微型计算机系统的组成部件

微型计算机系统包括微型计算机系统是一个用于处理和存储信息的计算机系统。

它可以通过电子芯片等微型电子技术将信息进行高效的处理和存储，具有体积小、功耗低、成本低、性能高等诸多优点。

本文将从微型计算机系统的概述、硬件构成、操作系统、应用领域等多个方面进行详细介绍，为读者全面了解微型计算机系统提供参考。

一、微型计算机系统概述微型计算机系统（Microcomputer System），也称为个人计算机（Personal Computer，PC），是一种被广泛应用于各种场合的计算机系统，是通用计算机的一种形式。

微型计算机系统的发展历程，可以追溯到20世纪70年代末期，当时的出现了第一台个人电脑——Altair 8800，也标志着个人计算机的兴起。

时至今日，微型计算机系统已经广泛应用于家庭、企事业单位、政府机关、教育机构等各个领域，成为人们生产、生活中必不可少的工具。

二、微型计算机系统硬件构成微型计算机系统的硬件构成包括中央处理器、内存、存储器、输入输出设备四大部分。

1.中央处理器中央处理器（Central Processing Unit，CPU）是微型计算机系统的核心部件，负责处理计算机中的各种运算和控制指令。

CPU有两个核心，分别是运算器和控制器。

其中，运算器主要负责数学运算和逻辑运算等操作，而控制器则是指挥整个计算机活动的中心，以统一的节奏和次序进行各种操作。

目前市场上主流的CPU主要分为英特尔和AMD两大阵营。

英特尔的CPU平台包括主流的酷睿和至强两条产品线，以及面向移动设备的Atom系列。

AMD的CPU平台则包括桌面、笔记本和服务器三个系列，分别是锐龙、赛扬和霄龙系列。

2.内存内存（Random Access Memory，RAM）是CPU可以直接访问的存储介质，是计算机系统中各种数据的临时存储位置，也是计算机系统中最重要的存储设备之一。

内存根据其类型可以分为动态随机存储器（Dynamic RAM，DRAM）和静态随机存储器（Static RAM，SRAM）两种。

项目三选购和维护一台计算机第三节微型计算机的系统组成【教学目标】⏹了解微机主机的组成⏹了解微机外存储器的分类及特点⏹了解微机输入设备的分类及特点⏹了解微机输出设备的分类及特点【教学时序】一、微型计算机的系统组成下图所示为一台多媒体微型计算机的系统组成，它包括主机、显示器、键盘、鼠标、音箱和耳机等。

1．主机微机的主机箱内一般安装着系统主板（包括CPU和内存等）、外存（软盘、硬盘和光盘）、总线扩展槽、输入输出接口电路（显示适配卡、打印适配卡、声音卡、视频卡和Modem卡）等。

（1）主板主板也称系统主板或母板，它是一块电路板，用来控制和驱动整个微型计算机，是微处理器与其他部件连接的桥梁。

主板主要组成：■CPU插座■内存插槽■总线扩展槽■外设接口插座■串行和并行端口（2）CPU■CPU是微型计算机的心脏，主要包括运算器和控制器。

■微型计算机的处理功能是由CPU来完成的。

■CPU芯片决定了计算机的档次，CPU的性能直接决定了微型计算机的性能。

■CPU的主要性能指标有两个：字长和主频。

字长(位)：指CPU一次能处理的二进制数的位数。

CPU字长越长，性能越强。

PC机的字长，已由8088的准16位(运算用16位，I／O用8位)发展到现在的32位、64位。

主频(Mhz)：CPU工作的时钟频率，单位为MHz（兆赫兹）。

主频越高处理数据速度越快。

如Pentium III 800表示CPU型号为Pentium III，主频为800MHz。

Pentium 4 2.0G表示CPU型号为Pentium 4，主频为2.0GHz。

（3）内存（主存储器或主存）内存用于存放计算机当前正在运行的程序和数据，它可被CPU访问，直接与CPU交换信息。

其特点是：读写速度快，但容量较小，价格也较高。

内存储器目前大多采用半导体存储器，按功能分为RAM（Random Access Memory，随机存储器）和ROM（read only Memory，只读存储器）两类。

