微机硬件系统组成

微机硬件系统的基本组成
微机硬件系统的基本组成包括：
1.中央处理器（CPU）：是微机系统的核心组件，主要负责数据处理、控制和计算等功能。

2.内存（RAM）：主要用于存储在运行程序时需要的数据、指令和结果等信息。

3.输入设备：用于将用户或其他设备输入的信息转换成计算机可识别的格式，例如键盘、鼠标、扫描仪等。

4.输出设备：用于将计算机处理结果转换成人类可识别的形式，例如显示器、打印机、音箱等。

5.存储设备：用于长期存储数据和程序，例如硬盘、光盘、U盘等。

6.总线：用于连接各个硬件部件的数据通道，例如系统总线、扩展槽、串行接口等。

7.电源：用于提供电压和电流来驱动硬件系统，例如电源适配器、电池等。

以上是微机硬件系统的基本组成。

计算机硬件的组成微型计算机系统是由硬件系统和软件系统组成。

硬件系统是构成计算机系统的物理实体，例如显示器、机箱、键盘、鼠标等，都是看得见的部分。

硬件系统的基本任务是接受计算机程序，并在程序的控制下完成数据输入、数据处理、和输出等任务。

计算机系统的组成结构示意图如下：CPU主机板主机内存储器各种功能卡板计算机硬件系统外存储器输入设备外设输出设备计算机系统操作系统语言处理系统系统软件各种服务程序计算机软件系统用户程序字表图形处理软件应用软件游戏娱乐软件计算机硬件系统和软件系统即是相互依存又是互为补充的。

下面我们主要介绍一下微机的硬件知识：所谓硬件硬件：一般我们看到的电脑都是由：主机（主要部分）、输出设备（显示器）、输入设备（键盘和鼠标）三大件组成。

而主机是电脑的主体，在主机箱中有：主板、CPU、内存、电源、显卡、声卡、网卡、硬盘、软驱、光驱等硬件。

其中，主板、CPU、内存、电源、显卡、硬盘是必须的，只要主机工作，这几样缺一不可。

从基本结构上来讲，电脑可以分为五大部分：运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备。

下面我将一步一步的来揭开它们的神秘面纱。

(一)机箱首先来看看机箱，机箱除了给计算机系统建立一个外观形象之外，还为计算机系统的其它配件提供安装支架。

另外，它还可以减轻机箱内向外辐射的电磁污染，保护用户的健康和其它设备的正常使用，真可称的上是计算机各配件的“家”。

目前市场上的主流产品是采用ATX结构的立式机箱，AT结构的机箱已经被淘汰了。

机箱内部前面板侧有用于安装硬盘、光驱、软驱的托架，后面板侧上部有一个用来安装电源的位置，除此之外，其风部还附有一些引线，用于连接POWER键，REST键，PC扬声器，以及一些指示灯。

其内部结构如图所示(二) 主板主板(英文名Mainboard 或 Motherboard)是计算机系统中最大的一块电路板，主板又叫主机板、系统板、或母板，它安装在机箱内，也是微机最重要的部件之一，它的类型和档次决定整个微机系统的类型和档次。

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。

微机原理与接口技术-学习指南一、填空题1.微机硬件系统包括（微处理器，存储器，输入设备，输出设备，接口电路及其他支持电路）五部分。

2.微机软件系统可分为（系统软件和应用软件）两大类，保证计算机正常工作必不可少的软件是（操作系统）。

3.微机系统总线按功能可分（三）类，它们分别是：（控制总线，数据总线和地址总线）4．8086/8088CPU最大寻址空间是（220=1MB），最大模式的含义是：（系统中有两个或多个微处理器，其中有一个是主处理器8086，其它的处理器称为协处理器，它们协助主处理器工作）。

5．8086/8088CPU中，每段最大地址空间为（216=64KB），段在内存的起始位置由（段寄存器）确定，20位物理地址的计算公式是：（段地址*16+段内偏移地址）6．8086/8088CPU中，设置指令预取队列的目的是：（将取指令和执行指令这两个操作分别由两个独立的功能单元并行进行，提高微处理器的指令执行速度和总线利用率。

）。

7．8086/8088CPU中的内部寄存器按功能可分为（四）类，它们分别是：（通用寄存器，段寄存器，指令指针寄存器和标志寄存器）8．存贮器的容量可表示为（字节数），衡量存贮器性能的主要参数是：（存储容量，读写速度，非易失性和可靠性）。

