B. 速度：CPU > CACHE > 内存 C. 容量：比主存小

D. 作用：弥补CPU与内存的速度差异，相当于主存的延伸

a) 不与主存统一编址，但可接受CPU的访问 i. CPU局部访问原理：CPU所执行的指令和处理的数据往往集中于存储器的

局部范围内

b) CPU的Cache中的数据是主存中部分内容的映射

5. 指令系统

6. 逻辑结构——奔腾4有多个运算器 7. CPU运算速度的传统衡量方法：

1) 每秒钟能执行的指令数目

2) 例如：MIPS，单字长定点指令百万条数/秒；MFLOPS，单字长浮点指令百万条数/秒。

五. PC机的主机

(一) 主板

1. 又称母板，通常安装有CPU插座、CPU调压器、芯片组、第2级高速缓存（有的已做在CPU

中）、存储器插座（SIMM 或DIMM）、总线插槽（如PCI、AGP、IDE）、ROM BIOS、时钟/CMOS、电池、超级I/O芯片等。

2. 意义：PC机中所有部件和设备都以主板为基础进行安装和互相连接，主板的稳定性影响着

整个计算机系统的稳定性。 3. 扩充卡及接口

1) 扩展板卡或扩充卡：

A. 定义：插在PC机主板总线插槽中的电路板 B. 包括：显卡、声卡、网卡、视频卡等

2) 扩充卡通过卡上的印刷插头插在主板上的PCI（或ISA、PCIE）总线插槽中。

3) 许多扩充卡的功能可以部分或全部集成在主板上（例如，软盘、硬盘、串行口、并行口、

声音、图形显示、网络连接等控制电路都可以集成在主板上），因此不再需要插接相应的适配卡。

4) 主板的物理尺寸已经标准化；ATX规格主板正向BTX规格转换 4. BIOS与CMOS

1) BIOS（Basic I/O System，基本输入/输出系统）

A. 定义：最基本I/O机器语言程序；它控制着系统全部硬件的运行，又为高层软件提

供底层调用。

B. 地位：PC机软件最基础的部分（没有BIOS的PC机无法正常启动） C. BIOS存放在ROM中，是非易失性的 D. 组成（四个部分）：①POST（Power On Self Test，加电自检——测试PC机各部件

的工作状态是否正常） 程序；②系统Load（自举装入）程序；③CMOS设置程序；④基本外设驱动程序

特别说明：①基本外设（仅包括键盘、显示器、软驱和硬盘等）的控制程序（即“驱动程序”）必须预先存放在BIOS ROM中，从BIOS中加载；②其他外设在OS初步运行成功后再从硬盘加载；③有的外设驱动程序在适配卡的Rom中，BIOS可以扫描端口。

2) CMOS：

A. CMOS RAM是主板上的一块可读写的存储芯片。

B. 在CMOS RAM中存储了用户对计算机硬件所设置的参数配置信息，如当前日期时

间、硬盘数目与容量、开机密码等。

C. CMOS芯片是易失性存储器，需主板电池供电

D. 在下列情况下需要启CMOS设置程序对系统进行设置：

a) PC机组装好之后第一次加电

b) 系统增加、减少或更换硬件或I／O设备

c) CMOS芯片因更换电池、病毒侵害、放电等原因造成其内容丢失或被错误修改 d) 用户希望更改或设置开机密码

e) 系统因某种需要而调整某些参数（改变启动系统时访问外存储器的顺序）

3) BIOS与CMOS的区别：通过BIOS设置程序对CMOS参数进行设置

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A. BIOS是主板上一块ROM芯片，CMOS是主板上的一块可读写的RAM芯片，靠后

