數(shù)據(jù)處理。 由于分辨率高的彩色 動(dòng)態(tài)圖像的數(shù)據(jù)量很大， 所以對顯存的容量要求越來越高， 從早期的 64KB 已經(jīng) 發(fā)展到 4MB 、 8MB 甚至更多。除了 CRT 監(jiān)視器，還有采用平板顯示器件的監(jiān)視器。平板顯示技術(shù)主要有 液晶顯示、等離子體顯示和電致發(fā)光等三種。便攜式(筆記本式)計(jì)算機(jī)一般采 用液晶顯示器，即

11、 LCD(Liquid Crystal Display) 。此外，大屏幕顯示器近年來也得到較快的發(fā)展。 大屏幕顯示器按工作原理可 分為投影式、矩陣式和模件式三種。目前投影式大屏幕應(yīng)用較多。打印機(jī)(pri nter)。打印機(jī)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的一個(gè)重要輸出設(shè)備。它可以 把計(jì)算機(jī)處理的結(jié)果(文字或圖形)在紙上打印出來。針式打印機(jī)(wire printer)用一組細(xì)針，在電路的驅(qū)動(dòng)下?lián)舸蛏珟?，在紙上?下墨跡。由打印機(jī)針頭的數(shù)量可分為 9 針打印機(jī)和 24針打印機(jī)。一個(gè)西文字符 可以由8刈點(diǎn)陣組成，用9針打印機(jī)一次就可以打印一行。一個(gè)漢字則需要由 16X16、2424或更多的點(diǎn)陣組成。對于一個(gè) 2424

12、點(diǎn)陣組成的漢字，用9針打 印機(jī)需要反復(fù) 3 次才能完成，而使用 24針打印機(jī)則可以一次打印完畢。點(diǎn)陣式 打印機(jī)由于采用了擊打方式，所以打印中噪音較大。它可以使用多種打印紙(有孔的寬型紙、窄型紙、復(fù)印紙或其他的單頁紙等 )?？梢杂脧?fù)寫打印紙一次打印 多份拷貝，還可以打印蠟紙，用于印刷。 打印的質(zhì)量與色帶的新舊程度有關(guān)。噴墨式打印機(jī)(ink-jet printer)是將墨水通過細(xì)小的噴嘴噴到紙上，打印質(zhì)量 較點(diǎn)陣式打印機(jī)好，噪音也較小。但是，它只能使用質(zhì)量較好的單頁紙，有的更 限制為一種規(guī)格(一般是A4)的復(fù)印紙。噴墨打印機(jī)的消耗材料棗墨匣的價(jià)格比 點(diǎn)陣式打印機(jī)的色帶價(jià)格要高。 另外，它不能同時(shí)打

13、印多份拷貝， 也不能打印蠟 紙。激光打印機(jī)(laser printer)的打印質(zhì)量最好，速度快，噪聲低，但價(jià)格比前兩 種高。激光打印機(jī)的工作原理是： 由激光器發(fā)出的激光束經(jīng)聲光調(diào)制偏轉(zhuǎn)器按字 符點(diǎn)陣的信息調(diào)制。 在高頻超聲信號的作用下， 聲光偏轉(zhuǎn)器衍射出形成字符的調(diào) 制光束。當(dāng)頻率變化時(shí)，激光束的衍射角度隨之變化，形成縱向的扇出光束。此 扇出光束經(jīng)高速旋轉(zhuǎn)的多面鏡反射， 在預(yù)先荷電的轉(zhuǎn)印鼓面上掃描曝光。 鼓面被 激光束照射的部位的電荷消失，形成靜電潛象。當(dāng)鼓面經(jīng)過帶相反電荷的色粉時(shí)， 由于靜電作用吸附上色粉，進(jìn)行顯影。在電場的作用下，色粉由鼓面被轉(zhuǎn)印到紙 上。經(jīng)熱擠滾壓定影之后，字符便永久性地

