第01章微机类型与结构.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,主讲：XX老师,第1章 微机类型与结构,第,*,页 共,54,页,计算机维修技术 第,2,版,教学课件,罗元胜,编著,清华大学出版社,2009,年,8,月,主讲：XX老师,1,第1章 微机类型与结构,主讲：XX老师,2,第1章 微机类型与结构,课件制作人声明,本课件随教材,免费赠送,给读者，读者可自由播放、复制、分发本课件，也可对课件内容进行修改。,课件版权属于作者和清华大学出版社，其他任何单位和个人都不得对本课件进行销售或修改后销售。,课件下载：,微机类型与结构,第,1,章 微机类型与结构,1.1,微机发展的历史,1.2,微机的定义与类型,1.3,计算机系统结构,【,重点,】,1.4,微机的基本组成,1.5,微机设计规范,1.6,微机主要技术指标,【,重点,】,主讲：XX老师,4,第1章 微机类型与结构,1.1,微机发展的历史,1.1.1,微型计算机的诞生,微机的研制起始于,20,世纪,70,年代。,1975,年推出的,Altair 8800,（牛郎星）微机，是第一台现代意义上的通用型微机。,主讲：XX老师,5,第1章 微机类型与结构,1.1,微机发展的历史,1.1.1,微型计算机的诞生,Altair 8800微机,主讲：XX老师,6,第1章 微机类型与结构,1.1,微机发展的历史,1.1.2,苹果微机的发展,1977,年苹果公司推出了经典机型,Apple II,，微机从此进入发展史上的黄金时代。,1984,年苹果公司推出的,Macintosh,微机是第一台具备多媒体功能的微机。,Apple II微机,主讲：XX老师,7,第1章 微机类型与结构,1.1,微机发展的历史,1.1.2,苹果微机的发展,苹果微机设计目标是：,时尚,苹果微机与,PC,在软件和硬件上不兼容,。,苹果微机主要采用,Power PC,芯片作为系统核心，少量微机采用,Intel CPU,芯片。,2008,年推出的,iMac Pro,微机，采用,2,个,64,位,4,核的,Power PC G5,处理器，工作频率为,2.8GHz,、,2GB,内存、,320GB,硬盘、,20,英寸液晶显示器，配备先进的水冷系统。,主讲：XX老师,8,第1章 微机类型与结构,1.1,微机发展的历史,苹果一体化微机,1.1.2,苹果微机的发展,主讲：XX老师,9,第1章 微机类型与结构,1.1,微机发展的历史,苹果微机操作系统界面,1.1.2,苹果微机的发展,主讲：XX老师,10,第1章 微机类型与结构,1.1,微机发展的历史,1.1.3,个人计算机的发展,1981,年,IBM,公司推出个人计算机,IBM PC 5150,CPU,：,Intel 8088,（,16,位）,频率：,4.77MHz,内存：,16KB,软驱：,160KB 5.25,英寸,显示器：单色,11.5,英寸,操作系统：,MS-DOS 1.0,微机价格：,3045,美元,主讲：XX老师,11,第1章 微机类型与结构,1.1,微机发展的历史,1.1.3,个人计算机的发展,ISA,总线,8088 CPU,电源插座,键盘,插座,IBM PC 5150 主板,16KB,内存,ROM BIOS,ROM BASIC,时钟,逻辑电路,主讲：XX老师,12,第1章 微机类型与结构,1.1,微机发展的历史,1.1.3,个人计算机的发展,IBM PC,最成功之处是继承了,开放式系统,的设计思想，,IBM,公司公开了除,BIOS,之外的全部技术资料。,IBM PC,采用,总线扩充,技术，并且,IBM,公司放弃了总线专利权。,1982,年康柏公司推出第一台,IBM PC,兼容机,。,1983,年,IBM,公司发布,IBM PC/XT,微机。,主讲：XX老师,13,第1章 微机类型与结构,1.1,微机发展的历史,1.1.3,个人计算机的发展,1984,年,IBM,公司推出,IBM PC/,AT,微机。