微机原理及应用答案1．微型计算机由哪些部件组成？各部件的主要功能是什么？微机系统微型计算机系统软件外围设备：打印机、键盘、CRT、磁盘控制器等微处理器（CPU）系统总线：AB、CB、DB （功能：为CPU和其他部件之间提供数据、地址和控制信息的传输通道）存储器：只读存储器（ROM）、随机存储器（RAM）（功能：用来存储信息）输入/输出（I/O）接口：串/并行接口等（功能：使外部设备和微型机相连）算术逻辑部件(ALU）累加器、寄存器控制器操作系统（OS）系统实用程序：汇编、编译、编辑、调试程序等（注：CPU的功能－－①可以进行算术和逻辑运算；②可保存少量数据；③能对指令进行译码并执行规定的动作；④能和存储器、外设交换数据；⑤提供整修系统所需要的定时和控制；⑥可以响应其他部件发来的中断请示。

）2． 8086/8088 CPU 由哪两部分组成？它们的主要功能各是什么？是如何协调工作的？微处理器（CPU）总线接口部件(BIU）：负责与存储器、I/O端口传送数据执行部件（EU）：负责指令的执行协调工作过程：总线接口部件和执行部件并不是同步工作的，它们按以下流水线技术原则来协调管理：① 每当8086 的指令队列中有两个空字节，或者8088 的指令队列中有一个空字节时，总线接口部件就会自动把指令取到指令队列中。

② 每当执行部件准备执行一条指令时，它会从总线接口部件的指令队列前部取出指令的代码，然后用几个时钟周期去执行指令。

在执行指令的过程中，如果必须访问存储器或者输入/输出设备，那么，执行部件就会请求总线接口部件进入总线周期，完成访问内存或者输入/输出端口的操作；如果此时总线接口部件正好处于空闲状态，那么，会立即响应执行部件的总线请求。

但有时会遇到这样的情况，执行部件请求总线接口部件访问总线时，总线接口部件正在将某个指令字节取到指令队列中，此时总线接口部件将首先完成这个取指令的操作，然后再去响应执行部件发出的访问总线的请求。

微型计算机的硬件组成一、CPU、内存、接口和总线的概念点击折叠视频：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。

微型计算机系统(简称微机系统)与传统的计算机系统一样，也是由硬件系统和软件系统两大部分组成。

计算机硬件系统由控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备五大基本部件构成。

软件系统由系统软件和应用软件两大部分组成。

系统软件包括操作系统、语言处理程序、数据库管理系统、网络通信管理程序等部分。

应用软件包括的面非常广，它包括用户利用系统软件提供的系统功能、工具软件和其它实用软件开发的各种应用软件。

当前使用比较多的操作系统有UNIX、Linux，MS-DOS 和Windows操作系统。

内存又称为主存，分为随机存储RAM和只读存储器ROM两种，速度比外存快由于CPU比内存速度快，目前，在计算机中还普遍采用了一种比主存储器存取速度更快的超高速缓冲存储器，即Cache，置于CPU 与主存之间，以满足CPU 对内存高速访问的要求。

有了CaChe 以后，CPU 每次读操作都先查找CaChe，如果找到，可以直接从Cache中高速读出；如果不在CaChe中再由主存中读出在微型计算机中，常用的外存有磁盘、光盘和磁带，磁盘又可以分为硬盘和软盘。

基数是指该进制中允许选用的基本数码的个数。

每一种进制都有固定数目的计数符号。

十进制：基数为10，10个记数符号，0、1、2、……9。

每一个数码符号根据它在这个数中所在的位置(数位)，按“逢十进一”来决定其实际数值。

二进制：基数为2，2 个记数符号，0 和1。

每个数码符号根据它在这个数中的数位，按“逢二进一”来决定其实际数值。

八进制：基数为8，8个记数符号，0、1、2、……7。

每个数码符号根据它在这个数中的数位，按“逢八进一”来决定其实际的数值。

十六进制：基数为16，16个记数符号，0-9，A，B，C，D，E，F。

其中A～F对应十进制的10～15。

每个数码符号根据它在这个数中的数位，按“逢十六进一”决定其实际的数值。

字节简写为B，人们采用8位为1个字节。

1个字节由8个二进制数位组成。

字节是计算机中用来表示存储空间大小的基本容量单位。

第 1 章微型计算机系统概述习题参考答案1-1．微型计算机包括哪几个主要组成部分，各部分的基本功能是什么？答：微型计算机由CPU、存储器、输入/输出接口及系统总线组成。

CPU是微型计算机的核心部件，一般具有下列功能：进行算术和逻辑运算。

暂存少量数据。

对指令译码并执行指令所规定的操作。

与存储器和外设进行数据交换的能力。

提供整个系统所需要的定时和控制信号。

响应其他部件发出的中断请求；总线是计算机系统各功能模块间传递信息的公共通道，一般由总线控制器、总线发送器、总线接收器以及一组导线组成；存储器是用来存储数据、程序的部件；I/O接口是微型计算机的重要组成部件，在CPU和外设之间起适配作用。

