微型计算机硬件系统
学习目的
- 学习微型计算机硬件结构，掌握对微型计算机的宏观认识。
- 了解总线的概念、三种总线的作用、三种总线的关系。
- 了解 RAM 和 ROM 的作用。
- 了解输入/输出接口、适配器和网卡的概念。
硬件结构
微型计算机的硬件结构也是同样遵循冯·诺依曼体系结构，不过微型计算机采用了总线结构。微型计算机的各个部件通过总线交换信息。
总线
总线就是一组公共信息传输线路，分为数据总线、地址总线和控制总线。总线的位宽指的是总线能同时传送的二进制数据的位数，或数据总线的位数，即 32 位、64 位等总线宽度的概念。总线的位宽越宽，每秒钟数据传输率越大。
设想，内存与 CPU 之间互相连接起来需要一条线，CPU 与 I/O 接口互相连接起来也需要一条线，I/O 接口与内存连接也需要一条线。随着硬件数量增多，它们相互连接起来所需要的线也增多。
一个城市有许多条主干道，主干道与许多条分道连接，构成城市的交通网络。如果有一个新的社区，只需要把分道连接到主干道上即可。这样做的好处就是，社区增多不会扰乱其他分道，并且社区之间可以通过主干道轻松互通。
计算机采用总线结构也是一样的道理，总线连接着其他硬件，CPU 通过总线可以获取到内存的信息，I/O 接口的数据也能够送往内存中。
通过本视频可以更好地理解总线结构：计算机总线如何传输数据。
数据总线
数据总线就是专门用于传输数据的总线。例如，CPU 通过数据总线读取到内存的数据；I/O 设备通过数据总线将数据传输到内存中。
地址总线
地址总线就是专门用于传输地址的总线。例如，CPU 通过控制总线发送一个“取”指令，并通过地址总线发送获取的数据在内存中的地址码，然后内存结合指令和地址码将数据取出，再通过数据总线向 CPU 传输对应的数据。
控制总线
控制总线就是专门用于传输指令的总线。在上一小节中的例子中，内存要实现一个取出数据的操作，需要接收从 CPU 传来的“取”指令。
通过本视频更好地了解三种总线的关系：为什么总线分为数据总线和地址总线
硬件介绍
随着集成电路制作工艺的不断进步，出现了大规模集成电路和超大规模集成电路，可以把计算机的核心部件运算器和控制器集成在一块电路芯片内，称之为微处理器，也称中央处理器。
中央处理器
中央处理器主要包括运算器和控制器两大部件，是计算机的核心部件。CPU 主要的性能指标有主频、外频、CPU 字长等。
内存储器
内存是仅次于 CPU 的最重要的器件之一，是影响计算机性能的重要部分。内存一般按字节分成许许多多的单元，每一个单元均有一个编号，称之为地址。CPU 通过地址查询所需要的单元，此操作叫作读操作，把数据写入指定的单元叫作写操作。
RAM
RAM 中的信息可以随时读出和写入，是计算机对程序和数据进行操作的工作区域。在计算机工作时，只有将要执行的程序和数据放入 RAM 中，才能被 CPU 执行。由于 RAM 存储的数据断电即丢失，所以一般存储到外存储器中，当要执行该程序时，再将其从外存储器中读入到 RAM 中，才能运行。
ROM
ROM 中的信息只能读出，不能写入。它的信息是由芯片厂商在生产过程中写入的，并且断电之后信息也不会丢失，因此常用 ROM 来存放重要的、固定的并且反复使用的程序和数据。
总线
总线（Bus）是连接 CPU、存储器和外部设备的公共信息通道，各部件均用过总线连接在一起进行信息交换。
总线的性能主要由总线宽度和总线频率来表示。总线宽度为一次能并行传输的二进制数位，总线越宽，速度越快。
输入/输出接口
CPU 与外部设备、外存储器的连接和数据交换都需要通过接口设备来实现。
不同类型的输入/输出设备的按照接口的标准来生产，设备本身的质量、性能只与厂商有关。这样做的好处就是，外部设备与计算机能够解耦，不绑定生产，也方便用户更换。所以，输出/输出接口也叫作适配器或设备控制器，由于这些输入/输出接口一般制作成电路板的形式，所以常把它们称为 XX 卡，例如，声卡、显示卡、网卡等。
主板
主板是一个提供各种插槽和总线以及扩展总线的电路板。主机上的各种插槽用来安装组成微型计算机的各部件，而主板的总线可实现各部件之间的通信，所以说主板是微型计算机各部件的连接载体。
主板一般集成了声卡、网卡等适配器，所以用户不需要单独安装适配器。