14、印在紙上。此外，還有一些特殊用途的打印機(jī)，例如：票據(jù)打印機(jī)、條碼打印機(jī)等。外存儲器目前，微型機(jī)的外存儲器主要有磁盤和光盤。磁盤分硬盤(Hard Disk 或 Fixed Disk)和軟盤(Floppy Disk 或 Diskette)兩種， 它們的工作原理相同，只是硬盤容量較大，一般不更換。軟磁盤盤片是涂有一層磁性物質(zhì)的圓片，封裝在保護(hù)套內(nèi)。目前常用的是3寸盤(圓盤直徑3.5英寸)，存儲容量是1.44MB。使用軟磁盤應(yīng)注意：軟磁盤不能受重壓，不可彎曲，應(yīng)注意防塵、防水；保存磁盤的地方應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)磁場，遠(yuǎn)離熱源，且溫度保持在10C50C, 濕度在20%80%將軟盤插入驅(qū)動(dòng)器時(shí)，應(yīng)使貼有標(biāo)簽的一面朝上

15、，依盤上箭頭指示方向，輕輕插入；為保護(hù)磁盤上的信息，可把寫保護(hù)口上的塑料塊打開。在軟盤或硬盤讀寫時(shí)，相應(yīng)指示燈點(diǎn)亮，表示驅(qū)動(dòng)器正在高速運(yùn)轉(zhuǎn)。 這時(shí)應(yīng)當(dāng)避免震動(dòng)，不能關(guān)斷電源，也不能打開軟盤驅(qū)動(dòng)器手柄取出軟盤，以免劃傷盤片和磁頭。光盤(disc)的存儲量很大(一般在600MB以上)，一張光盤有相當(dāng)于幾百至 上千片軟磁盤的存儲容量，且存取速度快，沒有磨損，存儲的信息不會(huì)丟失，可 以用來存儲需要永久保留的信息，目前已成為微型電子計(jì)算機(jī)常用的外存介質(zhì)。 目前可擦寫的光盤應(yīng)用尚不普遍，最常見的是只讀光盤。外存儲器是一種既可用作輸入，也可用作輸出的外部設(shè)備。其他外部設(shè)備聲音卡(sound card)聲音卡

16、是專門處理音頻信號的接口電路板卡。它提供了與話筒、喇叭、電子合成器的接口。它的主要功能是將模擬聲音信號數(shù)字化采樣存儲，并可將數(shù)字化 音頻轉(zhuǎn)為模擬信號播放。視頻卡( video card) 視頻卡是專門處理視頻信號的接口電路板卡。它提供了與電視機(jī)、攝像機(jī)、 錄像機(jī)等視頻設(shè)備的接口。 它的主要功能是將輸入的視頻信號送進(jìn)計(jì)算機(jī)， 記錄 下來，也可以把 CD-ROM 或其他媒體上的視頻信號在顯示器上播放出來。網(wǎng)絡(luò)卡 (network card)網(wǎng)絡(luò)卡也叫網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC : Network In terface Card)。在局域網(wǎng)中的每臺計(jì) 算機(jī)的擴(kuò)展槽中都要安裝一塊網(wǎng)絡(luò)卡，以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間的互連

17、。調(diào)制解調(diào)器 (modem)調(diào)制解調(diào)器是可將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號， 以適于在模擬信道中傳輸， 又 可將被轉(zhuǎn)換的模擬信號還原為數(shù)字信號的設(shè)備。 它將計(jì)算機(jī)與模擬信道 (例如現(xiàn) 有的電話線路)相連接，以便異地的計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。調(diào)制解調(diào)器分內(nèi)置式和外置式兩類，傳輸速率有28.8kb/s、33.6kb/s、56kb/s等。掃描儀 (scanner)掃描儀是一種輸入設(shè)備， 它能將各種圖文資料掃描輸入到計(jì)算機(jī)中并轉(zhuǎn)換成 數(shù)字化圖像數(shù)據(jù)， 以便保存和處理。 掃描儀分為手持式掃描儀、 平板掃描儀和大 幅面工程圖紙掃描儀三類。主要用于圖文排版、圖文傳真、漢字掃描錄入、圖文 檔案管理等方面。光筆 (light pen)一種與顯示器配合使用的輸入設(shè)備。 它的外形像鋼筆， 上有按鈕， 以電纜與 主機(jī)相連(也有采用無線的) 。使用者把光筆指向屏幕，就可以在屏幕上作圖、 改圖或進(jìn)行圖形放大、移位