微型计算机硬件系统.docx

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微型计算机硬件系统

微型计算机硬件系统

微型计算机是大规模集成电路发展的产物，是以中央处理器为核心，配以存储器、I/O接口电路及系统总线所组成的计算机。

从外观上看，一台微型计算机的硬件主要包括主机箱、显示器和常用I/O设备（如鼠标、键盘等），主机箱里包含着微型计算机的大部分重要硬件设备，如CPU、主板、内存、硬盘、光驱、各种板卡、电源及各种连线。

 系统主板

系统主板（简称主板）是微型计算机中最大的一块集成电路板，它为CPU、内存、显卡等其他计算机配件提供插槽，并将它们组合成一个整体。

计算机整体运行速度和稳定性在相当程度上要取决于主板。

中央处理器（CPU）

CPU（CentralProcessingUnit）的中文名称是中央处理器，是利用大规模集成电路技术，把整个运算器、控制器集成在一块芯片上的集成电路。

计算机处理速度的快慢主要是由CPU决定的，人们常以它来判定计算机的档次。

内部存储器

内部存储器简称内存，分为只读存储器（ReadOnlyMemory，ROM）和随机存储器（RandomAccessMemory，RAM）两种。

内存大小会直接影响到计算机的运行速度。

微型计算机上使用的RAM被制作成内存条的形式，一条内存芯片的容量有128MB、256MB、512MB、1GB、2GB等不同的规格。

外部存储器

外部存储器简称外存，用以存放系统文件、大型文件、数据库等大量程序与数据信息，它们位于主机范畴之外。

常用的外部存储器磁盘存储器、光盘存储器和闪存盘（优盘）。

1．硬盘

一个硬盘一般由多个盘片组成，盘片的每一面都有一个读写磁头。

硬盘在使用时，读写磁头在盘的中心和边缘之间做径向移动，同时轴心进行转动，从而能够快速地在盘片的双面进行读写数据。

硬盘出厂时要对每面盘片格式化成若干个磁道（Track），磁道是当磁头不动时，盘片转动一周被磁头扫过的一个圆周，其中最外层的是0磁道；为了记录信息的方便，又把每个磁道分成许多等长区段，每个区段叫作一个扇区（Sector）；不同盘片相同半径的磁道所组成的圆柱称为柱面；每个盘面都有一个磁头，所以硬盘的容量计算方法为：