1-2．CPU 执行指令的工作过程。

答：指令执行的基本过程：（1）开始执行程序时，程序计数器中保存第一条指令的地址，指明当前将要执行的指令存放在存储器的哪个单元。

（2）控制器：将程序计数器中的地址送至地址寄存器MAR，并发出读命令。

存储器根据此地址取出一条指令，经过数据总线进入指令寄存器IR。

（3）指令译码器译码，控制逻辑阵列发操作命令，执行指令操作码规定的操作。

（4）修改程序计数器的内容。

1-3．果微处理器的地址总线为20 位，它的最大寻址空间为多少？答：220=1048576=1MB1-4．处理器、微型计算机和微型计算机系统之间有什么关系？答：微处理器是微型计算机的核心部件。

微处理器配上存储器、输入/输出接口及相应的外设构成完整的微型计算机。

以微型计算机为主体，配上系统软件和外部设备以后，就构成了完整的微型计算机系统。

1-5．下面十进制数分别转换为二进制、八进制和十六进制数：128，65535，1024答：128，二进制：10000000B，八进制：200O，十六进制：80H65535，二进制：1111111111111111B，八进制：177777O，十六进制：FFFFH1024，二进制：10000000000B，八进制：2000O，十六进制：400H1-6．下面二进制数分别转换为十进制及十六进制数：1011.1010B，1111101.11 B答：1011.1010B，十进制：11.625，十六进制：B.AH111101.11B，十进制：125.75,十六进制：7D.CH1-7．(5487)10＝（0101010010000111）BCD＝1010101101111 B1-8．设字长为8 位，请写出下列数的原码、反码、补码和移码：15，－20，－27/32 答：[+15]原=00001111，[+15]反=00001111，[+15]补=00001111，[+15]移=10001111 [-20]原=10010100，[-20]反=11101011，[-20]补=11101100，[-20]移=01101100 [-27/32]原=1.1101100，[-27/32]反=1.0010011，[-27/32]补=1.0010100，[-27/32]移=0.0010100第 2 章微型计算机系统的微处理器习题参考答案2-1．086／8088 CPU 的功能结构由哪两部分组成？它们的主要功能是什么？答：8086/8088 CPU 的功能结构由以下两部分组成：总线接口单元BIU（Bus Interface Unit），执行部件EU （Execution Unit）。

微型计算机的体系结构微型计算机基本构成五大部件：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。

之间通过三个总线连接。

运算器+控制器=中央处理器（CPU，Center Process Unit）1. 地址总线由若干地址线组成，传递CPU要访问数据的地址。

地址总线的根数(宽度)决定了CPU的寻址能力。

若果有20根地址总线，则表2. 数据总线CPU与存储器和输入/输出接口电路之间数据的传递是通过数据总线进行的。

数据总线的根数(宽度)决定了CPU和外界一次传递数据的位数。

8根数据总线一次可传递而数据总线宽度为16处理器一次可以传递一组16位二进制数据。

3. 控制总线控制总线是一个总称，是由不同的控制线组成的。

CPU通过控制总线对存储器和输入/输出接口电路进行控制，并且得到状态消息。

控制总机的控制能力就越强。

微处理器(CPU)1971年，Intel设计第一片4位微处理器Intel 4004；随之又设计生产了8位微处理器8008；1973年推出了8080；1974年基于8080个人计算机(PC)问世1977年Intel推出了8085。

自此之后又陆续推出了8086、80386、Pentium等80x86系列微处理器。

各种微处理器的主要区别在于 处理速度、寄存器位数、数据总线宽度和地址总线宽度。

1981年，IBM采用8088CPU推出了具有划时代意义的个人计算机，简称IBM PC。

次年年底推出展型1984年，IBM采用80286推出增强型IBM PC/AT。

IBM PC/XT/AT 三款个人计算机通常称为PC系列机，他们都是16位的，后来各种32位P 80x86 CPU而形成的计算机，但其基本结构仍来源于PC/AT.80x86系列微处理器1）8088微处理器。

具有14个16位寄存器、8位数据总线和20位地址总线，可以寻址1MB的内存。

虽然这些寄存器一次可以处理2个字节，但数据总线一次只能传送1个字节。

该处理器只能以实2）8086微处理器。