9．根据信息存取方式，半导体存贮器可分为（随机存取存储器）和（只读存储器）。

10．静态RAM的基本信息存贮单元是（触发器），动态RAM的基本信息存贮单元是（带驱动晶体管的电容）。

11．地址译码方式有（全译码法）和（部分译码法），前者利用（全部地址总线）唯一确定一个存贮单元，后者一个芯片占用（多个）芯片地址空间。

12．位扩展采用芯片组法，芯片组的连线原则是：（入/出数据线分别作为存储器的高低位字节的数据线，并同时完成读写操作）。

13．操作数有（2）种，它们分别是：（数据操作数和转移地址操作数）。

14．转移地址的寻址方式有（4）种，它们分别是：（段内直接寻址，段内间接寻址，段间直接寻址，段间间接寻址）。

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。

《微机原理及应用》各章习题参考答案第1章微型计算机概论一、填空题1. 微机硬件系统主要由CPU、（存储器）、（总线）、（输入输出接口）和输入输出设备组成。

2. 冯·诺依曼计算机的核心原理是（存储程序原理）3. 完成下列数制的转换1）10100110B=（ 166 ）D=（ A6H ）H2）223.25 =（ 11011111.01 ）B=（ DF.4 ）H3）1011011.101B=（ 5B.A ）H=（1001 0001.01100010 0101 ）BCD4. 已知[X]补5. 已知A=10101111，B=01010000，则A∧B的结果为( 00000000 ) B=86H，则X的十进制表示形式为( -122 )6. -29H的8位二进制反码是（11010110 ）B7.字符4的ASCII码=（ 34 ）H二、简答题1.冯.诺依曼计算机的结构是怎样的，主要特点有哪些？解：将计算机设计为由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等5个部分组成，所有的执行都以运算器为核心，采用存储程序工作原理。

2. 已知X=-1101001B，Y=-1010110B，用补码方法求X-Y=？解：[X-Y]补=[X+（-Y）]补= [X]补+[-Y] [X]补原=11101001B [X]补 [-Y]=10010111B原=01010110B=[-Y] [X-Y]补补= [X]补+[-Y]补X-Y=[[X-Y]=11101101B补]补=10010011=-0010011=-193. 写出下列真值对应的原码和补码的形式：1）X=-1110011B2）X=-713）X=+1001001B解：1）[X]原码=11110011B , [X]补码=10001101B2）[X]原码=11000111B, [X]补码=10111001B3）[X]原码=01001001, [X] 补码=01001001B=?4. 已知X和Y的真值，求[X+Y]补1）X=-1110111B Y=+1011010B2）X=56 Y=-215. 若与门的输入端A、B、C的状态分别为1、0、1，则该与门的输出端状态为？若将这3位信号连接到或门，那么或门的输出又是什么状态？解：由与和或的逻辑关系知，若“与”门的输入端有一位为“0”，则输出为“0”；若“或”门的输入端有一位为“1”，则输出为“1”。

1.PC（个人计算机）简介PC机实际上是一个计算机系统，它将一块主机板（含有微处理器、内存、I/O接口等芯片）、若干I/O接口卡、外部存储器、电源等部件组装成在一个机箱内，并配置显示器、键盘、打印机等基本外部设备。

1.1PC系统的基本组成微机硬件系统是指构成一台微型计算机所有功能部件的装置组合，其基本组成如图1.1所示。

图1.1微机硬件系统组成1.微处理器微处理器是一个集成了中央处理器（CPU）的大规模集成电路芯片，内部包括运算器、控制器和寄存器组三个主要单元。

2.存储器存储器是微机存放程序和数据的装置。

3.输入/输出设备和I/O接口输入输出设备是微机系统的重要组成部分。

输入设备是将外界信息送入计算机的装置。

输出设备是将计算机运算处理的结果信息以人们熟悉的形式显示出来的装置。

外部设备与CPU相比，工作速度较低，信息处理多样，不同外设的工作时序不一致等。

所以外设与CPU之间一般不能直接连接，而需要一个“接口电路”来作为外设与CPU之间的桥梁，这种接口电路称为I/O接口。

4.系统总线完成微处理器、存储器、外部设备等主要功能部件之间信息的相互传送的一组公共传输线称为系统总线。

1.1.2单片微型计算机单片微型计算机是指集成在一个芯片上的微型计算机，它是把组成微型计算机的各种功能部件：中央处理单元（CPU）、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、基本I/O接口电路、定时器/计数器等部件都集成在一块芯片上，构成一个完整的微型计算机，从而实现微型计算机的基本功能。

单片微型计算机的内部结构示意图如图1.2所示。

图1.2单片微型计算机内部结构示意图由于单片微型计算机的结构及功能均是按照工业控制要求设计的，所以其确切的名称应是单片微型控制器。

在实际应用中，通常很难将单片微型计算机直接和被控制对象进行电气连接，必须外加各种扩展接口电路、外部设备、被控制对象等硬件和软件，才能构成一个单片机微型计算机应用系统。

2.MCS-51单片机一个完整的计算机应该由控制器、运算器、存储器（ROM和RAM）和I/O 接口组成。