存储容量=磁头数×柱面数×扇区数×每扇区字节数。

2．光存储器

光盘和光盘驱动器构成光存储设备，是近年来颇受重视的一种外存设备，更是多媒体计算机不可缺少的设备。

光存储器具有存储容量大、读取速度快、价格低、使用方便等优点，使用越来越普及。

蓝光（Blu—ray）或称蓝光盘（Blu—rayDisc，BD）利用波长较短（405nm）的蓝色激光读取和写入数据，并因此而得名。

2002年2月，9家国际主流电子公司发表了蓝光盘规格，成为光存储业界新一代DVD光盘技术标准之一，用以存储高画质的影音以及高容量的资料。

蓝光光盘的容量单层为25GB，双层可达50GB。

3．闪存盘（优盘）

闪存的英文名称是FlashMemory，是一种非易失性存储器。

输入设备

1．键盘

键盘是计算机系统中最常用的输入设备，平时所做的文字录入工作，主要是通过键盘完成的。

常用的计算机键盘有101键和104键，104键比101键多了Windows专用键，包含两个Win功能键和一个菜单键。

2．鼠标

随着Windows操作系统的普及，鼠标已经成为计算机最重要的输入设备。

鼠标因其外观而得名，分机械式鼠标、光学鼠标和光学机械鼠标3大类。

3．扫描仪

扫描仪是一种图像输入设备，通过它可以将图像、照片、图形、文字等信息以图像形式扫描输入到计算机中。

扫描仪是继键盘和鼠标之后的第3代计算机输入设备，目前正在被广泛使用。

输出设备

1．显示器

显卡（VideoCard）是系统必备的装置，其基本作用是控制计算机的图形输出。

显示器是微型计算机最主要的输出设备，用于显示用户输入的命令和数据、正在编辑的文件、图形、图像以及计算机所处的状态等信息。

2．打印机

打印机是计算机重要的输出设备。

目前使用的打印机主要有4种：

点阵打印机、喷墨打印机、激光打印机和热升华打印机。

 3．绘图仪

常见的绘图仪有两种：

平板式与滚筒式。

数制及数的转换

进位计数制

按进位方式进行计数的数制，叫作进位计数制。

在日常生活和学习中，人们最熟悉的是十进制。

但在计算机内部，信息的表示依赖于机器硬件的电路状态并采用二进制形式，只有“0”和“1”两个数码，这样便于用物理器件或数字电路的两种稳定状态来表示。

二进制运算线路比较简单、易于实现。

二进制数在书写和阅读时容易出错，为了便于记录和阅读，人们常将二进制数转换为八进制或十六进制数。

数码：

一组用来表示某种数制的符号。

如：

1、2、3、4、A、B、C、D、E、F等。

基数：

数制所使用的数码个数称为“基数”或“基”，常用“R”表示，称R进制。

如二进制的数码是：

0、1，基为2。

十进制可使用的数码：

0、1、2、3、4、5、6、7、8、9，R为10。

位权：

一个数位所对应的常数。

位权是一个指数,在进位计数制中，处于不同数位的数码，代表的数值不同。

1．十进制（Decimal）

不同数制之间数的转换

1．二进制、八进制、十六进制数转化为十进制数

对于任何一个二进制数、八进制数、十六进制数可以写出它的按权展开式，再进行相加计算即可。

（1111.11）2  =1×23+1×22+1×21+1×20+1×2-1 +1×2-2

        =（15.75）10

（A10B.8）16=10×163+1×162+0×161+11×160+8×16-1

      =（41227.5）10

2．将十进制数转换成其它进制数

将十进制数转换成其它进制数时，将此数的整数与小数部分分别转换，然后拼接起来。

整数部分转换成R进制采用除R取余法，即将整数不断除以R取余数，直到商为0，余数从右到左排列，首次取得的余数最右。

小数部分转换成R进制小数采用乘R取整法，既将小数部分不断乘以R取整数，直到小数部分为0或达到所求的精度为止，所得整数从小数点自左至右排列，首次取得的整数最左。

3．十六进制数转换为二进制数

（1）二进制数转换为十六进制数

转换方法为：

从小数点开始向左、右划分，每4位二进制数为一组，不足4位的用0补足，然后按照“数值相等”的原则，把4位二进制数转换为1位十六进制数即可。

（2）十六进制数转换为二进制数

转换方法为：

按“数值相等”的原则，把每个十六进制数用4位二进制数表示。

4．八进制与二进制之间的转换

（1）二进制数转换为八进制数

由于每3位二进制数相当于1位八进制数，所以，从小数点开始向左、右划分，每3位二进制数为一组，不足3位的用0补足，即可将二进制数转换为八进制数。

（2）八进制数转换为二进制数

将每个八进制数用3位二进制数表示即可。

几种常见的典型操作系统

UNIX操作系统

UNIX操作系统最早于1969年在美国AT&T的贝尔实验室开发，是当今世界最流行的多用户、多任务操作系统，支持多种处理器架构，属于分时操作系统，也是唯一能在各种类型计算机（从微型计算机、工作站、小型机、巨型机等）都能稳定运行的全系列通用操作系统。

