261.微机概述

Posted 2020-11-13 zanderzhao

1.发展

　　计算机是一种能对各种信息进行存储和高速处理的电子机器，它是20世纪人类最伟大的科技发明之一。计算机作为21世纪最主要的信息工具，正在日益深入到我们工作和生活的每一个角落。

　　1946年，在美国诞生了世界上第一台现代数字式电子计算机（Electronic Numerical Integrator and Calculator，ENIAC）。 

       1981年，IBM公司推出了IBM-PC以后，计算机的发展开创了一个新的时代——微型计算机时代。近30年来，微型计算机凭借自身的特点，其应用迅速扩展到工业、农业、第三产业等生产、生活、学习等各个领域，成为人们日常使用最多的计算机类型。

 

 

2.组成

　　微型计算机（Micro-Computer）简称微机，就是指以微处理器（Micro-Processor）为核心，配上由大规模集成电路制作的存储器、输入/输出（I/O）接口电路以及系统总线所组成的计算机。微型计算机的系统结构和工作原理和其他机型一样都是符合冯·诺依曼体系结构要求，由运算器、控制器、存储器、输入设备及输出设备5个硬件部分组成。 

　　微型计算机组成由主机、显示器、键盘、鼠标等，台式和笔记本电脑外观图如图1-1所示。其中主机内部包括了主板、内存、硬盘、光驱、显示卡、声卡等，如图1-2所示。

 

　　如图1-5所示为微处理器、微型计算机、微型计算机系统三者之间的关系。

 

 

2.1CPU

从功能上看，控制器和运算器是计算机系统中密切相关而又相互独立的两个组成部分。
在硬件实现上，通常把控制器和运算器以及数量不等的寄存器集成到一个大规模集成电路芯片上，称为中央处理器（Central Processing Unit，CPU）。它由算术逻辑部件（ALU）、累加器和通用寄存器组、程序计数器、时序和控制逻辑部件以及内部总线等组成。 如图1-3所示为微型计算机CPU Intel 酷睿2四核芯片外观图，其尺寸比火柴盒略大。

 

 

CPU的发展速度相当快，不同时期CPU类型是不同的，从早期的8086、80286、80386、80486，到中期的Pentium（奔腾）、PentiumⅡ、Pentium Ⅲ，再到今天的Pentium 4、双核、多核等，经历了很多代的改进。

 

2.2微型计算机

微处理器并不能独立工作，必须与相应的存储器、输入/输出接口电路及系统总线配合，构成一台微型计算机才能运行程序。连接这些独立的部件需要一个公共载体，这就是主板（Main Board），也称为母版（Mother Board）。 主板上集成有CPU插座、芯片组、总线系统、输入/输出（I/O）控制芯片、内存插座、输入/输出系统、扩展卡插座、电源接口等，如图1-2所示。其他部件直接插接在主板上，或者通过电缆电线连接与主板上。

微型计算机主机是插接到同一块主板上的CPU、存储器、输入/输出接口电路以及系统总线形成的一个整体。其中存储器用以存放程序和数据。输入/输出接口电路实现外部设备与CPU和存储器之间的连接。系统总线是CPU向存储器及接口电路提供地址、数据及控制信息的通道，一般包括数据总线(DB)、地址总线(AB)及控制总线(CB)。微型计算机主机结构如同1-4所示。

 

 

2.3微型计算机系统

微型计算机系统是以微型计算机为主体，配备输入/输出设备以及软件构成的。
微型计算机系统是一个软件与硬件的结合体，没有配置软件的计算机称为裸机，在实际中无法使用。 硬件是计算机运算功能的实现基础，软件则是硬件动作的灵魂。

 

 

3.微机系统的性能指标

3.1微处理器的性能

微处理器的性能对于微机系统性能指标起着很重要的作用。随着微处理器技术的不断发展，评价微处理器的性能可以从多个角度，但最基本的评价指标还是字长和运算速度。

 

①. 字长
字长即CPU中运算器一次能处理的最大数据位数，它是反映微机系统数据处理能力的重要技术指标。常见的字长有8位、16位、32位、64位等。字长越长，说明系统的运算精度越高，数据处理能力越强。
与字长相对应的总线宽度，特别是数据总线的宽度同样也能反映系统性能。数据总线的宽度只有与CPU的字长相当，才能有效发挥出CPU数据处理能力。

 

②.运算速度
运算速度的高低是衡量计算机系统的一个重要性能指标。提高主频对于提高CPU运算速度是至关重要的。主频频率越高CPU的运算速度越快。 主频的单位是GHz。
反映微机系统运算速度的另一个单位是MIPS，即每秒能执行百万条指令数。可以看出，数值越大，计算机的速度越快。

 

 

3.2存储器的性能

存储器是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据。随着计算机的发展，存储器在系统中的地位越来越重要。
存储器有3个主要的性能指标：速度、容量和每位价格（简称位价）。一般来说，速度越高，位价就越高；容量越大，位价就越低，而其容量越大，速度必越低。

 

3.3I/O设备的性能

如今，I/O设备多种多样，不同的设备有不同的评价指标。对于常用的外设，其性能指标有速度、分辨率和颜色深度等。