备电池供电，即使系统掉电后信息也不会丢失

B. BIOS中存放的是系统设置程序，CMOS中存放的是这个程序所设置的数据；

5. 芯片组

1) 定义：PC机各组成部分的枢纽，连接着CPU、内存条、硬盘接口、网络接口、PCI插

槽等

2) 意义：主板上的所有存储控制和I/O控制功能大都集成在芯片组内（既实现了PC机系

统总线的功能，又提供了各种I/O接口及相关的控制） 3) 组成：南桥（ICH，增强的 I/O控制）、北桥（MCH，存储控制）两片VLSI集成电路组

成。

4) 特别说明：①CPU类型或参数不同时需要配用不同的芯片组；②CPU的系统时钟及各种

与其同步的时钟均由芯片组提供；③芯片组（北桥芯片）决定了主板上所能安装的内存最大容量、速度、可使用的内存条类型。

(二) 内存储器

1. 内存储器和外存储器组成一个层状的塔式结构

1) 目的：优化存储器的性能／价格比

2) 存储器按读写速度由高到低排列：Cache、RAM、硬盘、光盘 2. 内存储器

1) 由称为存储器芯片的半导体集成电路组成 2) 分类：

A. RAM（随机存取存储器，Random Access Memory）

a) 特点：易失性（断电后信息一般会立即丢失）、可读可写 b) 动态随机存取存储器DRAM

i. 特点：需要定时刷新、较慢、电路简单，集成度高，成本较低 ii. 用途：内存储器的主体部分（主存）

c) 静态随机存取存储器SRAM

i. 不需要刷新、较快 ii. 用途：高速缓冲存储器Cache

B. ROM (Read Only Memory)即只读存储器

a) 特点：非易失性（断电后信息不会丢失）、可读不可写（一般情况下，除Flash

ROM）

b) 应用：存放内容不变的信息

c) 注意：Flash ROM(快擦除ROM，或闪存)——新型的非易失性存储器，但又像

RAM一样能快速方便地写入信息。主要用于数码相机、优盘和存储BIOS程序。

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3. 主存储器

1) 存储单元：每个存储单元的基本单位为1Byte（8bit）

2) 地址：每个存储单元（一个字节）都有一个唯一编号的地址，主存储器以字节为单位进

行连续编址，CPU按地址对存储器进行访问 3) 存储容量：

A. 定义：主存储器中所包含的存储单元的总数（即内存中可存储信息的多少） B. 单位：MB、GB

C. 影响内存容量的因素：主板芯片组的型号、主板存储器插座类型与数目、CPU地址

线的宽度

4) 存取时间：从CPU送出内存单元的地址码开始，到主存读出数据并送到CPU（或者是

把CPU数据写入主存）所需要的时间——单位：ns（1ns = 10-9秒） 5) 内存条时把若干片DRAM芯片焊在一小条印制电路板上做成的部件。

6) DDR利用时钟的上升沿与下降沿在同一个时钟周期内实现两次数据传送（即DDR

SDRAM的有效时钟频率是SDRAM的两倍）

7) 双列直插式内存条（DIMM内存条）触点分布在内存条的两面

(三) I/O总线与I/O接口

1. I/O操作（I/O＝Input／Output ＝输入／输出）

1) 任务：将输入设备输入的信息送入内存的指定区域，或者将内存指定的内容送出到输出

设备。

2) 特点：①I/O设备速度比CPU慢，为提高系统效率，I/O操作与CPU的数据处理操作是

并行的；②多个I/O设备能同时进行工作(例如一面键盘输入，一面屏幕显示，同时进行打印输出等)。③I/O设备的种类多，性能相差很大，与计算机主机的连接方法也各不相同