UNIX操作系统的主要特点有：

· 多用户、多任务 UNIX系统内部采用分时多任务调度管理策略，能够同时满足多个用户的相同或不同的请求；

· 开放性 系统设计、开发遵循国际标准规范，能够很好地兼容，很方便地实现互联。

UNIX是目前开放性最好的操作系统；

· 可移植性 UNIX系统内核的大部分是用C语言实现的，易读、易懂、易修改，可移植性好；

· 稳定性、可靠性和安全性 UNIX系统在安全机制上考虑得比较严谨，其中包括了对用户的管理、对系统结构的保护及对文件使用权限的管理等诸多因素；

· 具有网络特性 新版UNIX系统中，TCP/IP协议已经成为UNIX系统不可分割的一部分，具有优良的内部通信机制、方便的网络接入方式和快速的网络信息处理方法。

Linux操作系统

Linux是由芬兰赫尔辛基大学计算机系学生LinuxTorvalds在1991年开发的一个操作系统，是免费使用和开放源码的类Unix操作系统，是一个基于POSIX（PortableOperatingSystemInterface，可移植操作系统接口）和UNIX的多用户、多任务、支持多线程和多CPU的操作系统。

Linux主要具有如下特点：

· 完全免费 Linux最大的特点在于它是一个源代码公开的操作系统，其内核源代码免费。

用户可以任意修改其源代码，无约束地继续传播；

· 多用户、多任务 Linux支持多用户，各个用户对于自己的文件设备有自己特殊的权利，保证了各用户之间互不影响；

· 友好的界面 Linux提供了3种界面：

字符界面、图形用户界面和系统调用界面；

· 支持多种平台 Linux可以运行在多种硬件平台上，如具有x86、680x0、SPARC、Alpha等处理器的平台。

此外，Linux还是一种嵌入式操作系统，可以运行在掌上电脑、机顶盒或游戏机上。

Windows操作系统

Windows是由微软公司推出的基于图形窗口界面的多任务操作系统。

从最初的Windows1.0到大家熟知的Windows95/98/XP、Windows7、Windows8各种版本的持续更新，Windows操作系统已经成为微型计算机的主流操作系统。

下面简要介绍Windows7操作系统的主要特点：

· 所见即所得图形用户界面 Windows把常用的应用程序以小图标的形式放在桌面，用户操作方便。

用户可以根据自己的需要和爱好来设置个性化的桌面；

· 多用户、多任务 早期的Windows操作系统（Windows95/98）是单用户、多任务，从WindowsXP开始，就具有了多用户、多任务的管理功能；

· 操作系统更加简化 Windows7本身需要的存储空间很小；

· 任务栏功能被加强 Windows7全新的任务栏不再是简单的文本罗列，所有的程序使用图标表示，很好地利用了空间，其功能更加强大。

MacOSX（苹果）操作系统

MacOSX是苹果公司推出的全球领先的操作系统，它整合了UNIX的稳定性、安全性、可靠性，和Macintosh界面的易用性。

从2001年推出了MacOSXv10.0猎豹至今已有十多年，较新版本为MacOSXv10.8山狮（MountainLion）。

该系统主要具有如下特点：

· 稳定、安全、可靠 MacOSX构建于安全可靠的UNIX系统之上，并包含了旨在保护MacOSX操作系统和其中信息的众多功能；

· 简单易用 MacOSX从开机桌面到日常应用软件，处处体现了简单、直观的设计风格；

· 先进的网络和图形技术 MacOSX提供超强性能、超炫图形处理能力并支持互联网标准。

Android（安卓）操作系统

Android是基于Linux内核的开放源代码操作系统，是Google公司在2007年11月5日公布的手机操作系统。

Android系统采用软件堆层（SoftwareStack，又名软件叠层）的架构，底层Linux内核只提供基本功能，其他的应用软件则由各公司自行开发，部分程序以Java编写。

Android平台系统主要具有如下特点：

· 开放性 Android平台的开放性允许任何移动终端厂商加入到Android联盟中来。

而对于消费者来讲，最大的受益是其丰富的软件资源；

· 摆脱运营商的束缚 用户可以更加方便地连接网络，手机随意接入网络已不是运营商口中的笑谈；

· 丰富的硬件选择 由于Android的开放性，众多的厂商会推出功能特色各具的多种产品，却不会影响到数据同步，甚至不会影响软件的兼容；

· 无缝结合的Go