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第3章 计算机硬件基础 技嘉主板 华硕主板 * 计算机科学与工程学院 《大学计算机教程》 大学计算机教程 第3章 计算机硬件基础 3.1 计算机硬件系统组成 3.2 外部存储器 3.3 输入、输出设备 第3章 计算机硬件基础 3.4 微型计算机的指令 个人计算机（Personal Computer），通常又称为PC机或微机，是目前计算机中用的最多的一种，它的硬件系统主要由中央处理机、存储器、输入/输出接口电路与输入/输出设备等组成，各部分之间采用总线结构实现连接，并与外界实现数据传送。其基本结构如图所示。 3.1计算机硬件系统组成 在PC机中总线（BUS）是CPU、主存储器、输入/输出（Inter/Outer，简记I/O）接口之间相互交换信息的通道，它包括三种类型的总线：数据总线（Data Bus，简记DB）、地址总线（Address Bus，简记AB）、控制总线（Control Bus，简记CB）。DB是CPU与内存储器、I/O接口之间相互传送数据的通道；AB是CPU向内存储器和I/O接口传递地址信息的通道，它的宽度决定了PC机的直接寻址能力；CB是CPU与内存储器和I/O接口之间相互传递控制信号的通道。 3.1计算机硬件系统组成 从PC机的组装角度来看，PC机通常分为主机和外部设备两部分。主机是指CPU、主机板、内存储器；外部设备是指外存储设备（包括软盘存储系统、硬盘存储系统、光盘存储系统）、输入设备（包括键盘、鼠标、扫描仪等）、输出设备（包括显示器、打印机等）。 通常主机与外部设备是分开的，虽然外存储设备大都装在主机箱内，但它们不是主机的一部分，而属于外部设备。此外，外存储设备大部分既是输入设备，也是输出设备，因为它们可以将磁盘（软盘、硬盘等）上的数据以文件的形式读入到计算机的内存中，也可以把内存中的数据以文件的形式写到磁盘上保存起来，以备后用。 3.1计算机硬件系统组成 3.1计算机硬件系统组成 中央处理器（Central Processing Unit，简记CPU）是PC机硬件系统的核心部件，由运算器和控制器组成。运算器是对信息进行加工、处理的部件，主要用来进行各种算术、逻辑运算。控制器是计算机的“大脑”，是神经中枢和指挥中心，它根据程序指令的要求，向其他各部件发出控制信息，控制其他各部件协调一致地工作。 把运算器和控制器集成在一块芯片上称为中央处理器（CPU）。一台计算机功能的强弱、运算能力的大小主要由CPU决定，所以通常用CPU的型号去区分不同种类的计算机。如Pentium（奔腾），Pentium Ⅱ，Pentium Ⅲ 等。 微机有8位、16位、32位或64位CPU等，其含义是可直接操作8位、16位、32位或64位二进制数。目前CPU已发展到64位，即一次可传送64位二进制数。 3.1.1 中央处理器（CPU） 3.1计算机硬件系统组成 下面，我们再来介绍一下双核CPU。 随着CPU主频的不断增长、工艺线宽的不断缩小，CPU散热、电流泄露、热噪等问题变得越来越棘手，单纯的主频提升已经遭遇瓶颈，因此CPU厂商开始寻求新的发展方向，双核CPU电脑应运而生。在对待双核处理器的态度上，芯片厂商都表现出了异乎寻常的热情，预示了CPU市场的未来发展方向——双核甚至多核CPU的发展将引导整个产业链的方向。 　　双核CPU究竟有何过人之处，吸引芯片巨头不遗余力地推动双核技术呢？在过去，处理性能的飞跃依赖于处理器主频的提升，但是随着散热等问题日益严重，主频升级的思路逐渐显得捉襟见肘。而双核心技术的引入是提高处理器性能另一个行之有效的办法。 3.1.1 中央处理器（CPU） 3.1计算机硬件系统组成 处理器实际性能是处理器在每个时钟周期内所能处理的指令数总量，因此增加一个内核，处理器每个时钟周期内可执行的单元数将增加一倍，这将大大提升处理器的工作效率。而且，双核CPU所具备的两个物理核心是相对独立的，每个核心都可以拥有独立的一二级缓存、寄存器、运算单元，可以使两个独立进程互不干扰。 　 双核CPU超越了传统的单核CPU的技术局限，借助两颗“心脏”所具有的高性能和多任务优势，我们可以更加轻松地创建数字内容，进行多任务处理。另外，双核电脑可以做到在前台创建专业数字内容和撰写电子邮件，同时在后台运行防火墙软件或者从网上下载音频文件。 3.1.1 中央处理器（CPU） 3.1计算机硬件系统组成 主机板是主机箱中的重