3) 注意：每个(类)I／O设备都有各自专用的控制器，它们的任务是接收CPU启动I／O操

作的命令后，独立地控制I／O操作的全过程

2. 总线（bus）：

1) 定义：计算机各部件之间传输信息的一组公用的信号线及相关控制电路。 2) I/O总线（主板总线）

A. 定义：用于连接内存和I/O设备（包括外存）的总线（I/O总线与主板上扩充插槽

中的扩充卡直接相连）

B. I/O总线上有三种信号：数据信号、地址信号、控制信号。 C. 总线数据传输速率（总线带宽）

a) 定义：单位时间内总线上可传送的数据量。

b) 总线带宽（MB/s）=（数据线宽度/8）×总线工作频率（MHz）×每个总线周

期的传输次数

D. 典型：PCI总线（PCI-E总线）

a) PCI总线的时钟与CPU时钟无关 b) PCI可支持多个外围设备

c) PCI能与其他I/O总线共存于PC系统中

d) PCI的数据线宽度可为32位（数据传输速度133MB/s），也可为64位（数据传

输速度266MB/s）

4. I/O设备接口：

1) 定义：简称I/O接口或I/O端口，指计算机中用于连接I/O设备的各种插头/插座以及相

应的通信规程及电器特性。（不包括电源插口）

2) 作用：输入/输出设备通过I/O接口与各自的控制器连接起来 3) I/O设备接口分类：

A. 从数据传输方式来分：

a) 串行（一次只传输1位）——USB、IEEE1394、SATA b) 并行（8位或者16位、32位一起进行传输）——IDE B. 从是否能连接多个设备来分：

a) 总线式（可连接多个设备，被多个设备共享） b) 独占式（只能连接1个设备）

4) USB接口（通用串行总线式接口，Universal Serial Bus）

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A. 传输速率：USB1.1版：1.5 MB/s、 USB2.0：高达480Mb/s（60MB/s） B. 特点：4线接口（红白绿黑）、支持热插拔技术和即插即用功能、高速、可连接多个

设备（最多127个）、串行传输、可向外设供电（＋5V，100～500 mA）。 C. 应用：鼠标、键盘、移动硬盘、数码相机、U盘、打印机、扫描仪??

5) IEEE-1394接口：又称为1394、 FireWire，双向串行传输、采用差分信号形式传输时钟

及数据、连接高速设备（如音视频设备）50MB/S～100 MB/S、6线接口、可连接多个设备（63个）

6) SCSI接口（small computer interface，小型计算机接口）：一种用于连接大容量磁盘驱动

器、扫描仪等外围设备的专门的高速并行端口。

六. 常用输入设备

(一) 键盘

1. 计算机最常用、最主要的输入设备，缺它不可 2. 与主机接口：AT接口（早期）、PS/2接口、USB接口、无线接口（红外——范围小、无线电） 3. 电容式键盘：击键声音小、不存在磨损接触不良等问题、寿命长、手感好 4. 常用快捷键 控制键名称 主 要 功 能 Shift 换档键 F1～F12 共12个功能键，它们的功能由操作系统及运行的应用程序来决定 Home 通常用于把光标移动到开始位置，如文档的起始位置或行首 Print Screen 把当时的屏幕映象记录下来 Alt+PrintScreen 将桌面上当前窗口的图像复制到剪贴板中 Caps lock 大小写切换（灯亮时，输入大写字母） Ctrl + Alt +Del 重新启动正在使用中的Windows系统 (二) 鼠标器（Mouse） 1. 工作原理：用户移动鼠标时，移动速度和方向将变换成脉冲信号输入计算机，从而控制屏幕

上鼠标器箭头的运动 2. 主要指标：

1） 分辨率dpi

A. 定义：鼠标每移动一英寸距离光标在屏幕上所通过的像素的数目 B. 意义：分辨率越高，定位越准确 2） 接口：

A. 有线鼠标：EIA（RS）-232串行口、PS/2 接口、USB 接口 B. 无线鼠标

3. 鼠标器分类：

1) 机械式鼠标 2) 光机式鼠标

3) 光学（电）鼠标：工作速度快，准确性和灵敏度高，分辨率可达800dpi，没有机械磨损，

很少需要维护，也不需要鼠标垫

4. 某些鼠标器左右两按键的中间有一个滚轮，它的作用通常是控制屏幕内容进行上下移动，与

窗口右边框滚动条的功能一样（注意：按动鼠标按键后，计算机具体做什么，由正在运行的软件决定）

5. 笔记本电脑使用轨迹球、指点杆和触摸板等替代鼠标器的功能，为了减少体积、方便使用 6. 其他指点设备：

1） 触摸屏：适用于服务性公共场所 2） 操纵杆：经常用于游戏控制

(三) 扫描仪

1. 作用：图像输入设备（未经OCR识别，内容不可编辑）

2. 分类：手持式扫描仪、平板式扫描仪（家用和办公自动化领域广泛应用）、胶片专用和滚筒

式（专业印刷排版领域） 3. 性能指标：

1) 分辨率（dpi）

2) 色彩位数（色彩深度）：色彩位数越多，能反映的色彩就越丰富，扫描效果也越真实 3) （最大）扫描幅面：

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