,1985,年,长城,0520,微机研制成功，这是中国大陆第一台自行研制的,PC,兼容机。,1986,年康柏公司推出第一台,386,微机。,1987,年,IBM,公司推出,IBM PS/2,微机。,进入,Pentium,微机时代后，微机的领导权落到了英特尔公司和微软公司手中。,主讲：XX老师,14,第1章 微机类型与结构,1.1,微机发展的历史,1.1.4,微机典型技术的应用,摩尔定律：,微芯片上集成的晶体管数量每,18,个月翻一番。,主讲：XX老师,15,第1章 微机类型与结构,1.1,微机发展的历史,1.1.4,微机典型技术的应用,微机主流应用技术：,2003,年止已售出,10,亿多台微机。,2007,年中国计算机产量达到了,1.21,亿台。,主讲：XX老师,16,第1章 微机类型与结构,1.2,微机的定义与类型,1.2.1,微机的定义,早期微机概念：,MCS-4,微型计算机系统,以机器尺寸大小定义微机,以计算能力定义微机,以计算机结构的观点定义微机,以,CPU,类型定义微机,主讲：XX老师,17,第1章 微机类型与结构,1.2,微机的定义与类型,1.2.1,微机的定义,本教材定义的微机：采用与英特尔,x86,系列兼容的,CPU,，并且可以运行,DOS,或,Windows,操作系统的个人计算机（,PC,）。,计算机朝,巨型化,和,微机化,两个方向发展。,电脑一词不规范，本教材不使用这一名称。,从,386,微机开始，,CPU,成为微机分代的主要标志,。,主讲：XX老师,18,第1章 微机类型与结构,1.2,微机的定义与类型,1.2.2,微机的类型,台式微机（,PC,）,标准台式微机,超级微型台式微机,主讲：XX老师,19,第1章 微机类型与结构,1.2,微机的定义与类型,1.2.2,微机的类型,笔记本微机（,NB,）,1984,年首台笔记本微机,IBM 5140,主讲：XX老师,20,第1章 微机类型与结构,1.2,微机的定义与类型,1.2.2,微机的类型,超便携移动个人计算机（,UMPC,）,商用,UMPC,军用,UMPC,主讲：XX老师,21,第1章 微机类型与结构,1.2,微机的定义与类型,1.2.2,微机的类型,个人数字助理和智能手机,PDA,智能手机,主讲：XX老师,22,第1章 微机类型与结构,1.2,微机的定义与类型,1.2.2,微机的类型,PDA,正在逐步演化为智能手机,智能手机功能,语音通话，收发短信；,开放性的操作系统，可安装和卸载软件；,支持,3G,无线接入互联网；,支持,Wi-Fi,无线局域网；,支持,GPS,（全球卫星定位）功能；,支持,QWERTY,标准键盘；,笔操作和触摸屏操作等。,主讲：XX老师,23,第1章 微机类型与结构,1.2,微机的定义与类型,1.2.2,微机的类型,智能手机的操作系统,Symbian,：诺基亚等；,Linux,：摩托罗拉等；,Windows Mobile,：多普达、夏新、联想等。,智能手机存在的问题,硬件资源非常有限；,电池续航时间不足；,各种安全威胁。,主讲：XX老师,24,第1章 微机类型与结构,1.2,微机的定义与类型,1.2.2,微机的类型,PC,服务器,机柜式,PC,服务器,机架式,PC,服务器,主讲：XX老师,25,第1章 微机类型与结构,1.2,微机的定义与类型,1.2.2,微机的类型,工业控制微机（,IPC,）,主讲：XX老师,26,第1章 微机类型与结构,1.2,微机的定义与类型,1.2.2,微机的类型,其他微机,主讲：XX老师,27,第1章 微机类型与结构,1.2,微机的定义与类型,1.2.3,关于兼容机,兼容机,是指仿造某一原型机、并且可以运行原型机软件的模仿机型。,所有微机都有兼容机的问题。,目前国内市场只有,品牌机,和,组装机,。品牌机有一定的质量保证和良好的售后服务；组装机有较好的性价比。,主讲：XX老师,28,第1章 微机类型与结构,1.3,计算机系统结构,1.3.1,计算机结构与组成,计算机,结构,指计算机系统的,逻辑设计方案,，它是以软件运行角度去看计算机系统信号的存储和处理过程。,微机,系统结构较少发生变化,，一旦发生变化，必然造成微机硬件之间的不兼容。,微机发展的一贯方向是,保持最大兼容性,。,主讲：XX老师,29,第1章 微机类型与结构,1.3,计算机系统结构,1.3.1,计算机结构与组成,计算机,组成,指计算机硬件的,物理设计方案,，组成的目的是实现系统结构规定的具体功能。,计算机组成更关心实现功能的,芯片单元,，以及它们之间的,连接总线,。,主讲：XX老师,30,第1章 微机类型与结构,1.3,计算机系统结构,1.3.2,微机控制中心结构,三总线结构,将微机部件和外部设备都挂接在一条,ISA,总线上。,主讲：XX老师,31,第1章 微机类型与结构,1.3,计算机系统结构,1.3.2,微机控制中心结构,控制中心结构,1-3-5-7,结构,1,个,CPU,3,大芯片,5,大接口,7,大总线,主讲：XX老师,32,第1章 微机类型与结构,1.3,计算机系统结构,1.3.2,微机控制中心结构,1,个,CPU,：,CPU,控制系统运行，下面的数据必须逐级上传到,CPU,进行处理。,3,大芯片：,MCH,（北桥芯片）、,ICH,（南桥芯片）、,FWH,（,BIOS,芯片）等。,北桥,芯片的好坏决定了主板,性能,的高低。,南桥,芯片的接口越多，微机,功能,越强。,BIOS,芯片解决硬件与软件的,兼容性,。,主讲：XX老师,33,第1章 微机类型与结构,1.3,计算机系统结构,1.3.2,微机控制中心结构,5,大接口：,SATA,、,eSATA,、,IDE,、,SIO,、,LAN,、,HAD,/AC97,、,TPM,、,VGA/,DVI,/HDMI,等（不同产品有所增减）。,7,大总线：,FSB,、,QPI,、,MB,、,DMI,、,LPC,、,PCI-E,、,PCI,、,PCI-X,、,USB,、,IEEE 1394,等（不同产品有所增减）。,主讲：XX老师,34,第1章 微机类型与结构,1.3,计算机系统结构,1.3.3,新型计算机系统的研究,集群计算机,神经网络计算机,超导计算机,量子计算机,光子计算机,生物计算机,主讲：XX老师,35,第1章 微机类型与结构,1.3,计算机系统结构,1.3.3,新型计算机系统的研究,IBM 蓝色基因集群超级计算机,主讲：XX老师,36,第1章 微机类型与结构,1.4,微机的基本组成,1.4.1,微机系统的组成,主讲：XX老师,37,第1章 微机类型与结构,1.4,微机的基本组成,1.4.1,微机系统的组成,PC,主机系统,主讲：XX老师,38,第1章 微机类型与结构,1.4,微机的基本组成,1.4.1,微机系统的组成,主讲：XX老师,39,第1章 微机类型与结构,1.4,微机的基本组成,1.4.1,微机系统的组成,主讲：XX老师,40,第1章 微机类型与结构,1.4,微机的基本组成,1.4.1,微机系统的组成,苹果主机系统,主讲：XX老师,41,第1章 微机类型与结构,1.4,微机的基本组成,1.4.2,微机外部接口与连接,微机系统的外部接口,主讲：XX老师,42,第1章 微机类型与结构,1.4,微机的基本组成,1.4.2,微机外部接口与连接,外部接口名称,标注,数量,色彩,接口规格,键盘,PS/2 KB,1,紫,圆形,6,孔,鼠标,PS/2 MS,1,绿,圆形,6,孔,通用串行接口,USB,4,黑,扁形,4,针,串口,COM,1,蓝,D,形,2,排,9,针,并口,LPT,1,桃红,D,形,2,排,25,孔,音频输出,SPK,1,绿,圆形孔,线性输出,Line Out,1,天蓝,圆形孔,麦克风,MIC,1,粉红,圆形孔,游戏口,MIDI/Game,1,黄,D,形,15,孔,局域网接口,LAN,1,黑,梯形孔,CRT,显示器接口,VGA,1,蓝,D,形,3,排,15,孔,LCD,显示器接口,DVI,1,白,矩形,3,排,24,孔,主讲：XX老师,43,第1章 微机类型与结构,1.4,微机的基本组成,1.4.3,微机常用外部设备,传统外设定义,与,CPU,直接进行数据交换的设备为内部设备，不能与,CPU,直接进行数据交换的设备为外部设备，简称为“外设”,。,本教材外设定义,内部设备是微机,正常使用必不可少的设备,，其他为外部设备,。,主讲：XX老师,44,第1章 微机类型与结构,1.5,微机设计规范,常见微机设计主要规范,设计规范,主要制定组织,说 明,PC 2002,微软、英特尔等公司,微机总体设计要求,PnP v1.0a,微软、英特尔等公司,操作系统、,BIOS,、设备即插即用规范,ACPI v2.0,英特尔等公司,电源、操作系统电源管理规范,ATX12V v2.31,英特尔等公司,ATX,电源设计规范,PCI v2.3,英特尔等公司,主板中内置板卡并行总线规范,PCI-E v2.0,英特尔等公司,主板中内置板卡串行总线规范,SATA v2.5,英特尔等公司,串行硬盘接口规范,USB v3.0,英特尔等公司,高速串行总线规范,DDR3/DDR2,JEDEC,标准化组织,内存技术规范,HDA/AC97,英特尔等公司,主板集成声卡设计规范,主讲：XX老师,45,第1章 微机类型与结构,1.5,微机设计规范,1.5.1,微机设计的基本思想,微型化,的设计方法,如：短、小、轻、薄,OEM,的生产方式,如：,DIY,开放式,的设计思想,如：总线开放,微机,软件,地开发,主讲：XX老师,46,第1章 微机类型与结构,1.5,微机设计规范,1.5.3 PnP,设计规范,PnP,（即插即用）的作用是,自动配置,微机中硬件板卡和其他硬件设备。,实现,PnP,的基本条件,符合,PnP,标准的,BIOS,、符合,PnP,标准的,操作系统,、符合,PnP,标准的,设备,和符合,PnP,标准的,驱动程序,。,主讲：XX老师,47,第1章 微机类型与结构,1.5,微机设计规范,1.5.3 PnP,设计规范,实现,PnP,的基本条件：,符合,PnP,标准的,BIOS,、符合,PnP,标准的,操作系统,、符合,PnP,标准的,设备,和符合,PnP,标准的,驱动程序,。,主讲：XX老师,48,第1章 微机类型与结构,1.5,微机设计规范,1.5.3 PnP,设计规范,即插即用工作过程,主讲：XX老师,49,第1章 微机类型与结构,1.6,微机主要技术指标,1.6.1,微机性能指标,性能主要指微机的,速度,与,容量,。,基准测试,微机性能测试也称为基准测试。,办公效率性能,多媒体性能,3D/,浮点性能,因特网性能,主讲：XX老师,50,第1章 微机类型与结构,1.6,微机主要技术指标,1.6.2,微机功能指标,微机硬件是否支持某一特定的操作。,硬件提供实现功能的基本环境，而微机功能的多少主要由软件实现。,主讲：XX老师,51,第1章 微机类型与结构,1.6,微机主要技术指标,1.6.3,微机可靠性指标,可靠性指微机在规定工作环境下和恶劣工作环境下,稳定运行的能力,，一般用无故障工作时间来衡量。,微机的稳定性和可靠性与,设计水平、制作工艺、元器件质量,等有非常密切地关系，它们很难进行精确测定。,主讲：XX老师,52,第1章 微机类型与结构,1.6,微机主要技术指标,1.6.4,微机兼容性指标,兼容性指产品在预期环境中能正常工作，无性能降低或故障，并对使用环境中的其他部分不构成影响。,微机硬件设备和软件产品都遵循向下兼容的设计原则。,硬件产品兼容性不好，可以通过驱动程序或补丁程序解决；软件产品不兼容，一般通过软件修正包或产品升级解决。,主讲：XX老师,53,第1章 微机类型与结构,课程讨论,1.OEM,生产方式有哪些优点与缺点。,2.,讨论苹果微机成功与失败的经验。,3.,嵌入式系统对微机今后发展有哪些影响。,4.,兼容性出于商业利益考虑还是用户需求。,5.PC,会被智能手机取代吗。,作业：,1-2,、,1-3,、,1-8,【,本章结束,】,主讲：XX老师,54,第1章 微机类型与结构,